陶瓷原料黏土性能详解

你知道陶瓷的原料——黏土有六大性能吗？如果还不知道，今天我们就一起来了解一下吧~
(一)可塑性:将粘土加入适量的水，再经捏练制成泥团，在外力作用下产生变形而不开裂。当外力去掉后，仍能保持其形状不变。粘土的这种性质称为可塑性。

由于粘土呈可塑状态时，包含有固体和液体。因此，粘土的可塑性主要取决于固体和液体的性质，以及液体的数量。

可塑性是塑性法成形的基础，而影响可塑性的因素很多，主要是：

1、与粘土的颗粒细度有关:粘土的颗粒越细，分散程度越高，比表面积越大，可塑性越好。

2、与粘土的矿物组成有关:粘土中含蒙脱石或水铝英石的量越多，可塑性越好。

3、与水的用量有关:由于粘土被水润湿后，形成水化膜，使粘土颗粒相对滑动而产生可塑性。因此粘土与水必须按一定的比例配合，才能产生良好的可塑性。水量不够，可塑性体现不出来或不完全;过多则变为泥浆而失去可塑性。而每种粘土的用水量，因矿物组成和风化程度不同而不同，故须通过实验测定。

测定粘土的可塑性，常用可塑指数(即粘土的塑性限度与液性限度之差)或可塑指标与相应含水率来表示。所谓可塑性限度(简称塑限)，是指粘土由固态进入塑性状态时的含水量而液性限度(简称液限)，则为粘土由流动状态进入塑性状态时的含水量，两者之差则为粘土的可塑指数。从粘土与水的相互关系来说，其粒子的水化膜厚，工作水分高，可塑性好，但干燥收缩也大。液限高的粘土塑限高的粘土，其粒子很细，在水中分散度大，不易干燥，湿坯的强度也低。可塑性指数是表示粘土能形成可塑泥团的水分变化范围。指数大则成形水分范围大，成形时不易受周围环境湿度及模具的影响，即成形性能好。但可塑性小的粘土调成的泥浆厚化度大，渗水性强，便于压滤榨泥。可塑性指标是指粘土在工作水分下，粘土受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积。如采用这一参数，还应测出与之相应的含水率。可塑性指标也反映粘土的成形性能，若相应的含水率大，即工作水多，在干燥过程易变形、开裂。

粘土的可塑性能，根据可塑指数或可塑指标分为以下四类:

强塑性粘土:指数大于15，或指标大于3.61；

中等塑性粘土:指数为7—15，指标为2.5—3.6；

弱塑性粘土:指数为1—7，指标小于2.5；

非塑性粘土:指数小于1。

(二)结合性:粘土的结合性，是指粘土与瘠性原料粘合的能力，能形成良好的可塑泥团，并在干燥后，其生坯具有较好干燥强度。一般而言，粘土的塑性愈强，结合能力也愈大。测定粘土的结合性，通常是以能够形成可塑泥团时所加入标准石英砂的数量，及干燥后的抗折强度来表示。加入标准砂越多，表明粘土的结合能力越强。其标准砂的颗粒组成为0.25~0.15毫米70%，0.15~0.09毫米30%。

(三)收缩:粘土在干燥过程中，因水分蒸发，空隙减少，颗粒之间的距离逐渐缩短而产生体积收缩。此种反映称为干燥收缩，但收缩的数值与排出水份的体积并不相等，因为空气占据部分体积。再继续排水时收缩不再进行。在煅烧过程中，250℃以前产生收缩，600℃前后体积稍有膨胀。烧结时，由于液相的产生，填充在颗粒之间的空隙中，以及某些结晶物质的生成，使体积进一步收缩。此种收缩称为烧成收缩。两种收缩构成粘土的总收缩。

粘土或坯料的收缩以直线尺寸或体积尺寸表示。体积收缩近似等于直线收缩的三倍(误差6—9%)。

设计坯体尺寸和石膏模型尺寸，应考虑收缩值。首先测定干燥前后及烧成前后的尺寸，然后按下列公式计算：

干燥收缩率=×100(%)

烧成收缩率=×100(%)

总收缩率=×100(%)

式中：

A——干燥前尺寸(即成形尺寸)；

B——干燥后尺；

C——烧成后尺寸。

线收缩与体积收缩的关系，用下式表示：

式中:L—线收缩率;

V—体收缩率.

(四)颜色:由于粘土在形成过程中，混入有含铁、钛等杂质矿物和有机质，而被着成各种颜色，如灰、黄、褐、紫、绿及黑色等。经过煅烧，有机物分解挥发，但铁、钛等着色金属氧化物依然存在。若含量较多时，会显著降低粘土的白度。故在日用瓷坯釉中，铁、钛等着色氧化物被视为有害杂质。据测定，粘土中的铁含量不同，烧成后的颜色也不一样。

Fe2O3的含量(%)着成色泽(在氧化气氛中烧成)

0.8              白色微泛黄

1.30             浅灰黄色

2.70             浅黄色

4.20             黄色

5.50             浅红色

8.50             红色

10.50            深红色

由此可见，粘土烧成后的颜色，是陶瓷工业选择原料最重要的条件之一。根据日用细瓷标准的要求，粘土原料的Fe2O3含量以小于0.5%为佳。

粘土中如含有较多的TiO2，也会显著降低白度而泛黄色。特别是在还原气氛中烧成，易使色泽发灰。因此，制造日用细瓷所用的粘土，要求TiO2含量，最好小于0.2%。

(五)烧结性:粘土或坯料在烧结过程中，由于易熔物的熔融而产生液相，填充在未熔颗粒间的空隙中，使气孔率下降，密度提高，体积缩小，变得坚实。在气孔率降到最低，密度达到最大，吸水率小于0.5%时的对应温度，称为烧结温度。

粘土烧结后，温度继续上升时，会出现一个稳定阶段。在此阶段，气孔率与体积密度变化不显著。当温度继续升高，气孔率又逐渐增大，密度逐渐下降，出现过烧膨胀。从开始烧结到过烧膨胀之间的温度间隔，称为烧结温度范围。

粘土的烧结温度与烧结温度范围，可通过气孔率、体积收缩和吸水率来测定，它是决定坯料配方、制定烧成温度、选择烧成温度范围的重要参数之一。为便于生产控制，希望粘土的烧结范围愈宽愈好。这主要取决粘土中所含A12O3/SiO2的比值以及熔剂矿物的种类和数量，优质高岭土的烧结范围可达200℃，不纯粘土约为150℃，伊利石类粘土仅50℃~80℃。

(六)耐火度:粘土的耐火度，是指抵抗高温作用不致熔化的能力。在日用陶瓷工业中，是制造匣钵等耐火材料的重要技术指标。

粘土的耐火度主要取决于它的化学组成。纯高岭土为1170℃。一般粘土常含有K2O、Na2O、Fe2O3、CaO、MgO等氧化物，所以它的耐火度随着杂质的增多而降低。

测定粘土的耐火度，常用测温三角锥测量。也可根据下列公式进行近似计算：

T=5.5A+1534—(8.3F+2M)

式中:

T—粘土的时火度℃；

A—氧化铝含量；

F—氧化铁含量；

M—TiO2、MgO、CaO和R2O的总量%。

该公式只适应于Al2O3在15—50%熔剂含量很少的粘土，计算时应将各种氧化物的百分比含量，换算为无灼减量的百分含量。
以上就是关于陶瓷的原料黏土的六大性能的简单介绍了，希望上面的信息能帮助到大家~