文档介绍：第2章坯料及配料
第一节坯料的类型
普通陶瓷坯料一般都是以粘土为主要原料,故可通称为粘土质坯料。由于使用的粘土种类以及熔剂原料的种类不同,所以还可以将坯料进一步加以区分。如以长石作为主要熔剂原料的坯料称为长石质坯料。
本章以介绍长石质瓷、绢云母质瓷、磷酸盐质瓷和镁质瓷坯料为主,同时也介绍一些其它质地的陶瓷坯料(如硅灰石质陶瓷、锂质陶瓷、叶蜡石质陶瓷等)。
一、瓷器坯料
(一)长石质瓷坯料
它是以长石作助熔剂的“长石-高岭土-石英”三组分系统瓷。以长石、石英、高岭土为主要原料,按一定比例配合成坯料,再在一定的温度范围内烧成瓷。
烧成特点:烧成温度范围比较宽,可在1150~1450℃的温度范围内烧成各种瓷器。我国的长石质瓷的烧成温度一般为1250~1350℃。
用途:适合于作餐具、茶具、陈设瓷器、装饰美术瓷以及一般的工业技术用瓷器。
长石质瓷的瓷胎构成及特点:由玻璃相、莫来石晶相、残余石英晶相及微量气孔构成。其瓷质洁白,薄层呈半透明,断面呈贝壳状,不透气,吸水率低,质地坚硬,力学强度高,化学稳定性和热稳定性好。
一般长石质瓷其烧成温度在1450 ℃以下,瓷的相组成范围为:玻璃相50%~60%,莫来石晶相10%~20%,残余石英8%~12%,半安定方石英6%~10%。

在实际生产中,我国瓷的化学成分一般在下述范围内变动:
SiO2 65%~75%,
Al2O319%~25%,
R2O+RO 4%~%(%)。
国外欧美瓷的组成中,铝含量高些而硅含量相对少些,因此相应的烧成温度比我国及日本瓷高些。

① SiO2 。瓷中的SiO2以“半安定方石英”、“残余石英颗粒”、熔解在玻璃相中的“熔融石英”,以及在莫来石晶体和玻璃态物质中的结合状态存在。在瓷中的作用: SiO2是瓷的主要组份,含量很高,直接影响瓷的强度及其它性能。但其含量不能过高,如果超过75%以上接近80%,瓷器烧结后热稳定性变坏,易出现自行炸裂现象。
②Al2O3 。瓷中的Al2O3 主要是由长石和高岭土引入的,是成瓷的主要组分,一部分存在于莫来石晶体中,另一部分熔于熔体中以玻璃相存在。在瓷中的作用:Al2O3 可以提高瓷的化学稳定性与热稳定性,提高瓷的物理化学性能和力学性能,提高白度。但是含量多会提高瓷的烧成温度,若过少(低于15%),则瓷坯容易变形。
③ K2O与Na2O。主要由长石引入,它们也是成瓷的主要组分。起助熔作用,存在于玻璃相中提高其透明度。一般K2O与Na2O的总量控制在5%以下为宜,否则会急剧地降低瓷的烧成温度及热稳定性。
④碱土金属氧化物(CaO、MgO等)。在一般情况下含量较少,不是特别引入的。在瓷中的作用:在少量情况下,与碱金属氧化物共同其助熔作用;但引入CaO、MgO等,可以相对地提高瓷的热稳定性和力学强度,提高白度和透明度,改进瓷的色调,减弱铁、钛的不良着色影响。
⑤着色氧化物(Fe2O3与TiO2)。使制品着色成不好的色泽,影响其外观品质。因此要求瓷组成中Fe2O3的含量应在1%以下, %以下为宜,并配合一定的工艺措施以减弱它们的有害影响。

从瓷的组成实例中可以看出,它们的化学组成波动范围很宽,同时各组分之间也有一定的比例关系。为进一步表征出它们的成分特点以及这种比例关系,可采用坯式中的硅铝比坐标图来加以说明。
瓷的组分中Al2O3 与SiO2 摩尔比例关系有一个基本一致的规律:
①n(Al2O3 )/n(SiO2 ) = 1:5 左右;
②坯料中的Al2O3摩尔数不低于2。

(1)示性矿物组成
是指在能够成瓷的前提下,理论上的长石、石英、高岭土三种矿物的配合比例。
我国瓷器的示性矿物组成范围一般为:长石20%~30%,石英25%~35%,粘土物质40%~50%,烧成温度在1250~1350 ℃,有些南方瓷厂可达到1400 ℃。
(2)实际配方
实际配方是在示性矿物组成的基础上,考虑具体原料与生产工艺条件等因素而制定的生产配方。
,在使用高岭土的同时,必须使用一定数量的强可塑性粘土。例如可用膨润土作为增塑剂,其用量一般在5%以下。也可用其它塑性强的粘土,用量应通过具体实验而定。
有时因为粘土的可塑性太强,而为了提高氧化铝的引入量,必须大量采用时,可将部分粘土(或高岭土)煅烧成熟料使用,视其情况可在10%以下。