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文檔簡介
1、會計學(xué)12粘土類石英類長石類新型原料(氧化物、碳化物、氮化物)傳統(tǒng)(天然)原料第1頁/共94頁3第一節(jié) 粘土類原料 粘土(clay)是一種顏色多樣、細(xì)分散的多種含水鋁硅酸鹽礦物的混合體. 其礦物粒徑一般小于2 m. 主要由粘土礦物以及其它一些雜質(zhì)礦物組成。 什么是 粘土?第2頁/共94頁41. 風(fēng)化殘積型:根據(jù)成因不同,粘土分為三類:2. 熱液蝕變型:3. 沉積型粘土礦床:那些成因?第3頁/共94頁51. 風(fēng)化殘積型:指深成的巖漿巖(如花崗巖、偉晶巖、長英巖等)在原地風(fēng)化后殘留在原地,多成為優(yōu)質(zhì)高嶺土的主要礦床類型。 風(fēng)化型粘土礦床主要分布在我國南方(等地),一般稱為一次粘土(也稱為殘留粘土或
2、原生粘土)。一. 粘土的成因第4頁/共94頁6粘土的成因:第5頁/共94頁7粘土的成因:第6頁/共94頁8這些性能、顏色各異的粘土,他們在組成上又是怎樣的呢?總之,粘土有很多種,那么:第7頁/共94頁9可見“組成”是決定陶瓷品種的鏈條的環(huán)節(jié)之一。成因種類組成性能陶瓷制品為什么強(qiáng)調(diào)組成?可以說:第8頁/共94頁10 二. 粘土的組成 粘土的性能取決于粘土的組成。 包括粘土的化學(xué)組成、礦物組成和顆粒組成。第9頁/共94頁111、粘土的化學(xué)組成 主要為:SiO2、A12O3和結(jié)晶水(H2O)。 含有少量的堿金屬氧化物K2O、Na2O,堿土金屬氧化物CaO、MgO,以及著色氧化物Fe2O3、TiO2等
3、。 風(fēng)化殘積型粘土礦床一般SiO2含量高,而A12O3含量低。 不同種類,量的多少不同。 第10頁/共94頁12化學(xué)組成在一定程度上反映其工藝性質(zhì):(1)SiO2 :若以石英狀態(tài)存在的SiO2多時,粘土可塑性降低,但是干燥后燒成收縮小。(2)Al2O3 :含量多,耐火度增高,難燒結(jié)。(3)Fe2O31 ,TiO2 0.5 :瓷制品呈白色。(含量過高,顏色變深,還影響電絕緣性。)第11頁/共94頁13(4)CaO、MgO、K2O、Na2O:降低燒結(jié)溫度,縮小燒結(jié)范圍。(5) H2O、有機(jī)質(zhì):可提高可塑性,但收縮大。第12頁/共94頁142.粘土的礦物組成 粘土很少由單一礦物組成,而是多種微細(xì)礦物
4、的混合體。因此,粘土所含各種微細(xì)礦物的種類和數(shù)量是決定其工藝性能的主要因素。 粘土礦物主要為高嶺石類(包括高嶺石、多水高嶺石等)、蒙脫石類(包括蒙脫石、葉蠟石等)和伊利石類(也稱水云母)等等。 第13頁/共94頁15高嶺石葉臘石伊利石第14頁/共94頁16a高嶺石類(Kaolinite) 高嶺石族礦物包括高嶺石、地開石、珍珠陶土和多水高嶺石等。高嶺石是粘土中常見的粘土礦物. 主要由高嶺石組成的粘土稱為高嶺土。 第15頁/共94頁17b蒙脫石類(Montmorillonite) 蒙脫石(Montmorillonite)也是一種常見的粘土礦物(包括蒙脫石、葉蠟石等) . 以蒙脫石為主要組成礦物的粘
5、土稱為膨潤土(bentonite),一般呈白色、灰白色、粉紅色或淡黃色,被雜質(zhì)污染時呈現(xiàn)其它顏色。 第16頁/共94頁18c 伊利石類 伊利石是白云母經(jīng)強(qiáng)烈的化學(xué)風(fēng)化作用而轉(zhuǎn)變?yōu)槊擅撌蚋邘X石過程中的中間產(chǎn)物。組成成分與白云母相似,但比正常的白云母多SiO2和H2O而少K2O。與高嶺石比較,伊利石含K2O較多而含H2O較少。 第17頁/共94頁193、顆粒組成 顆粒組成:粘土中含有的不同大小顆粒的體積百分比含量。 1um的細(xì)顆粒愈多,則可塑性愈強(qiáng),干燥收縮大,干后強(qiáng)度高, 而且燒結(jié)溫度低,(比表面積大,表面能高)片狀比桿狀堆積面積大,塑性大,強(qiáng)度高。 第18頁/共94頁20三. 粘土的工藝性質(zhì)
6、v1.可塑性 可塑性是指粘土粉碎后用適量的水調(diào)和、混練后捏成泥團(tuán),在一定外力的作用下可以任意改變其形狀而不發(fā)生開裂,除去外力后,仍能保持受力時的形狀的性能。第19頁/共94頁21v2.結(jié)合性 粘土的結(jié)合性是指粘土能結(jié)合非塑性原料形成良好的可塑泥團(tuán)、有一定干燥強(qiáng)度的能力。 v3.離子交換性 粘土顆粒帶有電荷。其來源是其表面層的斷鍵和晶格內(nèi)部被取代的離子。因此必須吸附其它異號離子來補(bǔ)償其電價,粘土的這種性質(zhì)稱為離子交換性。 第20頁/共94頁224.觸變性(稠化性)粘土泥漿或可塑泥團(tuán)受到振動或攪拌時,粘度會降低而流動性增加,靜置后又能逐漸恢復(fù)原狀。 反之,相同的泥料放置一段時間后,在維持原有水分的
7、情況下會增加粘度,出現(xiàn)變稠和固化現(xiàn)象。上述情況可以重復(fù)無數(shù)次。粘土的上述性質(zhì)統(tǒng)稱為觸變性,也稱為稠化性。第21頁/共94頁235.膨脹性 膨脹性是指粘土吸水后體積增大的現(xiàn)象。這是由于粘土在吸附力、滲透力、毛細(xì)管力的作用,水分進(jìn)入粘土晶層之間、或者膠團(tuán)之間所致,因此可分為內(nèi)膨脹性與外膨脹性兩種。 第22頁/共94頁246.收縮 粘土泥料干燥時,因包圍在粘土顆粒間的水分蒸發(fā)、顆粒相互靠攏而引起的體積收縮,稱為干燥收縮。 粘土泥料煅燒時,由于發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化(如脫水作用、分解作用、莫來石的生成、易熔雜質(zhì)的熔化,以及熔化物充滿質(zhì)點(diǎn)間空隙等等),因而使粘土再度產(chǎn)生的收縮,稱為燒成收縮。這兩種收縮
8、構(gòu)成粘土泥料的總收縮。第23頁/共94頁257.燒結(jié)性能 通指粘土在燒結(jié)過程中所表現(xiàn)出的各種物理化學(xué)變化及性能。8.耐火度 耐火度是耐火材料的重要技術(shù)指標(biāo)之一,它表征材料無荷重時抵抗高溫作用而不熔化的性能。第24頁/共94頁26四. 粘土在陶瓷生產(chǎn)中的作用1.粘土的可塑性是陶瓷坯泥賴以成型的基礎(chǔ)。2.粘土使注漿泥料與釉料具有懸浮性與穩(wěn)定性。3.粘土一般呈細(xì)分散顆粒,同時具有結(jié)合性。4.粘土是陶瓷坯體燒結(jié)時的主體。5.粘土是形成陶器主體結(jié)構(gòu)和瓷器中莫來石晶體的主要來源。第25頁/共94頁27第二節(jié) 石英類原料(Quartz) 二氧化硅(SiO2)在地殼中的豐度約為60。含二氧化硅的礦物種類很多部
9、分以硅酸鹽化合物的狀態(tài)存在,構(gòu)成各種礦物、巖石。另一部分則以獨(dú)立狀態(tài)存在,成為單獨(dú)的礦物實(shí)體,其中。普通結(jié)晶質(zhì)的二氧化硅礦石通稱石英。第26頁/共94頁28 由于經(jīng)歷的地質(zhì)作用及成礦條件不同,石英呈現(xiàn)多種狀態(tài),并有不同的純度。 a.水晶 b.脈石英 c.(硅質(zhì))砂巖 d.石英巖 e.石英砂 f.燧石、硅藻土一. 石英礦石的種類 第27頁/共94頁29第28頁/共94頁30石英水晶結(jié)晶良好的石英水晶結(jié)晶良好的石英第29頁/共94頁31莫氏硬度1. 滑石 2. 石膏 3. 方解石 4. 螢石 5. 磷灰石 6. 正長石 7. 石英 8. 黃玉 9. 剛玉 10. 金剛石第30頁/共94頁32二.
10、石英的性質(zhì) 石英的主要化學(xué)成分為SiO2,但是常含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、TiO2等雜質(zhì)成分。 二氧化硅在常壓下有七種結(jié)晶態(tài)和一個玻璃態(tài)。它們是-石英、-石英;-鱗石英、-鱗石英、-鱗石英;-方石英、-方石英。 第31頁/共94頁33 石英具有很強(qiáng)耐酸侵蝕能力(氫氟酸除外),但與堿性物質(zhì)接觸時能起反應(yīng)而生成可溶性的硅酸鹽。高溫下,石英易與堿金屬氧化物作用生成硅酸鹽與玻璃態(tài)物質(zhì)。 石英材料的熔融溫度范圍取決于二氧化硅的形態(tài)和雜質(zhì)的含量。 第32頁/共94頁34三. 石英在陶瓷生產(chǎn)中的作用1. 石英是瘠性原料,可對泥料的可塑性起調(diào)節(jié)作用。 2.提供了生坯中水分快速排出的通道
11、,可縮短干燥時間,減少干燥收縮3. 在陶瓷燒成時 ,石英影響陶瓷壞體的體積收縮。燒成過程中,石英的體積膨脹可以補(bǔ)償坯體的收縮第33頁/共94頁354.冷卻時石英晶型轉(zhuǎn)化的體積效應(yīng)使坯體內(nèi)產(chǎn)生相當(dāng)大的內(nèi)應(yīng)力,導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生,從而影響陶瓷的抗熱振性和機(jī)械強(qiáng)度5. 在瓷器中,石英對坯體的力學(xué)強(qiáng)度有著很大的影響 。高溫下石英會部分熔解而提高液相的粘度,未熔化的石英可作為坯體的骨架,起到增強(qiáng)(reinforce)的作用6. 石英對陶瓷釉料的性能有很大影響。第34頁/共94頁36第三節(jié) 長石類原料 長石是陶瓷生產(chǎn)中的主要熔劑性原料,一般用作坯料、釉料、色料熔劑等的基本成分,用量較大,是日用陶瓷的三大原料之一
12、。自然界中長石的種類很多,歸納起來都是由四種長石組合而成.第35頁/共94頁37一. 長石的種類和性質(zhì) v 鈉長石(Ab) NaAlSi3O8或Na2OAl2O36SiO2v 鉀長石(Or) KAlSi3O8或K2OAl2O36SiO2v 鈣長石(An) CaAl2Si2O8或Ca OAl2O32SiO2v 鋇長石(Cn) BaAl2Si2O8或BaOAl2O32SiO2外觀及性狀都有所差異第36頁/共94頁38鈉長石鉀長石鈣長石鋇長石第37頁/共94頁39名 稱鉀長石鈉長石鈣長石鋇長石化學(xué)通式K2OAl2O36SiO2Na2OAl2O36SiO2CaOAl2O32SiO2BaOAl2O32S
13、iO2晶體結(jié)構(gòu)式KAlSi3O8NaAlSi3O8CaAl2Si2O8BaAl2Si2O8理論化學(xué)組成(%)SiO2Al2O3RO(R2O)64.7018.40K2O 16.9068.7019.50Na2O 11.8043.2036.70CaO 20.1032.0027.12BaO 40.88晶 系單斜三斜三斜單斜密度(g/cm3)2.562.592.602.652.742.763.37莫氏硬度66.566.566.566.5顏 色白、肉紅、淺黃白、灰白、灰或無色白或無色熱膨脹系數(shù)(10-8/)7.57.4熔點(diǎn)()1150(異元熔融)110015501725附注堿性長石系列:KAlSi3O8-
14、 NaAlSi3O8包括透長石、正長石,微斜長石、歪長石,條文長石及鈉長石斜長石系列:NaAlSi3O8- CaAl2Si2O8包括鈉長石、更長石、中長石、拉長石、培長石及鈣長石長石類礦物的化學(xué)組成與礦物物理性質(zhì) 第38頁/共94頁40二. 長石的熔融特性 1. 鉀長石的熔融溫度不是太高,且其熔融溫度范圍寬。2. 鈉長石的開始熔融溫度比鉀長石低,其熔化時沒有新的晶相產(chǎn)生,液相的組成和熔長石的組成相似,即液相很穩(wěn)定,但形成的液相粘度較低。第39頁/共94頁413. 鈣長石的熔化溫度較高,熔融溫度范圍窄,高溫下熔體不透 明、粘度也小。冷卻時容易析晶,化學(xué)穩(wěn)定性也差。4. 鋇長石的熔點(diǎn)更高,其熔融穩(wěn)
15、定范圍不寬,普通陶瓷產(chǎn)品不采用它。第40頁/共94頁42三. 長石在陶瓷生產(chǎn)中的作用v長石在高溫下熔融,形成粘稠的玻璃熔體,是坯料中堿金屬氧化物(K2O,Na2O)的主要來源,能降低陶瓷坯體組分的熔化溫度,有利于成瓷和降低燒成溫度。v熔融后的長石熔體能熔解部分高嶺土分解產(chǎn)物和石英顆粒第41頁/共94頁43v長石熔體能填充于各結(jié)晶顆粒之間,有助于坯體致密和減少空隙。v在釉料中長石是主要熔劑。v長石作為瘠性原料,在生坯中還可以縮短坯體干燥時間、減少坯體的干燥收縮利變形等。第42頁/共94頁44第四節(jié) 其他礦物原料 1.瓷石 瓷石是一種由石英,絹云母組成,并含有若干高嶺石,長石等的巖石狀礦物集合體。
16、瓷石的可塑性不高,結(jié)合強(qiáng)度不大,但干燥速度快 。瓷石粉第43頁/共94頁452.葉臘石葉蠟石通常呈白色、淺黃或淺灰色 ,結(jié)構(gòu)和蒙脫石相似,都屬于層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物 。葉臘石第44頁/共94頁46化學(xué)通式為:A12O34SiO2nH2O,晶體結(jié)構(gòu)式為:A12(Si4O10)(OH)2,理論化學(xué)組成為:A12O3 28.30,SiO2 66.70,H2O 5.00。葉臘石第45頁/共94頁473.高鋁質(zhì)礦物原料 主要是高鋁礬土及硅線石族礦物,可用于制造高鋁陶瓷、窯具和砌筑窯爐的耐火材料。高鋁礬土(鋁土礦) 硅線石第46頁/共94頁48 4.堿土硅酸鹽類原料 a.滑石與蛇紋石 滑石(由天然硅酸鎂礦物
17、組成)化學(xué)式:3MgO4SiO2H2O,晶體結(jié)構(gòu)式:Mg3Si4O10(OH)2,理論化學(xué)組成:MgO 31.88,SiO2 63.37,H2O 4.74,常含有鐵、鋁、錳、鈣等雜質(zhì)?;?7頁/共94頁49 滑石屬層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物,其晶體結(jié)構(gòu)與葉蠟石十分相似。 滑石在普通日用陶瓷生產(chǎn)中一般作為熔劑使用,在細(xì)陶瓷坯體中加入少量滑石,可降低燒成溫度?;巧a(chǎn)鎂質(zhì)瓷的主要原料。滑石第48頁/共94頁50蛇紋石 蛇紋石與滑石同屬鎂的含水硅酸鹽礦物?;瘜W(xué)式:3MgO4SiO22H2O ,晶體結(jié)構(gòu)式:Mg3SiO2(OH)4,理論化學(xué)組成:MgO 43,SiO2 44.1,H2O 12.9,常含鐵
18、、鈦、鎳等雜質(zhì),鐵含量較高。蛇紋石第49頁/共94頁51蛇紋石屬單斜晶系,晶體發(fā)育不完全,一般只用作堿性耐火材料 。蛇紋石第50頁/共94頁52b.硅灰石 天然硅灰石是典型的高溫變質(zhì)礦物,通常產(chǎn)于石灰?guī)r和酸性巖漿的接觸帶,由CaO與SiO2反應(yīng)而成?;瘜W(xué)通式:CaO SiO2,晶體結(jié)構(gòu)式:Ca SiO3,理論化學(xué)組成:CaO 48.25,SiO2 51.75。第51頁/共94頁53硅灰石在陶瓷工業(yè)中的用途廣泛,可用于制造釉面磚、日用陶瓷、低損耗無線電陶瓷等,也可用于生產(chǎn)衛(wèi)生陶瓷、磨具、火花塞等。硅灰石作為堿土金屬硅酸鹽,在普通陶瓷坯體中可起助熔作用,降低坯體的燒結(jié)溫度。硅灰石第52頁/共94頁
19、54c.透輝石 透輝石也用作陶瓷低溫快速燒成的原料,尤其在釉面磚生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。透輝石第53頁/共94頁55 透輝石的化學(xué)式:CaOMgO2SiO2,晶體結(jié)構(gòu)式:CaMgSiO3,理論化學(xué)組成為:CaO 25.9,MgO 18.5,SiO2 55.6。透輝石第54頁/共94頁565.含堿硅酸鋁類 a.霞石正長巖 主要礦物組成為長石類及霞石AlSiO4的固熔體,次要礦物為輝石、角閃石等,外觀呈淺灰綠或淺紅褐色,脂肪光澤。霞石正長巖第55頁/共94頁57以霞石正長巖代替長石,可使坯體燒成時不易沉塌,制得的產(chǎn)品不易變形,熱穩(wěn)定性好,力學(xué)強(qiáng)度有所提高。霞石正長巖第56頁/共94頁58b.鋰質(zhì)礦物
20、原料 鋰輝石 鋰輝石的化學(xué)式為Li2OAl2O34SiO2,晶體結(jié)構(gòu)式為LiAl(SiO3)2,理論化學(xué)組成為:Li2O 8.02,SiO2 64.58,Al2O3 27.40,含有鉀、鈉、鎂、錳、鐵等雜質(zhì)。鋰輝石有三種同質(zhì)多相變體,即-鋰輝石、-鋰輝石及-鋰輝石。 第57頁/共94頁59鋰輝石鋰輝石晶體第58頁/共94頁60鋰云母 鋰云母又稱鱗云母,是一種富含揮發(fā)成分的三層型結(jié)構(gòu)狀硅酸鹽,化學(xué)式為:LiF KF Al2O3 3SiO2,晶體結(jié)構(gòu)式:K(Li,Al)3(Al,Si)Si3O10(F,OH)2化學(xué)組成不定。第59頁/共94頁61在金屬元素中,鋰的相對原子質(zhì)量最小,化學(xué)活性比鉀、鈉
21、強(qiáng),且Li+具有很高的靜電場,因此有非常強(qiáng)的熔劑化作用,能顯著降低材料的燒結(jié)和熔融溫度。鋰云母第60頁/共94頁626.碳酸鹽類 a. 方解石 方解石是石灰?guī)r、大理巖的主要礦物 。 方解石屬三方晶系,晶體呈菱面體,有時呈粒狀或板狀。 方解石高溫分解前起瘠化作用,分解后起熔劑作用。第61頁/共94頁63水晶方解石花方解石第62頁/共94頁64b.菱鎂礦 菱鎂礦的化學(xué)通式是MgCO3,理論化學(xué)組成MgO 47.82,CO2 52.18。 菱鎂礦是制造耐火材料的重要原料,也是新型陶瓷工業(yè)中用于合成尖晶石(MgOAL2O3)鐵酸鎂(MgOTiO2)和鎂橄欖石瓷(2MgOSiO2)等的主要原料,同時作為
22、輔助原料和添加劑被廣泛應(yīng)用。第63頁/共94頁65菱鎂礦第64頁/共94頁66c.白云石 白云石是CaCO3和MgCO3的復(fù)鹽,化學(xué)通式為CaMg(CO3) 。 在陶瓷工業(yè)中,白云石的使用能同時引入CaO及MgO,它們一般起熔劑作用,能降低燒成溫度,促進(jìn)石英的熔解和莫來石的生成。第65頁/共94頁67白云石第66頁/共94頁68傳統(tǒng)原料:粘土類、石英類、長石類新型原料(化工原料):(氧化物、 碳化物、氮化物)第67頁/共94頁69第五節(jié) 新型陶瓷原料 一. 氧化物原料1. 氧化鋁(Al2O3:Alumina)地殼中的含量15.34。來源:鋁土礦、高嶺土等礦物.第68頁/共94頁70 - Al2
23、O3 :三方柱狀晶體,高溫穩(wěn)定型。 熔點(diǎn)高,硬度大(9),耐化學(xué)腐蝕,優(yōu)良的介電性能。- Al2O3:含堿金屬的鋁酸鹽的總稱a. 氧化鋁的主要晶型- Al2O3 等軸晶系:低溫穩(wěn)定型,結(jié)構(gòu)松散,堆積密度小Al2O3陶瓷:具有較好的機(jī)械性能、高溫性能、介電性能及耐化學(xué)腐蝕性第69頁/共94頁71- Al2O39501500 +NH4F CaF2 AlF3 硼酸 - Al2O3晶型轉(zhuǎn)變第70頁/共94頁72b. 陶瓷生產(chǎn)用Al2O3的種類工業(yè)氧化鋁:白色、松散粉狀晶體, 一般由 0.1 m的微晶組成的多孔球狀集合體, 4070 m以- Al2O3為主,從鋁土礦中提煉出來 天然形成:剛玉、寶石( -
24、 Al2O3) 電熔剛玉:白色,電熔工業(yè)氧化鋁生成 加Cr2O3:鉻剛玉(紅色) 加ZrO2:鋯剛玉 加TiO2:鈦剛玉硬度大,熔點(diǎn)高:高級耐火材料和高硬磨料磨具第71頁/共94頁73c. Al2O3原料的制備 制取工業(yè)Al2O3的原料為,主要步驟為:燒結(jié)、溶出、脫硅、分解和煅燒 。氧化鋁粉體制取氧化鋁的方法是澳大利亞的化學(xué)家拜耳(Karl Joseph Bayer)于18891892年發(fā)明的。第72頁/共94頁742. 氧化鎂(MgO) MgO屬立方晶系NaCl型結(jié)構(gòu),熔點(diǎn)2800,密度3. 58 g/cm3。 MgO化學(xué)活性強(qiáng),易溶于酸,水化能力大,因此制造MgO陶瓷時必須考 慮原料的這種
25、特性。 MgO在空氣中容易吸潮水化生成Mg(OH)2,在制造及使用過程中部必須注意。第73頁/共94頁75項(xiàng)目煅燒溫度()線收縮(%)體積密度(g/cm3)氣孔率(%)晶粒平均直徑(m)由氫氧化鎂制得的MgO135015.72.4231.62.0145022.43.244.28.0160024.23.302.822.0由硝酸鎂制得的MgO13501.11.8448.21145010.12.4630.55160015.12.8620.110由堿式碳酸鎂制得的MgO135012.61.7250.81.5145010.12.2935.86.0160015.22.4531.87.5由氯化鎂制得的MgO
26、13501.11.8348.51.014507.32.1828.84.0160012.52.6426.26.0第74頁/共94頁763. 氧化鈹(BeO) 氧化鈹(BeO)晶體為無色,屬六方晶系,晶體很穩(wěn)定,很致密,且無晶形轉(zhuǎn)變。 BeO具有與金屬相近的導(dǎo)熱系數(shù),約為309.34W(mK),是Al2O3的1520倍。 BeO具有好的高溫電絕緣性能, BeO熱膨脹系數(shù)不大。第75頁/共94頁77 因此,利用BeO制備的BeO陶瓷可用來作:散熱器件、 熔煉稀有金屬和高純金屬Be、Pt、V等的坩堝、磁流體發(fā)電通道的冷壁材料、高溫比體積電阻高的絕緣材料。 但是,BeO有劇毒,操作時必須注意防護(hù).經(jīng)燒結(jié)
27、的BeO陶瓷是無毒 。第76頁/共94頁784. 氧化鋯(ZrO2) 天然的只有單斜鋯石 工業(yè)中常用鋯英石(ZrO2SiO2 )精礦堿法分解, 再用酸處理得氧氯化鋯ZrOCl2 ,煅燒得到白色、微黃的ZrO2粉末。第77頁/共94頁79a. ZrO2的晶型轉(zhuǎn)變 單斜相5.68 g/cm3四方相6.1 g/cm3立方相6.27 g/cm31160 ,收縮 2300 oC 1000,膨脹 液相第78頁/共94頁80b. ZrO2粉末的制備氯化、熱分解法反應(yīng)式如下: ZrO2SiO2 + 4C + 4Cl2 = ZrCl4 + SiCl4 + 4CO 第79頁/共94頁81 堿金屬氯化物分解法其反應(yīng)
28、式如下: ZrO2SiO2 + 4NaOH = Na2ZrO3 + Na2SiO3 +2H2O ZrO2SiO2 + Na2CO3 = Na2ZrSiO5 + CO2 ZrO2SiO2 + 2Na2CO3 = Na2ZrO3 + Na2SiO3 + 2CO2第80頁/共94頁825. TiO2天然礦物:金紅石、板鈦礦和銳鈦礦優(yōu)良的白色顏料,鈦白粉電容器陶瓷,半導(dǎo)體陶瓷日用陶瓷:坯料的著色劑(淡黃色)釉料:低溫乳濁劑,與ZnO、CaO一起制作乳濁釉第81頁/共94頁836. PbO、ZnO 釉料及助熔劑第82頁/共94頁84u著色氧化物 天然的:鐵、鈷、鈦等 人工合成的金屬氧化物及其鹽類。7.
29、稀土氧化物和著色 氧化物u稀土氧化物 稀土元素:鑭系元素及鈧、釔兩元素 (1)制備高溫色料 (2)配置色泥制備色瓷 (3)作乳濁劑 (4)在特種陶瓷中加入稀土氧化物陶瓷可以改善磁體的機(jī)電及其它物理性能。第83頁/共94頁85二. 碳化物類原料 1. 碳化硅(SiC)a. SiC的晶型與性質(zhì) SiC為共價鍵化合物,屬金剛石型結(jié)構(gòu),有多種變體。 SiC 具有穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性,以及非常高的硬度 等性能。第84頁/共94頁86b. SiC原料的合成 合成SiC的方法有二氧化硅碳熱還原法、碳硅直接合成法、氣相沉積法、聚合物熱分解法等。第85頁/共94頁872. 碳化硼(B4C) a. 碳化硼(B4C)為六方晶系,其晶胞中碳原子構(gòu)成的鏈位于立體對角線上,同時碳原子處于充分活動的狀態(tài)。 具有高導(dǎo)熱、高硬度和高耐磨性,其硬度僅次于金剛石和立方BN,還具有高的抗酸性與抗堿性。第86頁/共94頁88 b. B4C粉末的合成 B4C原料粉末的主要合成方法有: 硼碳元素直接合成法、 硼酐碳熱還原法、 鎂熱法、 BN+碳還原法、 BCl3的固相碳化和氣相沉積。第87頁/共94頁89三. 氮化物原料1. 氮化硅(Si3N4) 氮化硅(Si3N4)是共價鍵化合物,它有兩種
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