文档介绍：1 陶瓷工艺河北科技师范学院化工学院化学工程与工艺前言材料是人类生存和发展的物质基础,也是一切工程技术的基础。现代科学技术的发展对材料的性能的不断提高提出新的更高的要求。材料化学是当前科学研究的前沿领域之一。以材料科学中的化学问题为探究对象的材料化学,是化学领域的重要学科之一。材料主要包括金属材料,无机非金属材料,复合材料和高分子材料等各类化学物质。其中无机非金属材料中,陶瓷材料是一种新型的材料。早在远古时代, 人类祖先就懂得利用石器作为工具, 这是陶瓷制品的最初级产品。中古偶的陶瓷制品及其制造技术的出现可以追溯到大约一万年前, 公元前 3000 年左右的商朝, 就有了原始陶瓷的出现。到了汉代, 开辟了陶瓷的时代,进过唐宋元明的不断发展,到了清代,陶瓷制造技术达到了极高的水平。陶瓷制品精美华贵,不仅是实用的器皿,也是高超的艺术品。近几年来,随着陶瓷技术的发展,陶瓷制品的应用领域也广泛拓展, 逐渐由传统的陶瓷形成了日用陶瓷,艺术陶瓷,建筑陶瓷和特种陶瓷等系列。奇妙的纤维结构和功能特性使其在高技术领域得到了广泛的应用。陶瓷材料也从传统的氧化物系列发展为氮化物,碳化物,硼化物及各类复合材料。广泛的应用于信息, 能源, 环境等新型领域。陶瓷材料的各种特性, 陶瓷材料将成为名副其实的耐高温和高强度材料, 从而可用作包括飞机发动机在内的各种热机材料、燃料电池发电部件材料、核聚变反应堆护壁材料、无公害的外燃式发动机材料等。, 人类将从钢铁时代重新进入陶瓷时代。本文着重介绍陶瓷材料的制造工艺中的制备, 加工和改性工艺, 包括基本知识。一陶瓷材料的原料原料是生产陶瓷的基础, 从陶瓷工业的发展历史看, 人类最初使用的主要是天然的矿物原料或者岩石原料。这些天然原料主要是硅酸盐矿物,种类繁多,分布广泛,资源丰富,但是由于地址或者成矿条件复杂多变,天然原料很少以单一的纯净的矿物出现,使得天然原料的化学组成,工艺性能产生波动,因此天然原料已经不能满足陶瓷工业的要求。陶瓷工业中, 随着对陶瓷材料的要求日益提高,一般需要采用均以又高纯的人工合成原料。黏土类原料粘土是一种颜色多样, 细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体, 其矿粒径一般小于 2μm, 其晶体结构式由硅氧四面体[SiO 4] 组成(Si 2O 5 )n 层和铝氧八面体组成的 AlO(OH) 2 层相互连接起来的层状结构,这种结构决定了粘土的性质。除了可塑性外, 这种粘土还具有较高的耐火度, 良好的吸水性, 膨胀度和吸附性。它包括高岭土、瓷石、叙永土、膨润土、叶蜡石以及一些含杂质较多的粘土页岩、沉积粘土等。高岭土等前 5种粘土质原料质地较纯,其中 2 纯度较高的灼烧后呈白色,是瓷器和精陶器生产中广泛使用的原料。后两种粘土从新石器时代开始一直用于制造缸、盆等粗陶器。较纯的粘土原料中,各含有一种主要的、具有一定化学组成和结晶结构的矿物,称之为粘土矿物。例如高岭土以高岭石为主要粘土矿物,瓷石、叙永土、膨润土、叶蜡石分别以伊利石、多水高岭石、微晶高岭石、叶蜡石为主要粘土矿物。尽管这些粘土各有不同的化学组成和各自的矿物类型,但它们有一些共同的特性,如粉碎后与水掺和能产生可塑性,成型的生坯在干燥后有足够的强度即结合性,烧成后能转变成坚实的岩石般物质。这些重要性质成为陶瓷器成型和烧成的工艺基础,也是远古时代发明陶器和现代陶瓷器制造所依赖的基本特性。石英质原料主要是由二氧化硅组成的矿物, 半透明或不透明的晶体, 一般乳白色,质地坚硬。天然英石的主要成份为石英, 常含有少量杂质成分如 Al 2O 3、 IMO ,、 CaO 、 MgO 等。它有多种类型。一般质地较纯。石英存在的形式很多,陶瓷生产中使用的一般为脉石英或石英岩,其 SiO 2的含量都在 97%以上。石英岩粉碎后与水掺和时不具有可塑性,因此利用它作为常温下坯料可塑性的调整剂。石英在高温中有适当的膨胀性,可以补偿坯体的收缩,减少变形,提高坯体的机械强度。长石类原料长石是长石族岩石引的总称,它是一类含钙、钠和钾的铝硅酸盐类矿物。为地壳中最常见的矿物,比例达到 60% ,在火成岩、变质岩、沉积岩中都可出现。长石是几乎所有火成岩的主要矿物成分。长石在 1160 ℃高温条件下分解熔融成粘稠的液态物质,可填充在坯体的空隙中以增进坯体的致密度,提高透光度。这种作用称为熔剂作用。长石的熔融物还能溶解石英及粘土类原料,促进莫来石的形成,使产品获得较高的机械强度。瓷器生产中常用的长石为钾长石。这种长石呈粉红色或灰白色,结晶明晰,易于坼裂。中国辽宁海城、湖南平江、山西闻喜均有优质长石资源。挪威长石也很有名。伟晶花岗岩和霞石正长岩都是含长石的矿物。伟晶花岗岩中长石含量为 60~70%,石英含量为 25~30%;霞石正长岩中主要含长石,还含绢云母、