无机非金属材料本科实习报告Word下载.docx

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年生产能力8000万件，年创汇能力2000万美元，生产规模和创汇能力均居全国同行前列。

河南省焦作市工字路46号

陶瓷原料

陶瓷原料主要来自岩石，而岩石大体都是由硅和铝构成的。

陶瓷也是用这类岩石作原料，经过人工加热使之坚固，很类似火成岩的生成。

因此从化学上来说，陶瓷的成分与岩石的成分没有什么大的区别。

如果是硅和铝所构成的陶瓷，其主要原料有以下几种：

1、石英——化学成分是纯粹的二氧化硅（SiO2），又名硅石。

这种矿物即使碎

成细粉也无粘性，可用来弥补陶瓷原料过粘的缺点。

在780C以上时便不稳定而

变成鳞石英，在1730C时开始熔融。

2、长石——是以二氧化硅及氧化铝为主，又夹杂钠、钾、钙等的化合物。

因其所含分量多寡不同，又有许多种类。

一般有将含长石较多的岩石叫作长石的，也有以它的产地来命名的。

现在把长石中具有代表性的几种和它们的成分列于表1。

其中前三种是纯粹的理论成分，后一类则含有岩石中所有的不纯物质。

钠长石与钙长石以各种比例互相熔解，变成多种多样的长石。

这些总称为“斜长石”，它的性质依其中所含钠长石与钙长石的比例而定。

还有一种和正长石（钾长石）为同样成分而形状稍有变异的，至今也多误传为正长石，其实这种应该叫做“微斜长石”。

3、瓷土（又名“高岭土”）——瓷土（H4Al2Si2O9）是陶瓷的主要原料。

它是以产于世界第一窑厂的中国景德镇附近的高岭而得名的。

后来由“高岭”的中国音演变为“Kaolin”，而成为国际性的名词。

纯粹的瓷土是一种白色或灰白色，有丝绢般光泽的软质矿物。

瓷土是由云母和长石变质，其中的钠、钾、钙、铁等流失，加上水变化而成的，这种作用叫作“瓷土化”或“高岭土化”。

至于瓷土化究竟因何而起，在学术界中虽然还没有定论，但大略可以认为是长石类由于温泉或含有碳酸气的水以及沼地植物腐化时所生的气体起作用变质而成的。

一般瓷土多产于温泉附近或石灰层周围，可能就是这个原因。

瓷土的熔点约在1780C左右，实际上因为多少含有

不纯物质，所以它的熔点略为降低。

纯粹的瓷土（高岭土）存量不多，而且所谓纯粹的瓷土，也没有黏土那样强的粘度。

一般所说的瓷土如果放在显微镜下面来观察，大部分带有白色丝绢状的光泽，银光闪闪，是非常小的结晶，这就是所谓纯粹的瓷土。

此外，还含有未变质的长石、石英、铁矿及其他作为瓷土来源的岩石的碎片。

纯粹瓷土的成分是：

SiO246.51%,AI2O339.54%,H2013.95%,熔度为1780C

陶瓷中最高级的是瓷器。

作瓷器用的岩石究竟以哪样最好？

由于瓷器必须是白色。

因而就不得不极力避免含有使陶瓷着色的铁分。

含铁少而以氧化硅及氧化铝为主要成分的岩石有：

花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩、石英粗面岩以及由这类岩石分崩而成的水成岩等。

这里所说的花岗石乃至石英粗面岩（即在火成岩中也算是含有氧化硅及氧化铝特别多而铁分子少的），都是以石英、长石为主，并含有若干云母及富于铁分（氧化铁）的黑绿或黑褐色的矿物。

假若仔细观察这些岩石，便可看到许多像玻璃一般透明的颗粒和像瓷器一样鲜艳的白色或淡红色的颗粒。

前者是石英、后者是长石。

这四种岩石的化学成分虽然相同，但因为长石与石英等颗粒的大小不同，因而形成了不同的岩石。

花岗岩全体是由比较大的颗粒（直径1~7毫米）构成的。

石英粗面岩是在看不见颗粒的致密素地中有石英及长石的小粒存在。

花岗斑岩及石英斑岩则介乎此二者之间，是在致密的素地内含有大粒的石英。

这类岩石构造上的差异，主要在于由熔融的岩浆到冷固的时间长短，其中花岗岩最长，石英粗面岩最短，而花岗斑岩与石英斑岩则是在介乎两者间的时间内冷固的。

陶瓷是以岩石作原料，而所以未能具有岩石般的颗粒，其主要原因是，陶瓷原料不像岩石那样在高温下完全熔化，同时所需要的冷固时间也较短，这是天然岩石与人造岩石即陶瓷间的最大区别。

有时与石英粗面岩同样成分之物，以熔融状态流到地面上而骤然冷固，这样形成不含有像上述岩石那种用肉眼可见的石英、长石等颗粒，而形成全体一样的玻璃，即是所谓黑曜石和重晶石。

由此可见岩石与陶瓷的本质相同，只有天工与人工的差别罢了。

在花岗岩中含有二氧化硅特多的是半花岗岩和伟晶花岗岩。

前者的长石与石英等的颗粒细小，后者则由特大的长石及石英的颗粒形成。

其中有的在某部分集中了同样物质，而变成纯粹的石英脉，或纯粹的长石脉，也有的转变为半花岗岩（有些地方就用原来的半花岗岩作为陶瓷原料）。

陶瓷产品按组成的原料成分与工艺的不同分为以下三种：

（一）陶器

主要是以陶土、河砂为主要原料配以少量的瓷土或熟料等，经高温（1000c左

右）烧制而成，可施釉或不施釉。

其制品具有孔隙率较大、强度较低、吸水率大、断面粗糙无光、不透明、敲之声音喑哑等特点。

陶器又分为粗陶和精陶两种。

粗陶一般由一种或多种含杂质较多的粘土组成坯料，经过烧制后的成品一般带有颜色，建筑工程中使用的砖、瓦、陶管等都属于此类。

精陶一般经素烧和釉烧两次烧成，通常呈白色或象牙色，吸水率为9%〜12%，高的可达18%〜22%，建筑饰面用的彩陶、美术陶瓷、釉面砖等均属此列。

精陶按其用途不同，可分为建筑精陶、日用精陶和美术精陶。

（二）瓷器瓷质制品结构致密，基本上不吸水，颜色洁白，具有一定的半透明性，其表

面通常均施有釉层。

瓷器按其原料的化学成分与工艺制作的不同，分为粗瓷和细瓷两种。

瓷器多用于陈设瓷、餐茶具、美术瓷、高压电瓷、高频装置瓷等。

（三）炻器炻器是介于陶器和瓷器之间的一类陶瓷制品，也称为半瓷。

其构造比陶瓷致

密，一般吸水率较小，但又不如瓷器那么洁白，其坯体多带有颜色，而且无半透明性。

炻器按其坯体的致密程度不同，又分为以下两种：

1．粗炻器

粗炻器吸水率一般为4%〜8%，建筑饰面用的外墙面砖、地砖和陶瓷锦砖（马赛克）等均属于粗炻器。

2．细炻器

细炻器的吸水率小于2%，日用器皿、化工及电器工业用陶瓷等均属细炻器。

陶瓷原料分为三大类：

具有可塑性的粘土类原料、具有非可塑性的石英类原料（瘠性原料）和熔剂原料.

粘土类原料是日用陶瓷原料的主要原料之一。

在细瓷配料中粘土类原料的用量常达40~60%，在陶器和炻器中用量还可增多。

粘土之所以作为陶瓷制品的主要原料，是由于其具有可塑性和烧结性。

陶瓷用业用粘土中的主要矿物有高岭石

类、蒙脱石类和伊利石（水云母）类等，另外还有少见的水铝英石。

石英类原料（瘠性原料）：

陶瓷工业中常用的石英类原料和材料有几种：

脉石英、砂岩、石英岩、石英砂、燧石、硅藻土。

石英在陶瓷生产中的作用是作为瘠性原料加入到陶瓷坯料中的，它是陶瓷坯体中主要组份之一，它在陶瓷生产中的作用不仅在坯体成形时而且在烧成时都有重要的影响。

熔剂原料：

最主要是含碱金属氧化物的矿物原料，除此之外，一些含碱土金属的矿物也可作为熔剂原料使用，其中含氧化钙和氧化镁的碳酸盐矿物较为常见。

长石是陶瓷原料中最常用的熔剂性原料，在陶瓷生产中用作坯料、釉料、色料熔剂等基本组份，用量较大，是陶瓷三大原料之一。

陶瓷分类方法

陶瓷有多种的分类方法，一般人们习惯按以下四个方面进行分类：

1按用途来分，可分为日用陶瓷，艺术（陈列）陶瓷，卫生陶瓷，建筑陶瓷，电器陶瓷，电子陶瓷，化工陶瓷，纺织陶瓷，透千（燃气输机）陶瓷等等。

2按是否施釉来分，可分为有釉陶瓷和无釉陶瓷两类。

3人们为了生产、研究和学习上的方便，有时不按化学组成，而根据陶瓷的性能，把它们分为高强度陶瓷，铁电陶瓷、耐酸陶瓷，高温陶瓷、压电陶瓷，高韧性陶瓷，电解质陶瓷、光学陶瓷（即透明陶瓷），磁性陶瓷，电介质陶瓷，磁性陶瓷和生物陶瓷等等。

4可简单分为硬质瓷，软质瓷、特种瓷三大类。

我国所产的瓷器以硬质瓷为主。

硬质瓷器，坯体组成熔剂量少，烧成温度高，在1360r以上色白质坚，呈半透明状，有好的强度，高的化学稳定性和热稳定性，又是电气的不良传导体，如电瓷、高级餐具瓷，化学用瓷，普通日用瓷等均属此类，也可叫长石釉瓷。

软质瓷器与硬质瓷不同点是坯体内含的熔剂较多，烧成温度稍低，在1300r

以下，因此它的化学稳定性，机械强度，介电强度均低，一般工业瓷中不用软质瓷，其特点是半透明度高，多制美术瓷，卫生用瓷，瓷砖及各种装饰瓷等，通常如骨灰瓷、熔块瓷属于此类。

特种瓷种类很多，多以各种氧化物为主体，如高铝质瓷，它是以氧化铝为主，镁质瓷，以氧化镁为主；

滑石质瓷，以滑石为主；

铍质瓷，以氧化铍或绿柱石为主；

锆质瓷，以氧化锆为主；

钛质瓷，以氧化钛为主。

上述特种瓷的特点多是，由不含粘土或含极少量的粘土的制品，成型多用干压、高压方法，在国防工业，重工业中多用此类瓷，如火箭，导弹上的挡板，飞机、汽车上用的火花塞，收音机，内用的半导体，快速切削用的瓷刀等等

新型陶瓷原料中国的陶瓷工艺具有精湛的制作艺术和悠久的历史传统，在世界上都是少见的，永远值得我们后人敬佩、学习和引以自豪。

凡是用陶土和瓷土这两种不同性质的粘土为原料，经过配料、成形、干燥、焙烧等工艺流程制成的器物，都可以叫陶瓷。

制作陶瓷的原料种类很多，不只有陶和瓷的分别，各种陶和瓷的原料又有多种不同的性能和特点、质地、色彩都不尽相同。

最主要的是陶土和瓷土、釉料等。

新型陶瓷原料介绍

它除了用传统陶瓷用的矿物原料外，还有：

1、氧化物原料

a、氧化铝：

它是新型陶瓷制品中使用最为广泛的原料之一，具有一系列优良性能。

此外,它也是高温耐火材料、磨料、磨具、激光材料及氧化铝宝石等的重要原料。

b、氧化锆：

它是高温结构陶瓷、电子陶瓷和耐火材料的重要原料。

c、二氧化钛：

它是制造电容器陶瓷、热敏陶瓷和压电陶瓷等制品的重要原料。

d、氧化铍:

它是高导热性新型陶瓷的重要原料。

e、三氧化二铁：

它是强磁性材料的重要原料。

f、二氧化锡：

广泛用于电子陶瓷中。

g、氧化锌：

它可以使陶瓷材料的机械和电性能得到改善。

h、氧化镍：

应用于热敏陶瓷中。

i、氧化铅：

在新型陶瓷中主要用作合成PbTiO3、Pb（Zr、Ti）O3以及Pb（Mg1/3、Nb2/3）O3的主要原料。

j、五氧化二铌：

在电子陶瓷工业中它用途很广，如用作制造铌镁酸铅低温烧结独石电容器，铌酸锂单晶等的主要原料，同时还可作为改性添加剂。

k、锰的氧化物：

如制作湿度传感器、过热保护器等。

l、氧化铬：

用作气敏元件、气体警报器的配料中。

m、氧化钴：

应用于聚光材料等方面。

2、复合氧化物原料

a、钛酸盐：

主要有BaTiO3、SrTiO3、CaTiO3、MgTiO3和PbTiO3等。

BaTiO3是压电、铁电陶瓷的重要原料。

b、锆酸盐：

主要有BaZrO3和SrZrO3等。

应用于磁芯、振荡器等。

c、锡酸盐：

主要有BaSnO3、CaSnO3、InSnO3、CaS