原料處理及坯料制備

原料處理及坯料制備第一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二第一節(jié)坯體組成的確定一、陶器的坯體組成1、粗陶器一般是用一種或兩種以上易熔粘土組成制得。其胎體不致密，吸水率較大。2、普通陶器一般用可塑性高的難熔粘土、石英、熟料等原料制成。胎體不夠致密，顆粒較粗，氣孔較大，制作不夠精細(xì)，表面施以釉層。第二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二3、細(xì)陶器用可塑性高的難熔粘土、石英、長石、熟料等原料制得。胎體顆粒致密，氣孔微小。結(jié)構(gòu)均勻，施釉或不施釉。長石質(zhì)精陶（硬質(zhì)精陶）可塑粘土、高嶺土、石英、長石石灰質(zhì)精陶（軟質(zhì)精陶）可塑粘土、高嶺土、石英、石灰石第三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二二、瓷器的坯體組成1、國際上粘土質(zhì)瓷器的分類硬質(zhì)瓷：（0.18~0.3）RO·1Al2O3·(3.5~4.8)SiO2高嶺土、石英、長石。軟質(zhì)瓷：（0.3~0.45）RO·1Al2O3·(4.8~6)SiO2高嶺土、石英、長石，以及鈣、鎂的碳酸鹽、骨灰、滑石、熔塊。第四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二2、日用瓷2.1長石質(zhì)瓷標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)瓷坯料組成：高嶺土+粘土50％、長石25％、石英25％。化學(xué)組成：SiO265～67%；Al2O319~25%(R2O+RO)4~6.5%；(Na2O+K2O)≥2.5%相組成：玻璃相50～60％，莫來石10～20％，殘余石英8～12％，方石英6～10％。第五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二2.2骨灰瓷特點(diǎn)：白度高，透明度好，瓷質(zhì)軟，光澤柔和，但脆性大，熱穩(wěn)定性差，燒成范圍狹窄。組成：骨灰Ca5(PO4)3（OH）230~50%，高嶺土、石英、長石。燒成工藝：一般兩次燒成。素?zé)?200～1280℃；釉燒：1100～1180℃

相組成：玻璃相：40％左右；晶相：β－Ca3(PO4)2，莫來石，鈣長石，方石英等。第六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二2.3滑石瓷特點(diǎn)：白度高，透明度好，色澤光潤，可作精細(xì)日用瓷和工藝美術(shù)瓷。坯料組成：滑石70～75％，粘土±15％，長石10~15%。其中，滑石:長石＝10:1～2.5化學(xué)組成：SiO265%；Al2O37%，MgO24%，K2O+Na2O1.5~2%第七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二相組成：主晶相：原頑灰石，少量斜頑灰石，α-方石英玻璃相：較少。第八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二3.電瓷普通電瓷屬粘土－石英－長石體系（長石瓷）。提高強(qiáng)度措施：（1）增加石英用量（高石英瓷）。SiO272~75%。（2）以高鋁原料替代普通電瓷中的石英（鋁質(zhì)電瓷）。Al2O340%。第九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二三、確定配方依據(jù)1.產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì)以及使用性能要求是考慮坯料、釉料組成的主要依據(jù)。2.可采用經(jīng)驗(yàn)配方，以節(jié)省時(shí)間，提高效率。3.了解各種原料對(duì)產(chǎn)品性能的影響是配料的基礎(chǔ)。4.配方應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝的要求。5.原料來源豐富、性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉。第十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二四、坯料配方的計(jì)算1.坯料組成的表示方法（1）化學(xué)組成表示法以坯料中各組成氧化物之間的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來表示坯料組成的方法。又稱氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示法。SiO265%；Al2O37%;MgO24%;K2O+Na2O1.5~2%第十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二（2）示性礦物組成表示法坯料組成以純理論的粘土礦物、石英、長石等礦物來表示的方法。又稱示性分析法，簡稱礦物組成法。（3）配料量表示法用各種原料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（或質(zhì)量）來表示坯料組成的方法。石英29%,長石21％，大同砂石32％，界牌土15％，滑石3％第十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二2.坯料配方的計(jì)算經(jīng)驗(yàn)配方的改用與理論調(diào)整相結(jié)合。應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.了解各種原料的化學(xué)組成、礦物組成、純度、灼減、工藝性能等。2.確定產(chǎn)品中化學(xué)組成和各種化合物的摩爾數(shù)。3.明確坯體中的各種氧化物，以及該種氧化物主要由哪種原料提供。第十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二4.依據(jù)坯體化學(xué)組成逐個(gè)計(jì)算每種原料的用量，同時(shí)考慮原料性質(zhì)和工藝性能的要求，以及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。5.考慮純度、灼減的計(jì)算。6.利用相圖計(jì)算配方時(shí)，充分利用杠桿原理，計(jì)算出原料所需的百分?jǐn)?shù)，但需要進(jìn)行氧化物含量的轉(zhuǎn)換。第十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二第二節(jié)粉料制備所謂粉料，就是大量微小固體粒子的集合，是由一個(gè)個(gè)固體小顆粒組成的，它仍然具有很多固體的屬性。陶瓷生產(chǎn)所用的粉料，其顆粒粒徑大約在0.06mm以下。粉料制備天然粉料合成粉料第十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二天然粉料制備流程原料的精選原料的煅燒原料的粉碎原料的篩分物理方法化學(xué)方法物料化學(xué)方法第十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二天然原料的精選天然原料中，一般都或多或少的含有一些雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的存在降低了原料的品位，直接影響制品的性能及外觀質(zhì)量，故在使用之前，一般要進(jìn)行精選處理。原料精選，主要是對(duì)原料進(jìn)行分離、提純，除去原料中的各種雜質(zhì)。精選方法物理方法化學(xué)方法物料化學(xué)方法第十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二物理方法分級(jí)法磁選法超聲波法分級(jí)法包括水簸、水力旋流、風(fēng)選、篩選等。主要是利用礦物顆粒的直徑或密度差別來進(jìn)行的。目前，國內(nèi)外普遍采用的分級(jí)裝置是水力旋流器。第十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二物理方法分級(jí)法磁選法超聲波法磁選法是利用含鐵礦物的磁性差別，將鐵及其氧化物從原料中分離出來。磁選法對(duì)除去粗顆粒的強(qiáng)磁性礦物效果較好。但對(duì)黃鐵礦等弱磁性礦物及細(xì)粒含鐵雜質(zhì)效果不明顯。第十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二物理方法分級(jí)法磁選法超聲波法超聲波法是利用超聲空化的作用，使得原料顆粒和水溶液都產(chǎn)生高頻振動(dòng)，互相碰撞與摩擦，從而把原料顆粒表面的氧化鐵和氫氧化鐵薄膜剝離脫出，達(dá)到除鐵的目的。第二十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二化學(xué)方法對(duì)于以微粒狀染浮于原料顆粒上的鐵粉等雜質(zhì)，以及原料中難以以顆粒形式分離的微細(xì)含鐵雜質(zhì)，如硫化鐵、氫氧化鐵等，物理方法幾乎無能為力，而采用化學(xué)方法處理則有較好效果。升華法溶解法升華法是在高溫下使原料中的氧化鐵與氯氣等氣體反應(yīng)，使之生成揮發(fā)性或可溶性的物質(zhì)（如氯化鐵等）而除去。由于氯氣有毒，這種方法用得較少。第二十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二溶解法是用酸或其它各種反應(yīng)劑對(duì)原料進(jìn)行處理，通過化學(xué)反應(yīng)將原料中所含的鐵變?yōu)榭扇茺}，然后用水沖洗將其除去的方法。例如經(jīng)鋼球磨細(xì)碎的氧化鋁粉料中混入的鐵質(zhì)較多，采用酸洗的方法就可將鐵除去。化學(xué)方法升華法溶解法第二十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二物理化學(xué)方法電解法浮選法電解法是基于電化學(xué)的原理除去混雜在原料顆粒中含鐵雜質(zhì)的一種方法。在電解過程中，粘在顆粒上的著色鐵雜質(zhì)被溶解除去。第二十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二物理化學(xué)方法電解法浮選法浮選法是利用各種礦物對(duì)水的潤濕性不同，從懸浮液中將憎水顆粒粘附在氣泡上浮游分離的方法。為了提高浮選效果，浮選一般需使用捕集劑（浮選劑），使待除去的礦物懸浮。第二十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二對(duì)原料進(jìn)行預(yù)燒的作用：1幫助碎化原料2改變結(jié)構(gòu)形態(tài)4穩(wěn)定晶型3減小坯料收縮第二十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二1、幫助碎化原料大塊的石英巖質(zhì)地堅(jiān)硬，粉碎困難。利用石英573℃晶型轉(zhuǎn)變所發(fā)生的體積效應(yīng)，將石英在粉碎前預(yù)燒，然后急冷，使之產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，原料變脆，可大大提高粉碎效率。2、改變結(jié)構(gòu)形態(tài)滑石具有片狀結(jié)構(gòu)，用于陶瓷成型時(shí)容易造成泥料分層和顆粒定向排列，引起產(chǎn)品的變形和開裂。大量使用時(shí)就要先進(jìn)行預(yù)燒，使其轉(zhuǎn)變?yōu)槠杷徭V，破壞原有的片狀結(jié)構(gòu)。第二十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二3、減小坯料收縮可塑性很強(qiáng)的粘土，用量較多時(shí)，易使陶瓷坯體在干燥和燒成過程中產(chǎn)生較大的收縮，導(dǎo)致制品開裂報(bào)廢。為了減少這類損失，有時(shí)將一部分粘土預(yù)燒成熟料，以降低坯體的收縮，此外，陶瓷釉中的氧化鋅用量多時(shí)，容易造成縮釉，將ZnO預(yù)燒可以改善。4、穩(wěn)定晶型氧化鋁、二氧化鋯、氧化鈦等原料都有幾何同質(zhì)多晶體，加熱過程中都有晶型轉(zhuǎn)變并伴有體積效應(yīng)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有很大的影響。同時(shí)，各個(gè)結(jié)晶形態(tài)的性能也不一樣。對(duì)于這類原料，在使用前一般要進(jìn)行預(yù)燒，使其發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，得到所要求的晶型。第二十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二粉碎的意義原料只有達(dá)到一定粒度及粒度組成才有可能具備必要的成型性能；原料粒度細(xì)，便于各成分不同的原料混合均勻；原料越細(xì)，表面能越高，化學(xué)反應(yīng)活性大。第二十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二第二十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二篩分將已經(jīng)粉碎的物料，放在具有一定大小孔徑的篩面上進(jìn)行振動(dòng)或搖動(dòng)，使其分離為顆粒大小近似相等的若干部分，這種方法稱為篩分。篩分主要作用：1、使原料顆粒適合于下一制造工序的需要；2、在粉碎過程中及時(shí)篩去已符合細(xì)度的顆粒，使粗粒獲得充分粉碎的機(jī)會(huì)，可提高設(shè)備的粉碎效率；3、確定顆粒的大小及比例，并限制原料中粗顆粒的含量，因而可以提高成品的質(zhì)量。第三十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二合成方法原料合成的方法非常多，根據(jù)反應(yīng)物的形態(tài)，可分為固相法、液相法和氣相法三大類。第三十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二固相法固相法是以固態(tài)物質(zhì)為出發(fā)原料來制備粉料的一種方法。作為固相反應(yīng)，事實(shí)上包含有很多形式，如化合反應(yīng)，分解反應(yīng)、固溶反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、出溶反應(yīng)以及相變等。而用于制備粉料的方法，主要是熱分解反應(yīng)與化合反應(yīng)，有時(shí)是氧化物還原反應(yīng)。第三十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二液相法

熔液法是將一種或多種原料混合加熱至熔融態(tài)來進(jìn)行合成的方法。如采用熔液噴霧法可將熔體噴成液滴，固化后形成微細(xì)粉末。對(duì)于高熔點(diǎn)的物質(zhì)一般采用等離子噴射法和激光法。溶液法是近幾年發(fā)展較快、很有前途的一類原料合成方法。目前廣泛用來合成高純、超細(xì)粉末。特點(diǎn)是：原料中各組分以高度分散的原子、分子級(jí)狀態(tài)混合，合成產(chǎn)物成分均勻，結(jié)構(gòu)一致，細(xì)度高，合成溫度低，粉料活性高。原料純度和配比容易控制，可得化學(xué)計(jì)量的高純粉料。第三十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二氣相法蒸發(fā)-冷凝法是向惰性氣體的等離子體中輸入固體粒子，使這些粒子成為高溫蒸汽；再用急冷裝置使之凝聚而獲得超微粒子。這一過程不伴隨化學(xué)反應(yīng)。氣相反應(yīng)法是以鹵化物、氫化物、有機(jī)金屬化合物、金屬醇鹽等為原料，通過氣相反應(yīng)（氧化、分解、合成）得到超微粉料。第三十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二第三節(jié)坯料的制備一、坯料的種類1、坯料將陶瓷原料經(jīng)過配料和加工后，與水混合均勻得到的具有成型性能的多組分混合物。第三十五頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二2、坯料分類根據(jù)成型方法不同，可將陶瓷坯料分為三類：（1）注漿坯料，含水量約28～35％；（2）可塑坯料，含水量約18～25％；（3）壓制坯料：a.半干壓坯料，含水量約8～15％；b.干壓坯料，含水量約3～7％。第三十六頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二二、坯料的性能要求

（一）基本要求1.配方準(zhǔn)確；2.組分均勻；3.粒度及粒度分布合理；4.空氣含量少。第三十七頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二（二）注漿坯料1.流動(dòng)性好；2.懸浮性好；3.觸變性適當(dāng)；4.濾過性適當(dāng)；5.泥漿含水量少。（三）可塑坯料1.具有良好的可塑性；2.具有一定的形狀穩(wěn)定性；3.含水量適當(dāng)；4.成型坯體的干燥強(qiáng)度和收縮率適當(dāng)。（四）壓制坯料1.流動(dòng)性好；2.堆積密度大；3.水分均勻、含水量適當(dāng)。第三十八頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二第三十九頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二三、坯料制備設(shè)備1、振動(dòng)篩2、壓濾機(jī)3、攪拌機(jī)4、真空練泥機(jī)第四十頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二四、造粒干壓坯料含水率低，對(duì)原料可塑性要求不高，但要求具有較好的流動(dòng)性。要使粉狀體具有流動(dòng)性，就必須采取工藝措施——造粒。1、造粒的定義將細(xì)碎后的陶瓷粉料制備成具有一定粒度（假顆粒）的坯料，使之使用于干壓和半干壓成型工藝的方法。第四十一頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二2、?；^程球粒形成；球粒長大；球粒緊密。

三個(gè)階段主要依靠加水或其他粘結(jié)劑和用滾動(dòng)或噴霧的方法產(chǎn)生的作用來實(shí)現(xiàn)的。3、粒化方法（1）噴霧造粒（噴霧干燥法）；（2）輪碾造粒；（3）滾動(dòng)造粒；（4）擠壓造粒；（5）熔融造粒；（6）破碎造粒；（7）壓縮造粒第四十二頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二五、攪拌（泥漿）1.作用：（1）使儲(chǔ)存的泥漿保持懸浮狀態(tài)，防止分層。（2）粘土或回坯泥的加水浸散以及用干粉配料在漿池中加水混合等。2.設(shè)備：框式攪拌機(jī)；螺旋式攪拌機(jī)。3.攪拌池形狀：八角形或六角形。第四十三頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二六、泥漿脫水1.機(jī)械脫水（壓濾脫水法）可得到含水量為20～25％的坯料。

設(shè)備：間歇式室式壓濾機(jī)、榨泥機(jī)。影響壓濾效率的因素：（1）壓力大?。唬?）加壓方式；（3）泥漿溫度和比重；（4）泥漿的性質(zhì)。第四十四頁，共四十九頁，編輯于2023年，星期二

2.熱風(fēng)脫水（噴霧干燥、噴漿造粒）可得到含水量<8％的坯料。工藝過程：泥漿的制備與輸送；熱源的發(fā)生與熱氣流的供給；霧化與干燥；干粉的收