一、矿物原料和用途
陶瓷用主要矿物原料有粘土类、长石类、石英类原料及其它辅助原料。
(一)粘土类原料
它是制造陶瓷的主要原料,除用于坯、釉外,还用作匣钵及窑的耐火砖。它们具有可塑性,具备成型性能,在坯体烧成过程中形成莫来石(3Al2O3 2SiO2),构成陶瓷制品的骨架,在釉浆中主要起悬浮作用,防止釉浆以生沉淀,改善釉浆性能。属于粘土类原料的有:
1、高岭土:高岭土是多种矿物组成的含水铝硅酸盐混合体,基本组分有高岭石组、多水高岭石及少量蒙脱石组及水云母组等粘土矿物,一般含Al2O320—38%、SiO245—60%、H2O11—15%。陶瓷工业配料中的高岭土所占比例一般为20—50%,有些制品多80%,部分电瓷则达。在造纸工业中,高岭土用作填料和涂料,它可以提高纸张的密度、白度和纸面的平滑度,降低透明度,保证更好地吸收印色;在橡胶工业中,高岭土用作填料,它是一种补强剂,能够提高橡胶的机械强度和耐酸性能,降低制品的成本,在耐火器材的重要原料。除此以外,高岭土还在染料、塑料、油漆、汽车、白水泥、搪瓷、农业、医药、肥皂、化妆品、纺织等部门以及国防、原子能等工业中有一定的应用。
2、瓷土及瓷石:矿物成分以伊利石和石英(部分高岭土、长石)及绢云母和石英、长石和石英为主要成分的制瓷原料。瓷土为软质原料,矿物成分以伊利石和石英为主,部分高岭石、长石,瓷石属硬质原料,有的仍保持原岩结构、构造,矿物成分以绢云母和石英、长石和石英为主。瓷土或瓷石,有的可单元配方成瓷。
瓷土、瓷石含一定量的钾、钠、在配方中可代替长石起熔剂作用。尚有耐火粘土:主要用于制造陶瓷耐火材料,如匣钵、窑砖,部分用于制造有色日用陶瓷,如炻器;高铝粘土,主要用于制造陶瓷耐火材料,部分用于日用陶瓷,如炻器,起补充配方中铝含量不足的作用,木节土:富含有机质的高可塑性沉积型高岭土,主要作为日用陶瓷、建筑卫生陶瓷中的结合粘土,煤干石等。
(二)长石类原料
在陶瓷坯、釉中作为熔剂物质,可降低陶瓷产品的烧成温度,促进莫石晶体的形成,长石熔融是釉层中玻璃相物质的主要来源之一,属于长石类原料有:
伟晶岩中的长石,伟晶花岗岩、钾长花岗岩,以钾长石、石英为主的细晶岩或斑岩、霞石正长岩、酸性玻璃熔岩、长石熔融是釉层中玻璃熔岩、长石砂等,对它们的质量要求与陶瓷用钾长石的要求相同,即:K2O+Na2O≥10%;K2O∶Na2O>2;Fe2O3+TiO2≤0.5%。钾长石可作玻璃原料及磨料,也是制钾肥的原料。
(三)石英类原料
石英属瘠性原料,在陶瓷坯体的干燥及烧成过程中可减少其收缩,缩短干燥时间,石英熔融形成玻璃相物质,未熔石英构成坯体骨架,可减少产品变形,SiO2在产品烧成过程中也是形成莫来石晶体的来源之一,但过量易引起产品开裂,并降低产品的热稳定性和机械强度。在陶瓷工业中应用的石英,要求铁质含量极少(0.5%),纯度较高,常用的脉石英(质量较好),石英岩、石英砂岩及石英砂等。