無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)的課

1、1 無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué) 講 義 俞 心 剛 2011年10月2上次課重點(diǎn)：1、色散：玻璃的折射率隨入射光波長(zhǎng)不同而不同的現(xiàn)象，叫色散。2、隔熱玻璃：中空玻璃、真空玻璃、低輻射玻璃3、補(bǔ)色：被吸收光的顏色與觀察到的顏色互為補(bǔ)色， 互為補(bǔ)色的兩種光合在一起就是白光。4、補(bǔ)色的應(yīng)用5、石英玻璃和石英晶體6、唐三彩。唐三彩是唐代低溫鉛釉陶質(zhì)生活用具和陶塑藝術(shù)品的總稱。7、紫砂陶是一種質(zhì)地細(xì)膩，含鐵量高的特殊陶土燒制成的無(wú)釉細(xì)陶瓷，稱作“紫砂器”。8、重量箱、標(biāo)準(zhǔn)箱（玻璃）9、發(fā)展趨勢(shì)31.6 典型無(wú)機(jī)非金屬材料工藝1.6.1 水泥生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)單講，水泥生產(chǎn)工藝流程就是“兩磨一燒”。水泥生產(chǎn)工藝流程

2、一般有兩種分類方法： 按生料制備方法: a)干法； b)濕法 兩類 按窯型方法： a)回轉(zhuǎn)窯；b)立窯 兩大類456 7球磨機(jī)為臥式筒形旋轉(zhuǎn)裝置，外沿齒輪傳動(dòng)，兩倉(cāng)、格子形球磨機(jī)。物料由進(jìn)料裝置經(jīng)入料中空軸螺旋均勻地進(jìn)入磨機(jī)第一倉(cāng)，該倉(cāng)內(nèi)設(shè)有階梯襯板或波紋襯板，內(nèi)裝不同規(guī)格鋼球，筒體轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生離心力將鋼球帶到一定高度后落下，對(duì)物料產(chǎn)生重?fù)艉脱心プ饔?。物料在第一倉(cāng)達(dá)到粗磨后，經(jīng)單層隔倉(cāng)板進(jìn)入第二倉(cāng)，該倉(cāng)內(nèi)鑲有平襯板，內(nèi)裝鋼球，將物料進(jìn)一步研磨。粉狀物通過(guò)卸料箅板排出，完成粉磨作業(yè)。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：球磨機(jī)由給料部、出料部、回轉(zhuǎn)部、傳動(dòng)部（減速機(jī)、小傳動(dòng)齒輪、電機(jī)、電控）等主要部分組成。中空軸采用鑄鋼體，

3、內(nèi)陳可拆換，回轉(zhuǎn)大齒輪采用鑄件滾齒加工，筒體內(nèi)鑲有耐磨襯板，具有良好的耐磨性。8按生料制備方法分：干法與濕法兩種。 干法：干法和半干法兩種。干法：原料經(jīng)烘干、粉碎制成生料粉，然后喂入窯內(nèi)煅燒成熟料的方法。 半干法：將生料粉加入適量的水分制成生料球，再喂入立窯或立波爾窯內(nèi)煅燒成熟料的方法。 9濕法：濕法和半濕法兩種濕法：將原料加水粉磨成生料漿，再喂入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒成熟料的方法。半濕法：將原料加水粉磨成生料漿經(jīng)除水后，制成料餅打碎后入窯煅燒的方法。按按窯型分回轉(zhuǎn)窯、立窯兩大類。 回轉(zhuǎn)窯有可分：干法中空窯、立筒預(yù)熱器窯、懸浮預(yù)熱器窯和窯外分解窯等。10 111213 懸浮預(yù)熱，分解爐、水泥窯是新干法水

4、泥窯系統(tǒng)的三大塊。里面有煤粉燃燒、氣固對(duì)流傳熱、化學(xué)反應(yīng)、物料運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。是一個(gè)大的熱工過(guò)程、設(shè)備。 1415復(fù)習(xí)與思考（4）1、水泥生產(chǎn)中希望得到的是-硅酸二鈣，還是-硅酸二鈣，為什么？（應(yīng)用已學(xué)的硅酸鹽物理化學(xué)知識(shí)從結(jié)構(gòu)分析）2、水泥生產(chǎn)中怎樣得到盡量多的-硅酸二鈣？（思考，請(qǐng)自己回去查資料）16 1.6.2玻璃生產(chǎn)工藝流程：玻璃生產(chǎn)最基本的工藝流程為： 原料預(yù)處理-配料-熔化-冷卻-成型-退火-切割-包裝-入庫(kù)。17鮑林第五規(guī)則（節(jié)約規(guī)則）：在一個(gè)晶體中，本質(zhì)不同的結(jié)構(gòu)組元的種類，傾向最少數(shù)目。18192021222324252627281.6.3 陶瓷工藝生產(chǎn)流程。2930 31生產(chǎn)工藝

5、流程圖原料檢驗(yàn) 配料 球磨 海綿切削 上漿 稱量 干燥 半成品檢測(cè) 燒成 質(zhì)檢（全檢） 質(zhì)檢（外觀抽檢） 質(zhì)檢（內(nèi)質(zhì)檢測(cè)） 裝箱入倉(cāng)322、無(wú)機(jī)非金屬材料工藝原理2.1 原料及其預(yù)處理2.1.1 鈣質(zhì)原料（1）鈣質(zhì)原料的種類及性質(zhì) 無(wú)機(jī)非金屬材料工業(yè)常使用的主要鈣質(zhì)原料有： 方解石33英文名:calcite俗名:雙飛粉分子式:CaCO3分子量:100.09CAS號(hào):471-34-1主要成分:Ca(鈣)C(碳)O(氧)三種元素34概述方解石是一種碳酸鈣礦物，天然碳酸鈣中最常見的就是它。因此，方解石是一種分布很廣的礦物。方解石的晶體形狀多種多樣，它們的集合體可以是一簇簇的晶體，也可以是粒狀、塊狀、

6、纖維狀、鐘乳狀、土狀等等。敲擊方解石可以得到很多方形碎塊，故名方解。方解石的色彩因其中含有的雜質(zhì)不同而變化，如含鐵錳時(shí)為淺黃、淺紅、褐黑等等。但一般多為白色或無(wú)色。無(wú)色透明的方解石也叫冰洲石，這樣的方解石有一個(gè)奇妙的特點(diǎn)，就是透過(guò)它可以看到物體呈雙重影像。因此，冰洲石是重要的光學(xué)材料。方解石是石灰?guī)r和大理巖的主要礦物，在生產(chǎn)生活中有很多用途。我們知道石灰?guī)r可以形成溶洞，洞中的鐘乳石、石筍等其實(shí)就是方解石構(gòu)成的。35特性方解石是最重要的碳酸鹽礦物，化學(xué)成分：CaCO3 ，三方晶系，有完全的菱面體解理、玻璃光澤，透明至半透明，普通為白色或無(wú)色，含有其他顏色亦不少，條痕白色，硬度3.0，比重2.62

7、.8，遇冷稀鹽酸劇烈起泡，純凈透明的稱為冰洲石（Iceland Spar），具有強(qiáng)烈雙折射和三組完全解理。分解溫度：900以上。36產(chǎn)狀方解石的晶體形狀多種多樣，石灰?guī)r、大理巖和美麗的鐘乳石之主要礦物即為方解石。在泉水中可沉積出石灰華，在火成巖內(nèi)亦常為次生礦物，在玄武巖流的杏仁孔穴中，沉積巖之裂縫內(nèi)常有方解石充填而成細(xì)脈，或透過(guò)生物學(xué)作用，以貝殼或巖礁的方式產(chǎn)出。37用途冰洲石因具雙折射，常被利用于偏光棱鏡，如以一定的方式切割成柱狀，可當(dāng)顯微鏡之棱鏡，檢測(cè)礦物之光學(xué)性，其品質(zhì)要件須為：無(wú)色透明，內(nèi)部不含氣泡或裂痕，不帶雙晶或歪曲，0.5吋（12.5mm）立方以上。一般方解石用于化工、水泥等工業(yè)

8、原料。方解石在冶金工業(yè)上用做熔劑，在建筑工業(yè)方面用來(lái)生產(chǎn)水泥、石灰。38顏色 Beige Calcite 米黃色方解石 (Beige = 嗶嘰) Blue Calcite 藍(lán)色方解石 Cobaltian Calcite 含鈷方解石 (南非) Green Calcite 綠色方解石 (中國(guó)) Golden Calcite 金色方解石 (中國(guó)) Orange Calcite 橙色方解石 (加拿大、墨西哥) Utah Honeycomb Calcite 猶他州蜂巢方解石39鑒定特征菱面體完全解理，硬度不大，加稀鹽酸劇烈起泡。方解石晶體呈菱面體和偏三角面體，其聚形呈釘頭狀和犬牙狀，以塊狀、粒狀、纖維狀

9、和鐘乳狀集合體產(chǎn)出，白色、無(wú)色、灰色、紅色、棕色、綠色和黑色，條痕白色到灰色，透明到半透明，玻璃到珍珠光澤或暗淡光澤。40 石灰石 主要礦物：方解石，并含有白云石、硅質(zhì)（石英或燧石）、含鐵礦物和粘土雜質(zhì)。 顏色：灰白、淡黃色。 性質(zhì)：性脆，普氏硬度8-10，密度2.62.8g/cm3；強(qiáng)度：30170MPa。 分解溫度：一般為800。41 泥灰?guī)r 是由碳酸鈣和粘土物質(zhì)同時(shí)沉積所形成的均勻混合的沉積巖。 主要成分：碳酸鈣和粘土，按重量碳酸鹽成分占3070 。 白堊 是由海生生物外殼與貝殼堆積而成。 白堊易于粉磨和易燒性都較好。42 方解石與石灰石區(qū)別： 一般石灰石的碳酸鈣含量為90左右，接近10

10、0的稱為方解石。石灰石含有白云石、硅質(zhì)（石英或燧石）、含鐵礦物和粘土雜質(zhì)。 43 （2）鈣質(zhì)原料的組成與作用主要成分：CaO、CO2及少量的SiO2、AL2O3、Fe2O3、 MgO 等雜質(zhì)。主要礦物：方解石、少量的白云石、硅質(zhì)（石英及燧 石）、含鐵礦物R2O、SO3和黏土質(zhì)雜質(zhì)。主要作用：提供制成無(wú)機(jī)非金屬 材料所需的CaO。44硅酸鹽水泥：鈣質(zhì)原料是燒制硅酸鹽水泥熟料的主要 原料之一。1噸水泥需1.2-1.3 噸石灰質(zhì) 原料。(大力發(fā)展高標(biāo)號(hào)水泥的意義？） 制備硅酸鹽水泥熟料的鈣質(zhì)原料一般是 石灰石(為什么）和泥灰?guī)r。 陶瓷：陶瓷使用的鈣質(zhì)材料一般為方解石（為什么）。 鈣質(zhì)原料在生產(chǎn)中主要

11、起助熔作用，縮短燒成 時(shí)間，增加陶器的透明度，使坯釉結(jié)合牢固。45 玻璃：玻璃中的CaO主要是通過(guò)方解石、石灰石、白堊、 沉淀碳酸鈣等原料引入的。 作用主要是穩(wěn)定劑，即增加玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性 和機(jī)械強(qiáng)度，但含量不宜過(guò)高，否則會(huì)使玻璃的 結(jié)晶傾向增大，而且易使玻璃發(fā)脆。 CaO（10-12%）時(shí)增加 粘度。而且當(dāng)溫度降低時(shí)，粘度增加得很快，使成 型困難。462.1.2 粘土類原料（1）粘土類原料的種類 粘土是多種微細(xì)的礦物的混合體，它主要是由鋁硅酸鹽類巖石如長(zhǎng)石、偉晶花崗巖、斑巖、片麻巖等經(jīng)長(zhǎng)期風(fēng)化而成。47（2）粘土類原料的組成1）化學(xué)組成：主要為SiO2、Al2O3和結(jié)晶水2）礦物組成及性質(zhì)：

12、工業(yè)中所用粘土中的主要礦物 可分為高嶺石類、蒙脫石類及 伊利石類三種。 48高嶺石：以高嶺石為主要礦物的粘土稱為高嶺土。高嶺石晶體呈白色，外形一般是六方鱗片狀、粒狀，也有桿狀的，二次高嶺土中的粒不規(guī)則，邊緣折斷，尺寸也小。 高嶺土的吸附能力小，遇水不膨脹，可塑性和結(jié)合性較差，雜質(zhì)少，白度高，耐火度高。49蒙脫石：以蒙脫石為主要礦物的黏土稱為膨潤(rùn)土。蒙脫 石呈不規(guī)則細(xì)粒子狀或鱗片狀，顆粒較小，結(jié)晶 程度差，晶體輪廓不清，顏色為白色或淡黃色。膨 潤(rùn)土有很強(qiáng)的吸水性，吸水后體積膨脹。蒙脫石容 易碎裂，顆粒微細(xì)，可塑性強(qiáng)，干燥后強(qiáng)度大，但 干燥收縮也大。蒙脫石中Al2O3含量較低，又吸附 了其他陽(yáng)離子

13、，雜質(zhì)較多，因此燒結(jié)溫度較低， 蒙脫石的離子交換力很強(qiáng)。50 51伊利石：是常見的一種水云母類礦物，在電子顯微鏡 照片上一般呈帶有尖角的片狀。伊利石一般可塑性差，干后強(qiáng)度低，干燥收縮小，燒 結(jié)溫度低，一般在800左右開始燒結(jié)，完全燒結(jié) 在10001150。 52 故。53 （3）顆粒組成 顆粒組成是指黏土中不同大小顆粒的百分比含量。粘土的細(xì)顆粒（小于1m的顆粒）愈多則可塑性愈強(qiáng)、干燥收縮大、干后強(qiáng)度高，而且燒結(jié)溫度低，這一方面是細(xì)顆粒的比表面積大、表面能大的緣故。54上次課重點(diǎn)：1、水泥生產(chǎn) “兩磨一燒”2、新型干法水泥制備主要設(shè)備 懸浮預(yù)熱，分解爐、水泥窯是新干法水泥窯系統(tǒng)的三大塊。3、玻璃

14、生產(chǎn)過(guò)程 原料預(yù)處理-配料-熔化-冷卻-成型-退火-切割-包裝-入庫(kù)。4、鈣質(zhì)原材料 方解石和石灰石區(qū)別及應(yīng)用（在水泥、玻璃、陶瓷中的作用）。水泥：主要原料；陶瓷：助熔劑；玻璃：穩(wěn)定劑，增加化學(xué)穩(wěn)定性及提高機(jī)械強(qiáng)度。5、粘土 化學(xué)組成:主要為SiO2、Al2O3和結(jié)晶水 礦物組成：高嶺石類、蒙脫石類及伊利石類三種。 顆粒組成：黏土中不同大小顆粒的百分比含量。55測(cè)定黏土顆粒大小的方法有：篩分析（0.06mm以上）沉降法（1-50m）顯微鏡電子顯微鏡、水簸法混濁計(jì)法吸附法等。最常用的方法是:篩分析（0.06mm以上）沉降法（1-50m）565758596061處理選項(xiàng)：已分析所有元素 (已歸一化

15、)62（4）粘土的工藝性質(zhì) 粘土的原料的工藝性質(zhì)主要取決于: 粘土化學(xué)組成 礦物組成 顆粒組成 粘土的工藝性質(zhì)是工業(yè)生產(chǎn)中 合理選擇粘土原料的重要指標(biāo)。631）可塑性 可塑性是指粘土與適量水混練后形成的泥團(tuán)，在外力作用下，可塑造成各種形狀而不開裂，當(dāng)外力除去之后，仍能保持該形狀不變的性能。 通常用塑性限度（塑限）、液性限度（液限）、塑性指數(shù)或塑性指標(biāo)、相應(yīng)含水率等參數(shù)來(lái)反映粘土的可塑性。64塑限：粘土由固體狀態(tài)進(jìn)入塑性狀態(tài)時(shí)的含水量。液限：粘土由流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入塑性狀態(tài)時(shí)的含水量。塑性指數(shù)：是粘土的液限與塑限之間的差值。塑性指標(biāo)：是粘土在工作水分下，泥料受外力作用最 初出現(xiàn)裂紋時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變的乘積。

16、656667 從粘土與水的相對(duì)關(guān)系來(lái)看，塑限表示粘土被水濕潤(rùn)后，形成水化膜，使粘土顆粒能相對(duì)滑動(dòng)而出現(xiàn)可塑性的含水量。所謂塑限高，說(shuō)明粘土顆粒的水化膜厚，工作水分高，但干燥收縮也大。 液限反映粘土顆粒與水分子親和力的大小。液限高的粘土顆粒很細(xì)，在水中分散度大，不易干燥；濕坯強(qiáng)度低。 可塑性指數(shù)：表示粘土能形成可塑泥團(tuán)的水分變化范圍。指數(shù)大則成型水分范圍大，成型時(shí)不易受周圍環(huán)境濕度及模具的影響，即成型性能好。68 可塑性指標(biāo)也反映粘土的成型性能，但要主要相應(yīng)含水率，若相應(yīng)含水率大，即工作水分多，干燥過(guò)程易變形、開裂。粘土顆粒越細(xì)，有機(jī)質(zhì)含量較高，可塑性較好；粘土顆粒吸附的陽(yáng)離子濃度高、半徑小、電

17、價(jià)高者，因吸附水膜較厚，可塑性好。69粘土的可塑性根據(jù)可塑指數(shù)或可塑指標(biāo)可分為以下幾類： 強(qiáng)塑性粘土： 指數(shù)大于15或指標(biāo)大于3.6； 中塑性粘土 指數(shù)為7-15，指標(biāo)為2.5-3.6； 弱塑性粘土： 指數(shù)為1-7，指標(biāo)小于2.5； 非塑性粘土： 指數(shù)小于1。702）結(jié)合性 結(jié)合性是指粘土能結(jié)合非塑性原料形成良好的可塑泥團(tuán)、有一定的干燥強(qiáng)度的能力。一般情況下，可塑性強(qiáng)的粘土，其結(jié)合性也大。713）離子交換性 粘土粒子由于表面層的斷鍵和晶格內(nèi)部離子的不等價(jià)置換而帶點(diǎn)，它能吸附溶液中的異性離子，這種被吸附的離子又可被其他離子所置換，這種性質(zhì)稱為粘土的離子交換性。 離子交換能力的大小可用離子交換容量

18、即pH=7時(shí)每100g干粘土吸附的陽(yáng)離子或陰離子的毫摩爾（mol）數(shù)來(lái)表示。724）觸變性 粘土泥漿或可塑泥團(tuán)在靜置以后變稠或凝固，當(dāng)受到攪拌或振動(dòng)時(shí)，黏土降低而流動(dòng)性增加，再放置一段時(shí)間后又能恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)，這種性質(zhì)稱為觸變性。 觸變性的大小可用厚化度來(lái)表示，泥漿厚化度指泥漿放置30min和30s后相對(duì)粘度之比。可塑性泥團(tuán)的厚化度則指靜置一定時(shí)間后，球體或圓錐體壓入泥團(tuán)達(dá)一定深度時(shí)剪切強(qiáng)度增加的百分?jǐn)?shù)。顆粒表面荷電是粘土土產(chǎn)生觸變性的主要原因。7374757677787980815）膨化性 粘土加水后，體積會(huì)在不同程度上有所增加，這種性質(zhì)稱為膨化性。這種性質(zhì)主要是因粘土顆粒層間吸水膨脹和顆粒表

19、面水膜形成所致。 通常用膨脹容來(lái)反映粘土的膨化性能。它是指粘土在水溶液中吸水膨脹后，單位質(zhì)量（g）所占的體積（3）。826）收縮 粘土和坯料的收縮實(shí)際上可分為三種：干燥收縮、燒成收縮和總收縮。 干燥收縮：粘土經(jīng)110干燥后，由于自由水及吸附水排出所引起的顆粒間距離減小而產(chǎn)生的體積收縮。 燒成收縮：干燥后的黏土經(jīng)高溫煅燒，由于脫水、分解、熔化等一系列的物理化學(xué)變化而導(dǎo)致的體積進(jìn)一步收縮。83 粘土的收縮情況主要取決于它的組成、含水量、吸附離子及其他工藝性能。細(xì)粒粘土及呈長(zhǎng)形纖維狀粒子的粘土收縮較大。 測(cè)定收縮是研制模型及制作生坯尺寸放尺的依據(jù)。847）燒結(jié)溫度與燒結(jié)范圍 粘土坯體在焙燒過(guò)程中，發(fā)

20、生一系列物理、化學(xué)變化。在開始加熱至105110時(shí)，粘土中游離水大量蒸發(fā)，在坯體中留下許多孔隙。當(dāng)溫度升高達(dá)425800范圍內(nèi)，高嶺石 等粘土礦物結(jié)晶水脫出，并逐漸分解，此時(shí)坯體的孔隙率達(dá)最大，成為強(qiáng)度不高的多孔體。再繼續(xù)升溫至9001100時(shí)，已分解的粘土礦物成份之間發(fā)生化合反應(yīng)，生成新的結(jié)晶硅酸鹽礦物。與此同時(shí)，粘土中的易熔成分開始熔化，形成液相熔融物，它流入粘土不熔顆粒間的空隙中，并將其粘結(jié)，使坯體孔隙率隨之下降，體積有所收縮且變得密實(shí)，此稱燒結(jié)。若溫度再升高，熔融物過(guò)多，坯體將無(wú)法保持原來(lái)形狀而產(chǎn)生軟化變形，甚至坍流。所以，粘土坯體在焙燒時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制焙燒溫度。85 粘土焙燒過(guò)程中，當(dāng)坯

21、體氣孔率開始明顯降低，而體積開始產(chǎn)生顯著收縮時(shí)的溫度稱為開始燒結(jié)溫度(圖31中T1)。溫度繼續(xù)升高，至坯體中氣孔率降至最低、 收縮率達(dá)最大，并致密度達(dá)最高時(shí)的溫度，稱為完全燒結(jié)溫度(圖31中T2)。當(dāng)溫度再繼續(xù)升高至開始出現(xiàn)變形時(shí)的溫度稱為軟化溫度(圖31中T3)。通常可以將T1至T3的溫度區(qū)間稱為粘土制品的燒成溫度范圍。 其中T1T2，一般為粘土磚瓦等多孔制品的燒結(jié)溫度范圍，焙燒時(shí)燒成溫度應(yīng)控制在粘土的開始燒結(jié)和完全燒結(jié)溫度之間，以使制品具有一定的孔隙率。T2T3為地磚等密實(shí)陶瓷制品的燒結(jié)溫度范圍，焙燒時(shí)燒成溫度應(yīng)控制在稍高于粘上的完全燒結(jié)溫度(即T2)，以使制品既密實(shí)，但又不會(huì)產(chǎn)生形變。8

22、6878）耐火度 是指材料在高溫作用下達(dá)到特定軟化程度時(shí)的溫度。它反映了材料抵抗高溫作用的性能。粘土的耐火度取決于化學(xué)組成。一般隨Al2O3含量的增加而提高，隨雜質(zhì)含量增加，尤其是隨Fe2O3堿金屬氧化物含量的增加而顯著而降低。測(cè)定：將一定細(xì)度的原料制成一截頭三角錐（高30mm） 下底邊長(zhǎng)8mm、上頂邊長(zhǎng)2mm），在一定升溫制度 下，測(cè)出三角錐頂端軟化下彎至錐低平面時(shí)的溫 度，即粘土原料的耐火度。8889（5）粘土的荷電原因補(bǔ)充知識(shí)：擴(kuò)散雙電層理論9091929394動(dòng)電位（ 電位）959697粘土荷電原因有：1、粘土晶格中的同晶取代（如Si4+被Al3+取代， Al3+被 Mg2+等)2、粘

23、土表面腐殖質(zhì)的解離3、粘土顆粒的邊棱破鍵98（6）粘土的離子交換99100（7）粘土-水系統(tǒng)的穩(wěn)定性 電位越高，系統(tǒng)越穩(wěn)定101102（8）粘土-水系統(tǒng)的粘度和流動(dòng)性 適量的電解質(zhì)的加入可以降低粘土泥漿的粘度，增加其流動(dòng)性。 過(guò)量的電解質(zhì)使泥漿內(nèi)粘土顆粒聚集使粘度增加。此過(guò)程稱為泥漿的絮凝。 原因：適量電解質(zhì)加入有助于粘土顆粒表面雙電層結(jié)構(gòu)的形成，使 電位升高，增加顆粒間的排斥力；過(guò)量電解質(zhì)將使過(guò)量的反離子進(jìn)入緊密吸附層，降低 電位，減小顆粒間的排斥力。103104（9）粘土質(zhì)工業(yè)廢渣 某些工業(yè)廢渣（如：赤泥、粉煤灰、煤矸石等）其化學(xué)成分與黏土相近，因此，它們可代替天然粘土作硅酸鹽工業(yè)生產(chǎn)的原

24、料。105（10）粘土原料的作用粘土是硅酸鹽水泥、陶瓷和耐火材料生產(chǎn)的主要原料之一。硅酸鹽水泥生產(chǎn)中，粘土原料主要提供SiO2、Al2O3以及Fe2O3等成分。衡量粘土質(zhì)量主要有黏土的化學(xué)成分（硅率、鋁率）、含砂率、含堿量以及粘土的可塑性、熱穩(wěn)定性、正常流動(dòng)度的需水量等工藝性能。106 因粘土具有獨(dú)特的可塑性與結(jié)合性，調(diào)水后成為軟泥，能塑造成型，燒后變得致密堅(jiān)硬。這樣一種性能，構(gòu)成了陶瓷生產(chǎn)的工藝基礎(chǔ)，賦予陶瓷以成型性能與燒成性能以及一定的使用性能。因而它是陶瓷生產(chǎn)的基礎(chǔ)原料。107上次課重點(diǎn)：1、測(cè)定粘土顆粒的方法：常用的是篩分析（0.06mm以上）、沉降法（1-50m）2、粘土的工藝性質(zhì)：

25、取決于粘土的化學(xué)組成、礦物組成和顆粒組成3、可塑性：可塑性是指粘土與適量水混練后形成的泥團(tuán)，在外力作用下，可塑造成各種形狀而不開裂，當(dāng)外力除去之后，仍能保持該形狀不變的性能。 通常用塑性限度（塑限）、液性限度（液限）、塑性指數(shù)或塑性指標(biāo)、相應(yīng)含水率等參數(shù)來(lái)反映粘土的可塑性。塑限：粘土由固體狀態(tài)進(jìn)入塑性狀態(tài)時(shí)的含水量。液限：粘土由流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入塑性狀態(tài)時(shí)的含水量。塑性指數(shù)：是粘土的液限與塑限之間的差值。塑性指標(biāo)：是粘土在工作水分下，泥料受外力作用最初出現(xiàn)裂紋時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變的乘積。1084、觸變性：粘土泥漿或可塑泥團(tuán)在靜置以后變稠或凝固，當(dāng)受到攪拌或振動(dòng)時(shí)，粘度降低而流動(dòng)性增加，再放置一段時(shí)間后又能恢

26、復(fù)原來(lái)狀態(tài)，這種性質(zhì)稱為觸變性。 粘土產(chǎn)生觸變性原因：顆粒表面荷電。5、收縮：干燥收縮、燒成收縮和總收縮。6、耐火度：是指材料在高溫作用下達(dá)到特定軟化程度時(shí)的溫度。它反映了材料抵抗高溫作用的性能。粘土的耐火度取決于化學(xué)組成。一般隨Al2O3含量的增加而提高，隨雜質(zhì)含量增加，尤其是隨Fe2O3堿金屬氧化物含量的增加而顯著而降低。7、粘土荷電原因有：1）粘土晶格中的同晶取代（如Si4+被Al3+取代， Al3+ 被 Mg2+等)；2）粘土表面腐殖質(zhì)的解離；3）粘土顆粒的邊棱破鍵。8、擴(kuò)散雙電層理論1092.1.3 石英類原料 (1)石英類原料的種類和性質(zhì) 石英：是自然界中構(gòu)成地殼的主要成分。部分以

27、硅酸鹽化合物狀態(tài)存在，構(gòu)成各種礦物巖石。另一部分則以獨(dú)立狀態(tài)存在，成為單獨(dú)的礦物實(shí)體。 普通結(jié)晶狀的二氧化硅礦石通稱石英。 水晶：最純的石英晶體稱為水晶。外形呈六方柱錐體，無(wú)色透明或被微量元素染成一定的色澤。110111脈石英：在石英的成礦作用過(guò)程中，除了極少數(shù)的二氧化硅結(jié)晶為水晶之外，大量的二氧化硅熱水溶液填充在巖石裂隙之間，冷凝之后成為致密塊狀結(jié)晶態(tài)石英，或者凝固為玻璃態(tài)石英，并呈礦脈狀產(chǎn)出，這種石英稱為脈石英。外觀顏色純白，半透明，呈油脂光澤，斷口呈貝殼狀。石英巖(硅石)：由單一的硅酸凝膠膠結(jié)的砂巖，經(jīng)過(guò)變質(zhì)作用，脫水之后其中的石英顆粒再結(jié)晶長(zhǎng)大，斷面變得致密，硬度提高，這種狀態(tài)的石英稱

28、為石英巖。砂巖：是由黏土或其他物質(zhì)膠結(jié)細(xì)粒二氧化硅晶體的水成巖石稱為砂巖。 112(2)石英的組成 石英化學(xué)成分為Si02，常含有少量雜質(zhì)成分，如A12O3、Fe203、CaO、MgO)、Ti02等。 (3)石英在加熱過(guò)程中的晶型轉(zhuǎn)變 石英是由SiO24-互相以頂點(diǎn)連接而成的三維空間架狀結(jié)構(gòu)。連接后在三維空間擴(kuò)展，由于它們以共價(jià)鍵連接，連接之后又很緊密，因而空隙很小，其他離子不易侵入網(wǎng)穴中，致使晶體純凈，硬度與強(qiáng)度高，熔融溫度也高。二氧化硅有許多結(jié)晶型態(tài)和一個(gè)玻璃態(tài)。按照SiO24-的連接方式，石英有三種存在狀態(tài)：113 石英：870以下； 方石英：1713以下； 鱗石英：1470 以下。 超

29、過(guò)1713變?yōu)槿廴趹B(tài)石英。 根據(jù)不同的條件與溫度，從常溫開始逐漸加熱直至熔融，這三種狀態(tài)之間經(jīng)過(guò)一系列的晶型轉(zhuǎn)化趨向穩(wěn)定，其轉(zhuǎn)化過(guò)程及體積變化如圖1-1-4所示。114115多晶轉(zhuǎn)變根據(jù)其進(jìn)行的方向分為：可逆多晶轉(zhuǎn)變和不可逆多晶轉(zhuǎn)變?？赡娑嗑мD(zhuǎn)變：雙向轉(zhuǎn)變。晶型晶型不可逆多晶轉(zhuǎn)變：?jiǎn)蜗蜣D(zhuǎn)變多晶轉(zhuǎn)變根據(jù)轉(zhuǎn)變速度和轉(zhuǎn)變十晶體結(jié)構(gòu)變化的不同分為重建性轉(zhuǎn)變和位移型轉(zhuǎn)變重建性轉(zhuǎn)變：這類轉(zhuǎn)變發(fā)生時(shí)必須打開原子間的鍵，質(zhì)點(diǎn)要重排，形成新的結(jié)構(gòu)。SiO2的晶型轉(zhuǎn)變中石英、鱗石英、方石英之間的相互轉(zhuǎn)變屬于重建性轉(zhuǎn)變。 116117位移型轉(zhuǎn)變：這類轉(zhuǎn)變發(fā)生時(shí)不需要打開任何鍵或改變最臨近的配位數(shù)，指示原子從它們?cè)?/p>

30、的位置發(fā)生少許位移。 如-石英和-石英間的轉(zhuǎn)變、-鱗石英和-鱗石英之間的轉(zhuǎn)變、-鱗石英和-鱗石英之間的轉(zhuǎn)變、-方石英和-方石英之間的轉(zhuǎn)變。118119120石英晶型變化的作用： a) 指導(dǎo)硅磚、陶瓷和玻璃制品的生產(chǎn) 例：為什么生產(chǎn)硅磚需要加入礦化劑？ b) 指導(dǎo)硅磚、陶瓷和玻璃制品的應(yīng)用 例：窯爐烤窯（升溫）時(shí) 例：石英的破碎121復(fù)習(xí)與思考（5）1、燒石灰用方解石還是石灰石好？為什么？2、在既有石灰石和白堊的情況下，玻璃生產(chǎn)中是優(yōu)先使用石灰石，還是用白堊，為什么？3、鈣質(zhì)原料在水泥、玻璃、陶瓷中的主要作用。4、粘土的化學(xué)組成和主要礦物組成是什么。5、粘土的工藝性質(zhì)6、石英的晶型轉(zhuǎn)變7、重建性

31、轉(zhuǎn)變、位移性轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)8、舉例說(shuō)明石英晶型轉(zhuǎn)變的作用122123(4)石英原料的作用 在硅酸鹽水泥生產(chǎn)中，當(dāng)氧化硅含量不足時(shí)，需摻加 硅質(zhì)校正原料。常用的有砂巖、河砂、粉砂巖等。 在陶瓷產(chǎn)品燒成過(guò)程中，二氧化硅的體積膨脹可以起著補(bǔ)償坯體收縮的作用。在冷卻過(guò)程中，若在熔體固化溫度以下降溫過(guò)快，坯體中未反應(yīng)的石英劇烈收縮，容易導(dǎo)致開裂，影響產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。 脈石英的二氧化硅含量高，雜質(zhì)少，是生產(chǎn)日用細(xì)瓷的良好原料。雜質(zhì)少的石英巖也可做生產(chǎn)日用細(xì)瓷的良好原料，由于其含有一定量的雜質(zhì)，通常是制造一般陶瓷制品的良好原料。此外，質(zhì)量好的燧石也可作陶瓷原料。在玻璃生產(chǎn)中，石英砂、砂巖、石英巖和石英

32、是引入Si02的原料。124單純的Si02可以在1800 以上的高溫下，熔制成石英玻璃。在鈉-鈣-硅玻璃中提高Si02的含量，能降低玻璃的熱膨脹系數(shù)，提高玻璃的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定 性、軟化溫度、耐熱性、硬度、機(jī)械強(qiáng)度、透紫外光性等。注意： a) 一般來(lái)說(shuō)，F(xiàn)e2O3、Cr2O3、TiO2等能使玻璃著色，降低玻璃的透明度，是有害雜質(zhì)。 b) 石英砂的粒度和顆粒組成是重要的質(zhì)量指標(biāo)！ 太粗：熔化困難，常產(chǎn)生結(jié)石、條紋等缺陷。 太細(xì)：容易飛揚(yáng)、結(jié)塊、配合料不易混合均勻，澄清時(shí)間增加。堵塞格子體，同時(shí)也使玻璃的成分發(fā)生變化。 池窯熔制的石英砂最適合尺寸一般為0.150.8mm之間，而0.250.5mm

33、的顆粒不應(yīng)少于90%。 c) 要求顆粒尺寸越集中，成本越高，在不影響質(zhì)量的情況下，盡量減小顆粒的集中度（即增大顆粒的粒徑范圍） d) 石英粉塵會(huì)使人患“夕肺病”，要注意防塵！125114長(zhǎng)石類原料(1)長(zhǎng)石的種類與性質(zhì)長(zhǎng)石是一族礦物的總稱，是架狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)。根據(jù)架狀硅酸鹽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，主要有四種基本類型的長(zhǎng)石： 鉀長(zhǎng)石 鈉長(zhǎng)石 鈣長(zhǎng)石 鋇長(zhǎng)石最重要的礦物有： 正長(zhǎng)石 ， 成分是鉀長(zhǎng)石或鉀鈉長(zhǎng)石 斜長(zhǎng)石，鈉長(zhǎng)石與鈣長(zhǎng)石的互熔物126127(2) 長(zhǎng)石類原料的應(yīng)用 1) 長(zhǎng)石類原料在陶瓷生產(chǎn)中的作用。 降低產(chǎn)品的燒成溫度； 熔化后形成液相填充坯體孔隙，增大致密度，提高產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度、透光性和介電性能

34、。 2) 陶瓷生產(chǎn)中長(zhǎng)石的代用原料。 長(zhǎng)石雖然是地殼中較普遍的一種礦物，但實(shí)用于陶瓷工業(yè)的鉀長(zhǎng)石并不多。為了充分利用地方原料，降低成本需要用長(zhǎng)石的代用品。代用品只要有以下幾種： 偉晶花崗巖 霞石正長(zhǎng)巖 酸性玻璃熔巖 含鋰礦物 1283）陶瓷生產(chǎn)中對(duì)使用長(zhǎng)石的技術(shù)要求是：K2O+Na2O總量不小于11%， K2O：Na2O3，CaO+MgO1.5%，F(xiàn)e2O3含量12%。 玻璃生產(chǎn)中長(zhǎng)石的代用原料主要有高嶺土、葉蠟石等，其技術(shù)指標(biāo)是： 高嶺土： Al2O3大于30%； Fe2O3小于0.3%；其它成分 穩(wěn)定。 葉蠟石： Al2O3大于25%； Fe2O3小于0.4%；SiO2 小于70%。129

35、2.1.5 其他原料（1）引入氧化鋰的原料 Li2O是網(wǎng)絡(luò)外體（單鍵能小于60千卡，不能單獨(dú)形成玻璃，不參加網(wǎng)絡(luò)，一般處于網(wǎng)絡(luò)外，主要是離子鍵） Li2O在玻璃中的作用比K2O和Na2O特殊。 當(dāng)O/Si比小時(shí)，主要起斷鍵作用，助熔作用強(qiáng)烈，是強(qiáng)的助熔劑；當(dāng)O/Si比大時(shí)，主要起積聚作用。 Li20代替Na2O或K2O使玻璃的膨脹系數(shù)降低，結(jié)晶傾向變小，過(guò)量Li2O又使結(jié)晶傾向增加。在一般玻璃中，引入少量Li2O(0105)，可以降低玻璃的熔制溫度，提高玻璃的產(chǎn)量和質(zhì)量。 引入Li20的原料，主要是碳酸鋰和天然的含鋰礦物。130 碳酸鋰Li2O3，分子量73.9，含Li2O 0.46，CO2

36、59.54，白色結(jié)晶粉末。 天然的含鋰礦物主要有： 鋰云母(含Li2O 6) 透鋰長(zhǎng)石(含Li2O 710) 鋰輝石(含氧化鋰Li20 8) 其中鋰云母(LiFKFAl2O33SiO2)易于熔化，適于做助熔劑。 131(2)引入氧化鈉的原料 氧化鈉Na2O，密度227，是普通玻璃的主要組分之一。它是網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，鈉離子居于玻璃結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的空穴中。Na2O能提供游離氧使玻璃結(jié)構(gòu)中的OS比值增加，發(fā)生斷鍵，因而可以降低玻璃的黏度，使玻璃易于熔融，是玻璃良好的助熔劑。 Na2O增加玻璃的熱膨脹系數(shù)，降低玻璃的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，所以不能引入過(guò)多的Na2O。132 引入Na2O的原料主要為

37、純堿和芒硝，有時(shí)也采用一部分氫氧化鈉和硝酸鈉。 1) 純堿（碳酸鈉）純堿（碳酸鈉）分為：結(jié)晶純堿（Na2CO310H2O）煅燒純堿（Na2CO3）玻璃工業(yè)中采用煅燒純堿。注意：純堿易吸潮，產(chǎn)生結(jié)塊，必須儲(chǔ)存在干燥的倉(cāng)庫(kù)里。純堿中常含有硫酸鈉和氧化鐵等雜質(zhì)。含氯化鈉和硫酸鈉雜質(zhì)多的純堿，在熔制玻璃時(shí)會(huì)形成“硝水”。 133煅燒純堿又分為：輕質(zhì)純堿：重質(zhì)純堿；對(duì)純堿的質(zhì)量要求是：Na2CO3大于98%，NaCl小于1%，Na2SO4小于0.1%，F(xiàn)e2O3小于0.1%。天然純堿有時(shí)也作為純堿的代用品。但要注意：天然純堿對(duì)耐火材料侵蝕較快，而且其中的硫酸鈣和硫酸鈉分解困難易形成硫酸鹽氣泡，還易產(chǎn)生“

38、硝水” 134復(fù)習(xí)與思考（6）1、生產(chǎn)硅磚時(shí)為什么要嚴(yán)格控制Al2O3含量？為 什么對(duì)石英砂粒度有一定的要求？2、一般情況下，為什么生產(chǎn)玻璃要對(duì)原料進(jìn)行 除鐵處理，而生產(chǎn)水泥就不需要進(jìn)行除鐵處 理？3、長(zhǎng)石原料在陶瓷和玻璃中的作用4、Li2O在玻璃中的作用5、為什么Li2O在玻璃中的作用比K2O和Na2O特 殊？1356、為什么玻璃生產(chǎn)中不能引入過(guò)多的Na2O？7、玻璃生產(chǎn)中是用結(jié)晶純堿還是煅燒純堿？純 堿儲(chǔ)存應(yīng)特別注意什么？8、玻璃生產(chǎn)中是用輕質(zhì)純堿還是重質(zhì)純堿？為 什么？9、為什么玻璃生產(chǎn)中對(duì)純堿中Na2Cl和Na2SO4含 量有嚴(yán)格的要求？10、天然堿的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)？使用時(shí)應(yīng)注意什么？五次

39、課結(jié)束1361） 芒硝（硫酸鈉）芒硝分為：天然芒硝無(wú)水芒硝含水芒硝注意： 含水芒硝直接使用比較困難，要除去結(jié)晶水； 無(wú)水芒硝或工業(yè)副產(chǎn)品硫酸鈉（鹽餅）熱分解溫度較高在11201220之間，但在還原劑的作用下，可降低到500700。因此玻璃生產(chǎn)一般要加還原劑！ 還原劑一般為煤粉，也可以用焦碳粉，鋸末等，其用量一般為Na2SO4質(zhì)量的46%。137還原劑用量要適中，不能多，也不能少。少則Na2SO4不能充分分解；多則產(chǎn)生過(guò)量的“硝水”，對(duì)耐火材料侵蝕較大，且使制品產(chǎn)生白色的芒硝泡。 還原劑用量過(guò)多時(shí)，會(huì)使玻璃中的Fe2O3還原成FeS和生成Fe2S3，與多硫化鈉形成棕色的著色團(tuán)-硫鐵化鈉，從而使玻

40、璃著色成棕色。 硝水中除Na2SO4外，還有NaCl與Ca2SO4。為防止硝水的產(chǎn)生，芒硝與還原劑的組成最好保持穩(wěn)定，預(yù)先充分混合，并保持穩(wěn)定的工藝制度。138切記：在坩堝熔制中，如發(fā)現(xiàn)硝水，挖料時(shí)切勿帶水進(jìn)入玻璃液內(nèi)，否則會(huì)發(fā)生爆炸！常用燒熱的耐火磚或紅磚，放在玻璃的液面上，吸收硝水，將其除去。139芒硝與純堿比較有以下缺點(diǎn)： 芒硝的分解溫度高，二氧化硅與硫酸鈉之間的反應(yīng)要在較高的溫度下進(jìn)行，而且速度慢，熔制玻璃時(shí)需要提高溫度，耗熱量大，燃料消耗多。 芒硝蒸汽對(duì)耐火材料有強(qiáng)烈的侵蝕作用，未分解的芒硝，在玻璃液面上形成硝水，也加速對(duì)耐火材料的侵蝕，并使玻璃產(chǎn)生缺陷。 芒硝配合料必須加入還原劑，

41、并在還原氣氛下進(jìn)行熔制。 芒硝較純堿含Na2O量低，往玻璃中引入同樣數(shù)量的Na2O時(shí)，所需芒硝的量比純堿多34，相對(duì)的增加了運(yùn)輸和加工儲(chǔ)備等生產(chǎn)費(fèi)用。 140 用純堿引入Na2O比芒硝好。但在純堿缺乏時(shí)，用芒硝引入Na2O也是一個(gè)解決的辦法。由于芒硝除引入Na2O外，還有澄清作用，因而在采用純堿引入Na2O 的同時(shí)，也常使用部分芒硝(23)。芒硝能吸收水分而潮解，應(yīng)儲(chǔ)放在干燥有屋頂?shù)亩褕?chǎng)或庫(kù)內(nèi)，并且要經(jīng)常測(cè)定其水分。 對(duì)于芒硝的質(zhì)量要求是：Na2SO4大于85，NaCl小于2，CaS04小于4，F(xiàn)e203小于03，H2O小于5。 3) 氫氧化鈉(NaOH) 氫氧化鈉俗稱苛性鈉，白色結(jié)晶脆性固體

42、，極易吸收空氣中的水分和二氧化碳，變?yōu)樘妓徕c，易溶于水，有腐蝕性。 1414)硝酸鈉(Na2NO3)， 硝酸鈉又稱硝石，密度2.25，含Na2O 36.5。硝酸鈉是無(wú)色或淺黃色六角形的結(jié)晶。在濕空氣中能吸水潮解，溶解于水。熔點(diǎn)318，加熱至350 ，則分解放出氧。繼續(xù)加熱，則生成的亞硝酸鈉又分解放出氮和氧。 在熔制鉛玻璃等需要氧化氣氛的熔制條件時(shí)，必須用硝酸鈉引入一部分Na2O。此外硝酸鈉比純堿的氣體含量高，有時(shí)為了調(diào)節(jié)配合料的氣體率，也常用硝酸鈉來(lái)代替一部份純堿。 142 硝酸鈉既是引入Na2O的原料，也是澄清劑、脫色劑和氧化劑。硝酸鈉一般純度較高。 對(duì)它的質(zhì)量要求：NaNO3大于98 Fe

43、2O3小于 0.0l NaCl 小于 l。 硝酸鈉應(yīng)儲(chǔ)存在干燥的倉(cāng)庫(kù)或密閉箱中。143（3）引入氧化鉀的原料 K2O是網(wǎng)絡(luò)外體氧化物。 鉀玻璃的粘度比鈉玻璃的大，能降低玻璃的析晶傾向，增加玻璃的透明度和光澤等。 K2O常引入高級(jí)器皿玻璃、晶質(zhì)玻璃、光學(xué)玻璃和技術(shù)玻璃中。 由于鉀玻璃有較低的表面張力，硬化速度慢，操作范圍較長(zhǎng)，在壓制有花紋的玻璃制品中，也常引入K2O。 144引入K2O的原料主要為鉀堿（碳酸鈉）、硝酸鉀。 1）鉀堿K2CO3。玻璃工業(yè)中用燒結(jié)碳酸鉀。注意：、碳酸鉀在空氣中極易潮解而溶于水，必須保存在密閉的容器中。、碳酸鉀使用前必須測(cè)定水分。、碳酸鉀在熔制時(shí)，K2O的揮發(fā)損失可達(dá)本

44、身重量的，配料計(jì)算時(shí)一定要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)出的玻璃成分添加進(jìn)去。 145 對(duì)碳酸鉀的要求：KCO3大于，NaO小于.2%，KClK2SO4小于.5%，水不溶物小于0.3，水分小于。 2）硝酸鉀KNO3，又稱鉀硝石或火硝 硝酸鉀在濕空氣中不潮解 硝酸鉀除了往玻璃中引入K2O外，也是氧化劑、澄清劑和脫色劑 對(duì)硝酸鉀的要求：大于，KCl小于，F(xiàn)eO小于0.01。 146(4)鎂質(zhì)原料 鎂質(zhì)原料是生產(chǎn)鎂質(zhì)耐火材料、鎂質(zhì)膠凝材料的主要原料，陶瓷和玻璃工業(yè)常用它作熔劑原料，水泥工業(yè)生產(chǎn)不用此類原料！(一般情況） 1)鎂質(zhì)原料的種類與性質(zhì)。工業(yè)生產(chǎn)中所使用的主要是天然礦石。常用的天然鎂質(zhì)原料有菱鎂礦、白云石、滑

45、石等。 147 2)鎂質(zhì)原料的應(yīng)用與技術(shù)要求。菱鎂礦是制造電子工業(yè)用鎂質(zhì)瓷的原料，其他類型陶瓷坯料中較少采用它。但用它代替部分長(zhǎng)石，可以降低坯料的燒結(jié)溫度，并減少液相量。在釉料中加入MgO，可提高釉層的彈性及熱穩(wěn)定性。148 注意： 、白云石能吸水，應(yīng)儲(chǔ)存在干燥處。 、菱鎂礦含F(xiàn)eO較高，玻璃生產(chǎn)中首選白云石做作為引入MgO的原料，在白云石引入MgO不夠時(shí)才使用菱鎂礦。 149(5)引入氧化鋇的原料 1)氧化鋇BaO，BaO是由硫酸鋇和碳酸鋇來(lái)引入的。 2)氧化鋇的作用。 BaO也是二價(jià)的網(wǎng)絡(luò)外體氧化物。它能增加玻璃的折射率、密度、光澤和化學(xué)穩(wěn)定性。少量的BaO（0.5）能加速玻璃的熔化，含量

46、過(guò)多時(shí)由于產(chǎn)生2BaOOBaO2，使澄清困難。 在硅酸鹽水泥生產(chǎn)中，BaO可以穩(wěn)定C2S。 150(6)引入氧化鋅的原料 1)氧化鋅ZnO 引入ZnO的原料為鋅氧粉和菱鋅礦。 2)氧化鋅的作用。ZnO是中間體氧化物，在一般情況下，以鋅氧八面體ZnO6作為網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，當(dāng)玻璃中的游離氧足夠時(shí)，可以形成鋅氧四面體ZnO4而進(jìn)入玻璃的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，使玻璃的結(jié)構(gòu)更趨穩(wěn)定。 151ZnO能降低玻璃的熱膨脹系數(shù)，提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和折射率。在氟乳濁玻璃中，ZnO能增加乳白度和光澤。在硒鎘著色的玻璃中，ZnO能阻止硒的大量揮發(fā)，并有利于顯色。 在鉛玻璃中加入的ZnO可以消除其主要缺陷條紋。 152

47、(7)引入氧化鉛的原料1)氧化鉛PbO，引人PbO的主要原料為鉛丹和密陀僧。2)氧化鉛的作用。 PbO是中間體氧化物，在一般情況下為網(wǎng)絡(luò)外體，當(dāng)PbO含量高時(shí)，鉛離子(Pb2)容易極化變形，或降低其配位數(shù)而居于玻璃的結(jié)構(gòu)網(wǎng)中。PbO能增加玻璃的比重，提高玻璃的折射率，使玻璃具有特殊的光澤，良好的電性能。鉛玻璃的高溫黏度小，熔制溫度低，易于澄清。鉛玻璃的硬度小，便于研磨拋光（刻花）。153特別注意： 鉛丹和密陀僧都是有毒的，使用時(shí)一定要注意安全！ 在熔制鉛玻璃時(shí)，必須在氧化氣氛中進(jìn)行，否則PbO容易還原變?yōu)榻饘巽U，使玻璃發(fā)黑或變灰，或沉積在坩堝底，易使坩堝穿孔 配合料中必須加入硝酸鹽原料作為氧化

48、劑 鉛玻璃對(duì)耐火材料腐蝕比較嚴(yán)重，需要高質(zhì)量的耐火材料 鉛玻璃化學(xué)穩(wěn)定性較差，但吸收輻射線的能力很大1541)引人氧化鈹?shù)闹饕嫌校?氧化鈹，不溶于水的白色粉末。 碳酸鈹BeCO3，不溶于水的白色粉末 綠柱石3BeOA12O36SiO2是綠色結(jié)晶的天然礦物155鈹化合物均有毒性，使用時(shí)應(yīng)當(dāng)注意。 氧化鈹是中間體氧化物。在游離氧足夠時(shí)，能以鈹氧四面體BeO，參加結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。BeO4帶有電荷，彼此不能直接連接。：BeO能顯著地降低玻璃的熱膨脹系數(shù)，提高熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性，增加x射線和紫外線的透過(guò)率，并能提高折射率和硬度。BeO用于制造照明技術(shù)玻璃，x射線管透射窗，透紫外線玻璃等。1562)引入氧

49、化鍶的原料有： 碳酸鍶SrCO3，白色結(jié)晶，含SrO 702。天然的菱鍶礦，主要成分是SrCO3。 天青石SrS04，淺藍(lán)色斜方形結(jié)晶或無(wú)定形的纖維狀，含SrO 564。 氧化鍶SrO，分子量10363，是網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，對(duì)玻璃的作用介于CaO和BaO之間。 SrO能吸收軟x射線，用于制造電視顯象管的面板。157 3)引入氧化鎘的原料有： 氧化鎘CdO褐色粉末。 氫氧化鎘Cd(OH)2，白色粉末，加熱即分解為CdO與H20。 氧化鎘CdO，是中間體氧化物。CdO能增加玻璃中La203、Th02的含量，提高玻璃的折射率，并使玻璃易熔，主要用于生產(chǎn)高折射低色散的光學(xué)玻璃。 注意：鎘化合物有毒性。

50、158(9)鐵質(zhì)原料 一般鐵質(zhì)原料可分為兩類：一類是天然鐵礦石；另一類是化工產(chǎn)品及其副產(chǎn)品，如氧化鐵、硫鐵礦渣、銅礦渣、鉛礦渣等。 在陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中所使用的是氧化鐵，用做配制釉料。 159 在水泥工業(yè)生產(chǎn)中，由于所使用的黏土原料中的氧化鐵含量不足，因此，絕大部分水泥廠需要使用鐵質(zhì)校正原料。此時(shí)鐵質(zhì)原料中的氧化鐵含量應(yīng)大于40。氧化鐵在水泥熟料煅燒中作用主要是滿足熟料礦物組成的要求，同時(shí)降低燒成溫度和液相黏度，促進(jìn)熟料煅燒。160(10)鋁質(zhì)原料 鋁質(zhì)原料主要用于生產(chǎn)高鋁水泥、鋁酸鈣水泥、磷鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、制造高鋁陶瓷及高鋁質(zhì)耐火材料。常用的鋁質(zhì)原料主要有鋁礬土、工業(yè)氧化鋁、氫氧化鋁以

51、及硅線石族礦物。 1) 鋁礬土的主要成分是Al203，常含有Fe203、Si02、Ti02以及碳酸鹽等雜質(zhì)。 161 高鋁礬土按其成因可分為沉積和風(fēng)化兩種類型。 沉積型礬土主要由 斜方晶系的一水鋁石a一Al203H20 (又稱水鋁石)，一水軟鋁石r一Al203H20 (也稱波美石，水鋁礦)等一水型礦物組成。 風(fēng)化型礬土主要礦物為三水鋁石(又稱三水鋁礦) Al2033H20等。 162 2) 氧化鋁Al203與氫氧化鋁AI(OH)3都是化工產(chǎn)品，一般純度較高。氧化鋁在理論上含100的Al203，氫氧化鋁理論上含Al203 6540，H20 3460。價(jià)格較貴，一般只用于生產(chǎn)光學(xué)玻璃，儀器玻璃，高

52、級(jí)器皿，溫度計(jì)玻璃以及氧化鋁生物陶瓷、95氧化鋁瓷、99氧化鋁瓷等。 95氧化鋁瓷 99氧化鋁瓷163 氧化鋁為白色結(jié)晶粉末，密度3.54.1，熔點(diǎn)20500C。氫氧化鋁為白色結(jié)晶粉末，密度2.34，加熱則失水而成r一Al203。r一Al203活性大，易與其他物料化合，所以在玻璃生產(chǎn)中，采用氫氧化鋁比采用氧化鋁容易熔制。同時(shí)氫氧化鋁放出的水氣，可以調(diào)節(jié)配合料的氣體率，并有助于玻璃液的均化。但某些氫氧化鋁的配合料在熔制時(shí)容易發(fā)生溢料(潑缸)現(xiàn)象，常在配合料中加入氟化物，如螢石或冰晶石予以防止。 164 對(duì)氧化鋁的要求：Al203大于96，F(xiàn)e203 小于 005。 對(duì)氫氧化鋁的要求：AI(OH)3大于60，F(xiàn)e203小于005。 氧化鋁生物陶瓷、95氧化鋁瓷、99氧化鋁瓷，采用高純氧化鋁，而不采用氫氧化鋁。 為什么玻璃生產(chǎn)中采用氫氧化鋁而氧化鋁生物陶瓷、95氧化鋁瓷、99氧化鋁瓷，采用高純氧化鋁，而不采用氫氧化鋁？ 1653) 硅線石族礦物是由氧化鋁質(zhì)水成巖受變質(zhì)作用而形成