什么叫“瘠性料”-----陶瓷釉浆中词

在建筑陶瓷产品中，瘠性原料发挥着很重要的作用，它们的加入有助于降低坯体干燥收缩和变形，加快半成品干燥速度，减少制品开裂。对于优化与改良产品性能，提高制品内在质量乃至企业经济效益具有不可替代的用途。目前，国际市场新产品开发高潮涌动，对于建陶新产品工艺配方的研究工作也越来越加大力度。若是进行细心观察，可发现许多工作的重点放在对瘠性原料的研究与改进方面。本文拟就建陶产品中的瘠性原料作些讨论。

一、石英

多年来，石英一直作为传统的瘠性原料广泛用于各种陶瓷制品的配方中而令人关注。石英是自然界分布很广泛的矿物，其主要成分是SiO2。另有少量其它杂质，需要在使用中给以注意，尤其是用于高档陶瓷产品原料时。

（一）石英原料的分类

一般常用的石英原料，在自然界中的矿物有脉石英，石英岩，石英砂岩，硅砂等四种，地质储量非常丰富。自古以来一直是陶瓷原料中最主要的原料成分，人们在生产工艺中对石英的使用方法积累了许多宝贵经验。

（1）脉石英：脉石英是火成岩，含SiO2 98～99％以上，杂质很少，主要杂质含量范围Fe2O3 0.0～0.4％、CaO 0.1－0.7％。硬度很高，具有平坦或是鳞片状的断口。

（2）石英岩：是变质岩，是砂砾被硅氧胶结起来，经过地质变化形成的。含SiO2，常在95～99％的范围内。主要杂质含量范围Al2O3 1％左右，Fe2O3 0.2～2.0％，CaO 0.1～1.5％，是比较纯的硅质原料。

（3）石英砂岩：砂岩是水成岩它是颗粒大小不同的砂子，由碳化物，粘土或硅氧胶结在一起形成的，含SiO2 75～98％（含杂质低的一般为90～98％左右）。主要杂质Al2O3 0.5～17.0％，Fe2O3 0.1～2.0％，其余杂质视粘结物质种类而定，如胶结剂物是碳化物或粘土，则其成分比较复杂，如果是硅氧则成分就比较纯。

（4）硅砂：视产地不同可分为山砂、河砂、海砂、系由花岗岩、伟晶岩等酸性岩石风化而成。一般含SiO2 89～99％（含杂质低的一般在95％左右），主要杂质有Al2O3 1～6％、Fe2O3 0.3～0.5％（有的更高）、CaO 0.0～0.4％，R2O 0～4％。

（二）石英原料的一般性质

（1）比重：不同结晶形态的石英有不同的比重，如：石英比重为2.533、鳞石英比重为2.242、方石英比重为2.28。

（2）耐火度：石英原料的耐火度往往由其杂质的含量而决定，如纯洁的脉石英其耐火度高达1750－1770℃熔化，但当杂质含量达到3～5％时在1690～1710℃即行熔化。当它们其中含有5.5％Al2O3时，其熔融温度则会降低至1545℃。

（3）石英的多晶转变：石英在煅烧过程中会发生多次晶型转变，其体积会发生很大的变化，因此生产上必须加以控制。

在形态转变的同时，体积发生变化。一般说来，温度升高时，二氧化硅比重变小，结构松散，体积膨胀；冷却时，它的比重增大，体积收缩。

晶型转化时的体积变化能形成相当大的应力，这种应力往往是陶瓷产品开裂的原因。再拟定陶瓷产品烧成制度时，往往在石英晶型转化的温度范围内采取慢速升温，以避免产品发生过大的体积变化以至开裂。

在原料加工过程中，有时也利用石英晶型转变时发生体积变化的特点将石英预烧，然后剧冷，使结构变松便于破碎。

制品烧成后冷却过程，由于坯体中残余的石英颗粒的晶型转化，在低温阶段要慢冷，否则易导致制品炸裂。对于厚的制品及高SiO2含量配方更应注意。

（三）石英在建陶产品中的作用

（1）石英在瓷砖中是重要的瘠性原料，它的引入可以减低制品坯体的干燥收缩率与变形缺陷有助于加速干燥过程，节约工艺流程时间。

（2）石英在高温时发生多晶型转化并产生体积膨胀，可以部分减少坯体烧成时产生的收缩，减弱由于烧成收缩过大而造成的应力，从而改善制品烧成性能。

（3）石英在烧成的过程中，一部分溶解于长石玻璃液中，可以提高玻璃液的粘度，多余的石英则构成坯体的骨架。这样不仅使坯体具有了在高温下抵抗变形的能力，而且能增加产品的实物强度。

二、作为瘠性原料的熟料

熟料系将部分天然矿物原料预先进行高温煅烧，使其减少收缩，增加强度，部分改变其物理化学性能，改善与提高工艺性能。如高岭土系列原料经过高温煅烧可以生成莫来石晶体、滑石类原料煅烧可形成堇青石晶体物质。部分粘土原料煅烧成熟料后由于过多的有机杂质在烧成过程中排除出大量气体，消除了隐患，从而有效保证了加快新型低温快烧烧成工艺的速率，对于提高产品质量与烧成高效率具有重要的意义。粘土原料加工成熟料后，其内部和含有的结晶水与有机物得到排除从而失去可塑性并发生了体积收缩，在进行配方计算时，其化学组成相当于从原始组成中除去灼烧减量。

现在许多建陶企业采取将烧成后的瓷砖废品磨碎后，再按一定的比例加入坯料内，同样可以取得瘠化作用。这种方法既不影响制品的化学组成，又是一种经济合理的方法。不过其添加量应以各企业工艺流程具体情况而定，必须考虑到废坯加入的比例及坯料对可塑性的要求。在生产彩釉瓷砖的企业废品上的釉料由于液相特殊的化学成分会导致坯体烧结性能不稳定，故需在配料时予以注意，目前瓷砖配料中素烧废坯引入量可控制在5％－15％之间的范围。总之，瘠性原料在瓷砖生产工艺中占有很重要的位置，不可不予重视。

三、国外熟料研究状况

目前欧洲及日本一些建陶企业出于环境保护及节约地球优质原料的目的，已经把地质劣质原料的充分开发利用及城市垃圾、建筑废弃物的综合利用纳入陶瓷制品生产领域，其中许多劣质原料与废弃物经过高温煅烧，将有机物与有害杂质排除后成为可以使用的熟料，再作为瘠料加入到坯料配方中。目前随着高温快速烧成工艺科技含量的不断提高，烧成温度大幅度降低，因之可选用的瘠性原料范围有扩大的趋势。发达国家正是在此背景下加快了新型瘠性原料的开发利用的步伐，并且取得较大的效果。这在许多方面为我们提供了可资参考的范例。

需经过坯料切割、磨削、研磨和抛光等工序制成，陶瓷原料是地球原有的大量资源黏土经过粹取而成。

而粘土的性质可谓神秘而具韧性：常温遇水可塑，微干可雕，全干可磨；烧至700度可成陶能装水；烧至1230度则瓷化，可完全不吸水且耐高温耐腐蚀。

陶，是以粘性较高、可塑性较强的粘土为主要原料制成的，不透明、有细微气孔和微弱的吸水性，击之声浊。瓷是以粘土、长石和石英制成，半透明，不吸水、抗腐蚀，胎质坚硬紧密，叩之声脆。我国传统的陶瓷工艺美术品，质高形美，具有高度的艺术价值，闻名于世界。

原料：

1、瘠性原料

瘠性原料的矿物成分主要是非可塑性的硅、铝的氧化物及含氧盐。如石英、蛋白石叶蜡石、黏土煅烧后的熟料、废瓷粉等。瘠性原料在生产中起减黏作用，可降低坯料的黏性，烧成后部分石英溶解在长石玻璃中，提高液相黏度，防止高温变形，冷却后在瓷坯中起骨架作用。

2、可塑性原料

可塑性原料的矿物成分主要是黏土矿物，它们均属层状构造的硅酸盐，其颗粒一般属于显微粒度以下（小于10μm），并具有一定可塑性的矿物。如高岭土、多水髙岭土、膨润土、瓷土等。

1、陶瓷：是由天然矿物如：粘土、瘠性原料（如：石英）、溶剂原料（如：长石），以及少量的化工料按适当的比例，经粉碎、成型、并在高温烧成的情况下，经一系列的物理化学反应，所形成的坚硬制品。

   

2、陶瓷主要原料的作用：粘土作为可塑原料，起粘结成型作用。石英作为瘠性原料，起骨架的作用。长石作为熔剂原料，起助熔作用。

  

  3、陶瓷产品的化学成份：氧化钾（k2o）、氧化钠(na2o)、氧化钙(cao)、氧化镁(mgo)、氧化硅(sio2)、氧化铝(al2o3)、氧化铁(fe2o3)、氧化钛等(ti2o)。跟地球的表层结构成分相似。地壳的8大主要成份：o、si、al、fe、ca、na、k、mg8种元素占地壳总量的97.7%。

②．石英（硅砂）属于瘠性材料，减粘物质。主要化学成份SiO2，它可降低坯料粘性。烧成中部分石英溶解在长石玻璃中，提高液相粘度，防止高温变形，冷却后在瓷坯中起骨架作用。③．长石（石粉）属于熔剂原料。主要化学成分K2O、Na2O、CaO、MgO。高温下熔融后可以溶解一部分石英及高岭土分解物，熔融后的高粘度玻璃可以起到高温胶结作用。

粘土类原料是日用陶瓷原料的主要原料之一。在细瓷配料中粘土类原料的用量常达40=60%，在陶器和炻器中用量还可增多。粘土之所以作为陶瓷制品的主要原料，是由于其具有可塑性和烧结性。陶瓷用业用粘土中的主要矿物有高岭石类、蒙脱石类和伊利石(水云母)类等，另外还有少见的水铝英石。

石英类原料(瘠性原料)：陶瓷工业中常用的石英类原料和材料有几种：脉石英、砂岩、石英岩、石英砂。

在我们日常家居生活中，说起陶瓷，是我们经常见到的，洗手台，浴缸，一些洁具用品等等都是陶瓷制品，下面就给大家介绍下我们常见的五种陶瓷原材料有粘土，石英，长石，滑石和硅灰石具体有哪些特点？

陶瓷原材料：粘土

粘土是由多种矿物组成的混合物。具可塑性，是陶瓷坯体生产的的主要原料。粘土按习惯分类有四种并具有如下一些性质：

1、高岭土：是最纯的粘土，可塑性低，烧后颜色从灰到白色。

2、粘性土：为次生粘土，颗粒较细，可塑性好，含杂质较多。

3、瘠性粘土：较坚硬，遇水不松散，可塑性小，不易成可塑泥团。

4、页岩：性质与瘠性粘土相仿，但杂质较多，烧后呈灰、黄、棕、红等色。

陶瓷原材料：石英

石英主要成分为SiO2。石英在高温时发生晶型转变并产生体积膨胀，可以部分抵消坯体烧成时产生的收缩，同时，石英可提高釉面的耐磨性、硬度、透明度及化学稳定性。

陶瓷原材料：长石

长石在陶瓷生产中可作助熔剂，以降低陶瓷制品的烧成温度。它与石英等一起在高温熔化后形成的玻璃态物质是釉彩层的主要成分。

陶瓷原材料：滑石

滑石的加入可改善釉层的弹性、热稳定性，加宽熔融的范围，也可使坯体中形成含镁玻璃，这种玻璃湿膨胀小，能防止后期龟裂。

陶瓷原材料：硅灰石

硅灰石在陶瓷中使用较广，加入制品后，能明显地改善坯体收缩、提高坯体强度和降低烧结温度。此外，它还可使釉面不会因气体析出而产生釉泡和气孔。

陶瓷材料有分钟为几种，有分为家用的和建筑的，它们都是有所区别的，那么陶瓷是什么材料呢，这边就来简单说一下： 陶瓷 绝大部分材料由元素周期表中电负性小的元素和电负性大的元素形成的化合物构成，这种材料大部分以离子键，一部分以共价键、金属键为主体。就这一点来看，元素之间的组合形式多，表现出多种材料功能。 陶瓷的共同特征是： ①耐热性忧良； ②除电绝缘性、半导体性之外，还具有磁性、介电性等多种功能； ③不易变形，断裂时属于脆性破坏； ④韧性低等。这些性质中的某些性质是优点，某些性质是缺点。通常进行的材料开发工作就是要起扬长避短的作用。

早期的陶瓷制品是用单一的黏土矿物原料制作的，后来，随着陶瓷工艺技术的发展及对制品性能要求的提高，逐渐地在坯料中加入了其他矿物原料，除了用黏土作为可塑性原料以外，还适当添入石英作为瘠性原料，添入长石以及其他含碱金属及碱土金属的矿物作为熔剂原料。

陶瓷的简介

陶瓷是陶器与瓷器的统称，同时也是我国的一种工艺美术品，远在新石器时代，我国已有风格粗犷、朴实的彩陶和黑陶。陶与瓷的质地不同，性质各异。我国传统的陶瓷工艺美术品，质高形美，具有高度的艺术价值，闻名于世界。