高岭石族矿物的矿物学特征

1 化学成分在实际生产中，我国瓷的化学成分一般在下述范围内变动：SiO265%~75%，Al2O319%~25%，R2O+RO4%~65%
2 各种氧化物在瓷中的作用①SiO2。瓷中的SiO2以“半安定方石英”、“残余石英颗粒”、熔解在玻璃相中的“熔融石英”，以及在莫来石晶体和玻璃

石英矿源主要分布在内蒙古自治区集宁，安徽省的凤阳，湖北省的黄冈，河北灵寿县产量大品质高,另外在广东及江西也有少量分布。

石英有多种类型，日用陶瓷原料所用的有脉石英、石英砂、石英岩、砂岩、硅石、蛋白石、硅藻土等。跟普通砂子、水晶是“同出娘胎”的一种物质。

当二氧化硅结晶完美时就是水晶，二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙，二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石。二氧化硅晶粒小于几微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英岩。

扩展资料：

石英用途：

石英广泛应用于玻璃、铸造、陶瓷及耐火材料、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料、电子、涂料、航天航空、珠宝等行业。

石英是制造玻璃主要原料，石英玻璃由于具有热膨胀系数小、热震稳定性好、电性能好、耐化学侵蚀性好等特点，得到了广泛的应用。

英对陶瓷坯体在常温下加热中都有重要的影响。在烧成前，石英在坯料中对泥料的可塑性起调剂作用，并能在干燥时降低收缩，缩短干燥时间和防止坯体变形。

参考资料：

百度百科---石英

我国陶瓷原料矿物资源十分丰富，陶瓷原料矿点分布遍及全国各省、市、自治区。我国陶瓷企业在长期的开发利用实践中，积累了丰富的技术与经验，创造出很大的经济效益，其概述如下。 陶瓷粘土：如依据最新统计资料，全国已经探明的陶瓷粘土矿床达到180余处。其中高岭土矿床，湖南占全国的29%，其次有江苏、广东、江西、辽宁、福建等省，探明的储量均达到1000万吨以上。福建省龙岩发现了我国目前最大的高岭土矿，其储量高达5400万吨。瓷石的储量以江西和湖南最多，湖南醴陵马泥沟的储量达到1亿吨。陶土的储量中以新疆为最，仅塔士库一地陶土矿储量就达到17亿吨。另外还有吉林、江苏、江西等省集中了全国75%的陶土储量。作为可塑性陶瓷原料的粘土，可用于陶瓷坯体、釉色、色料等配方。高岭土原料除了用于生产陶瓷产品外，还被广泛用于造纸工业以及建筑材料中涂料的填料等多种用途。 石英：石英在地球上储量多，在陶瓷工业中属于非可塑性陶瓷原料，可用于陶瓷产品的坯体、釉料等配方。我国优质石英资源储量丰富，以湖南、江西、河北、福建等省最丰富。它们通常以水晶、脉石英、石英岩、石英砂岩、石英砂、燧石、硅藻土、海卵石及粉石英等形式存在。石英的化学成分主要是二氧化硅。石英是陶瓷坯体中的主要原料，它可以降低陶瓷泥料的可塑性，减小坯体的干燥收缩，缩短干燥时间，防止坯体变形。在烧成中，石英的加热膨胀可以部分抵消坯体的收缩；高温时石英成为坯体的骨架，与氧化铝共同生成莫来石，能够防止坯体发生软化变形；石英还能提高瓷器的白度与半透明度。石英在釉料中能够提高釉的熔融温度与粘度，减少釉的膨胀系数，也能够提高釉的机械强度、硬度、耐磨性与耐化学腐蚀性。 熔剂原料：通常指能够降低陶瓷坯釉烧成温度，促进产品烧结的原料。陶瓷工业常用的熔剂原料有长石 钾长石、钠长石 、方解石、白云石、滑石、萤石、含锂矿物等。我国长石资源分布于江西、湖南、福建、广西、广东、河南、河北、辽宁、内蒙等地。烧成前长石属于非可塑性原料，可以减少坯体收缩与变形，提高干坯强度。长石是坯釉的熔剂原料，在坯体中占有25%含量；在釉料中占50%的含量。长石的主要作用是降低烧成温度；在烧成中长石熔融玻璃可以充填坯体颗粒间空隙，并能促进熔融其他矿物原料；长石原料还可以使坯体质地致密，提高了陶瓷制品的机械强度、电气性能与半透明度。在各种陶瓷产品中，长石是一种不可缺少的常用的陶瓷原料。 碳酸盐类熔剂原料：作为主要的陶瓷熔剂原料，碳酸盐类熔剂原料品种非常多。它们有碳酸钙、方解石、大理石、白云石、菱镁矿 碳酸镁 、石灰岩等。碳酸盐类熔剂原料在我国分布面积很广。如方解石、石灰石，我国各地均有出产。石灰岩分布我国北方河北、内蒙、山西、陕西与大西南的四川、云南、广西、贵州等省区；出产方解石的地区有湖北鄂西咸丰、江西萍乡与景德镇、湖南湘潭；菱镁矿的主要产区集中在辽宁海城与营口，储量占全国80%以上，约为世界产量的四分之一。此外山东、河北、四川、甘肃、西藏、青海都产出菱镁矿原料。碳酸盐类熔剂原料的主要成分碳酸钙在陶瓷坯釉料中主要是发挥熔剂作用。尤其在陶瓷面砖中，使用石灰石、方解石、大理石，其用量在5～15%之间。用于釉料中可以增加釉的硬度与耐磨度；增加釉的抗腐蚀性；降低釉的高温粘度与增加釉的光泽度等优点。碳酸盐类熔剂原料在建筑卫生陶瓷产品中使用很多。 镁硅酸盐类原料：产地有辽宁、山东、内蒙、广西、湖南、云南等地。该类原料主要有滑石、蛇纹石及镁橄榄石。滑石在陶瓷工业中用途范围很广，可以生产白度高，透明度好的高档日用陶瓷产品、电瓷、及特种陶瓷制品。建筑卫生陶瓷坯料中加入滑石后，可以降低烧成温度，扩大烧成范围，提高产品的半透明与热稳定性。滑石加入到釉料中时，能够防止釉面的开裂，增加釉料的乳浊性。并能扩大釉料的烧成范围，提高成品率。 此外还有广东的萤石、霞石、锆石英，新疆的含锂矿物，东北地区的透辉石，遍布全国许多地区的硅灰石及磷酸盐类原料等，在我国的储量均非常丰富，许多原料可供使用上千年或上万年。这一资源优势既能够为继续推动我国陶瓷发展打下基础，又为我国发展陶瓷原料大批量出口，创造了丰厚的条件。 来源： >

陶器的出现大约在距今1万年左右，中国进入新石器时代，开始了定居生活，盛水、蓄物等日常生活的需要，促使了陶器的发明。中国陶器的分布比较广泛，主要集中的在黄河流域和长江流域。其中仰韶文化是新石器时期比较有代表性的文化类型，以彩陶为特点，也称“彩陶文化”，它派生出半坡和庙底沟两个类型，装饰图案有很高的艺术价值。马家窑文化是新石器晚期的文化类型，比仰韶文化略晚，距今约5000年。黑陶是继彩陶之后的又一伟大创造发明，距今约4000年的龙山文化时期，出现了工艺独特的蛋壳陶。近些年来，山东、河北一带多有仿制，有较高的收藏价值。秦汉时期的陶俑，是我国古代人物雕塑的高峰，使制陶技术和艺术达到了很高的境地。

此外，唐代的三彩器、明清两代的紫砂器等，都是中国陶器文物的重要内容，很值得深入收藏和研究。陶瓷(Ceramics)，陶器和瓷器的总称。陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼，成形，煅烧而制成的各种制品。由最粗糙的土器到最精细的精陶和瓷器都属于它的范围。对于它的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物(如粘土、长石、石英等)，因此与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业，同属于“硅酸盐工业”(Silicate Industry)的范畴。陶瓷的发展史是中华文明史的一个重要的组成部分，中国作为四大文明古国之一，为人类社会的进步和发展做出了卓越的贡献，其中陶瓷的发明和发展更具有独特的意义，中国历史上各朝各代不同艺术风格和不同技术特点。英文中的"china"既有中国的意思，又有陶瓷的意思，清楚地表明了中国就是"陶瓷的故乡"。

当然不一样啊！ 陶瓷制品的品种繁多，它们之间的化学成分．矿物组成，物理性质，以及制造方法，常常互相接近交错，无明显的界限，而在应用上却有很大的区别。因此很难硬性地归纳为几个系统，详细的分类法各家说法不一，到现在国际上还没有一个统一的分类方法。常用的有如下两种从不同角度出发的分类法：
(一)按用途的不同分类
1．日用陶瓷：如餐具、茶具、缸，坛、盆、罐、盘、碟、碗等。
2．艺术{工艺}陶瓷：如花瓶、雕塑品．园林陶瓷 器皿 陈设品等。
3．工业陶瓷：指应用于各种工业的陶瓷制品。又分以下6各方面：
①建筑一卫生陶瓷： 如砖瓦，排水管、面砖，外墙砖，卫生洁其等；
②化工{化学}陶瓷： 用于各种化学工业的耐酸容器、管道，塔、泵、阀以及搪砌反应锅的耐酸砖、灰等；
③电瓷： 用于电力工业高低压输电线路上的绝缘子。电机用套管，支柱绝缘于、低压电器和照明用绝缘子，以及
电讯用绝缘子，无线电用绝缘子等；
④特种陶瓷： 甩于各种现代工业和尖端科学技术的特种陶瓷制品，有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁石质瓷、锆英
石质瓷、锂质瓷、以及磁性瓷、金属陶瓷等。
(二)按所用原料及坯体的致密程度分类可分为：
粗陶(brickware or terra-cotta)， 细陶 (potttery)，炻器 (stone Ware)，半瓷器 (semivitreous china)，以至瓷器(130relain)，原料是从粗到精，坯体是从粗松多孔，逐步到达致密，烧结，烧成温度也是逐渐从低趋高。
粗陶是最原始最低级的陶瓷器，一般以一种易熔粘土制造。在某些情况下也可以在粘土中加入熟料或砂与之混合，以减少收缩。这些制品的烧成温度变动很大，要依据粘土的化学组成所含杂质的性质与多少而定。以之制造砖瓦，如气孔率过高，则坯体的抗冻性能不好，过低叉不易挂住砂浆，所以吸水率一般要保持5～15％之间。烧成后坯体的颜色，决定于粘土中着色氧化物的含量和烧成气氛，在氧化焰中烧成多呈或红色，在还原焰中烧成则多呈青色或黑色。
我国建筑材料中的青砖，即是用含有Fe2O3的或红色粘土为原料，在临近止火时用还原焰煅烧，使Fe203还原为FeON成青色，陶器可分为普通陶器和精陶器两类。普通陶器即指土陶盆．罐、缸、瓮．以及耐火砖等具有多孔性着色坯体的制品。精陶器坯体吸水率仍有4～1 2％，因此有渗透性，没有半透明性，一般白色，也有有色的。釉多采用含铅和硼的易熔釉。它与炻器比较，因熔剂宙量较少，烧成温度不超过1300℃，所以坯体增未充分烧结；与瓷器比较，对原料的要求较低，坯料的可塑性较大，烧成温度较低。不易变形，因而可以简化制品的成形，装钵和其他工序。但精陶的机械强度和冲击强度比瓷器．炻器要小，同时它的釉比上述制品的釉要软，当它的釉层损坏时，多孔的坯体即容易沾污，而影响卫生。
精陶按坯体组成的不同，又可分为：粘土质、石灰质，长石质、熟料质等四种。粘土质精陶接近普通陶器。石灰质精陶以石灰石为熔剂，其制造过程与长石质精陶相似，而质量不及长石质精陶，因之近年来已很少生产，而为长石质精陶所取代。长石质精陶又称硬质精陶，以长石为熔剂。是陶器中最完美和使用最广的一种。近世很多国家用以大量生产日用餐具(杯、碟盘予等)及卫生陶器以代替价昂的瓷器。热料精陶是在精陶坯料中加入一定量熟料，目的是减少收缩，避免废品。这种坯料多应用于大型和厚胎制品(如浴盆，太的盥洗盆等)。
炻器在我国古籍上称“石胎瓷”，坯体致密，已完全烧结，这一点已很接近瓷器。但它还没有玻化，仍有2％以下的吸水率，坯体不透明，有白色的，而多数允许在烧后呈现颜色，所以对原料纯度的要求不及瓷器那样高，原料取给容易。炻器具有很高的强度和良好的热稳定性，很适应于现代机械化洗涤，并能顺利地通过从冰箱到烤炉的温度急变，在国际市场上由于旅游业的发达和饮食的社会化，炻器比之搪陶具有更大的销售量。
半瓷器的坯料接近于瓷器坯料，但烧后仍有3～5％的吸水率(真瓷器，吸水率在05％以下)，所以它的使用性能不及瓷器，比精陶则要好些。
瓷器是陶瓷器发展的更高阶段。它的特征是坯体已完全烧结，完全玻化，因此很致密，对液体和气体都无渗透性，胎薄处星半透明，断面呈贝壳状，以舌头去舔，感到光滑而不被粘住．硬质瓷具有陶瓷器中最好的性能。用以制造高级日用器皿，电瓷、化学瓷等。
软质瓷 (soft porcelain) 的熔剂较多，烧成温度较低，因此机械强度不及硬质瓷，热稳定性也较低，但其透明度高，富于装饰性，所以多用于制造艺术陈设瓷。至于熔块瓷 (Fritted porcelain) 与骨灰磁 (bone china)，它们的烧成温度与软质瓷相近，其优缺点也与软质瓷相似，应同属软质瓷的范围。这两类瓷器由于生产中的难度较大(坯体的可塑性和干燥强度都很差，烧成时变形严重)，成本较高，生产并不普遍。英国是骨灰瓷的著名产地，我国唐山也有骨灰瓷生产。
特种陶瓷是随着现代电器，无线电、航空、原子能、冶金、机械、化学等工业以及电子计算机、空间技术、新能源开发等尖端科学技术的飞跃发展而发展起来的。这些陶瓷所用的主要原料不再是粘土，长石，石英，有的坯休也使用一些粘土或长石，然而更多的是采用纯粹的氧化物和具有特殊性能的原料，制造工艺与性能要求也各不相同。
编辑本段陶瓷专业名词
为使艺术陶瓷投资、收藏爱好者，能更好地了解、掌握艺术陶瓷的一些基本知识，特将陶瓷专有名词编辑汇总如下。
青花：瓷器釉彩名。白地蓝花瓷器的专称。典型青花器系用钴料在瓷坯上描绘纹饰，然后施透明釉，在高温中一次烧成。蓝花在釉下，因此属釉下彩。
青花瓷的特点是明快、清新、雅致、大方，装饰性强，素为国内外人士所珍爱；并且在世界的制造瓷器的工艺中有着极为重要的地位。
斗彩：是一种以釉下青花、釉里红和釉上多种彩结合而成的品种。斗彩创烧于明成化时期，是釉下彩(青花)与釉上彩相结合的一种装饰品种。
斗彩的特点是：静动兼蓄，对比鲜明，既素雅又堂皇。这种装饰已显示出丰富的表现力和它的特色。
釉里红:又名釉下红，起源于宋代均窑的紫红斑釉。它可单独装饰，也可把青、红色料结合使用(此装饰叫青花釉里红)，釉里红呈色稳定敦厚。
中国传统习惯上，常常以红色代表吉祥与富贵，而且釉里红的呈色稳重，敦厚，既壮丽，又朴实，这都是深受人们喜悦乐用的因素。烧成后的特点是沉着，热情。
粉彩：也叫“古彩”，是釉上彩的一个品种。所谓釉上彩，就是在烧好的素器釉面上进行彩绘，再入窑经摄氏600度-900度温度烘烤而成。我国传统的釉上彩，到了清代康熙五十二年(1713)，官窑匠师在珐琅彩的启发和影响下，引进了铜胎珐琅不透明的白色彩料，在工艺上又借鉴了珐琅彩的多色阶的配制技法，创造出了“粉彩”釉上彩新品种。这种白色彩料，俗称“玻璃白”。由于玻璃白和五彩彩料的融合，使各种彩色产生了“粉化”。红彩变成粉红，绿彩变成淡绿，黄彩变成浅黄，其他颜色也都变成不透明的浅色调，并可控制其加入量的多寡来获得一系列不同深浅浓淡的色调，给人粉润柔和之感，故称这种釉上彩为“粉彩”，在表现技法上，从平填已进展到明暗的洗染；在风格上，其布局和笔法，都具有传统的中国画的特征。
从装饰的艺术效果来看，具有秀美、俊雅、持重、朴实而又富丽堂皇的特点。凡绘画中所能表现的一切，无论工笔或写意，用粉彩几乎都能表现。用这种方法画出来的人物、花鸟、山水等，都有明暗、深浅和阴阳向背之分，增加了层次和立体感，从而形成了淡雅、精细、填色和洗染、烧成等工艺步骤。
釉上五彩，是以红、黄、绿、蓝、紫等各种带玻璃质的彩料，按图案纹饰需要施于釉上，在瓷胎上用生料、钒红勾线，用单线平涂的方法， 再在“彩炉”(在800-900 度之间烧成)二次焙烧而成的一种古彩。由于它红绿分明，层次较少，彩色鲜明透彻，故称硬彩。古彩的色彩明净晶莹，色调对比强烈，形象概括夸张，线条刚劲有力，具有浓厚的民族艺术风格。
古彩所描绘的对象甚多常见的有人物、山水、龙风、鸳鸯、松柏、灵芝、花草等。古彩瓷在历次世界性的博览会上，受到广泛的称赞。是景德镇陶瓷技术的优秀传统之一。就年代说，包括大明彩和康熙彩；就色彩说，有三彩、五彩和红绿彩。其技法特点是单线条平面，线条刚劲有力，笔划简练生动，色彩对比强烈，形象概括夸张，民间风格浓厚，装饰性强。
新彩:旧称洋采，出现于清末，是从国外引入的一种陶瓷装饰方法。先用五彩颜料在白瓷表层绘以各式画面或图案，再入彩炉烘烤，这种瓷器，称新彩瓷。新彩瓷，系清末民初逐步发展起来的一个新品种。建国后，几经改进，使新彩装饰技法得以丰富和发展，并与现代工艺技术相结合，成为广泛采用的装饰形式。景德镇现时流行的新彩中除颇有中国写意画风格的扁笔新彩外，还有鲜艳明快的刷花、喷彩，规整秀丽的平印、丝印贴花等。经过一系列改革创新，装饰格调已形成了景德镇陶瓷艺术的地方特色。新彩包括贴花、绘画、刷花、喷花、印花、薄膜移花、描金加彩、套色印金、腐蚀金彩和各色电光彩等。其特色是色彩丰富，装饰多样，毛坯造型秀丽，花纹生动，格调新颖
颜色釉:是用含有着色金属元素的原料配制的呈色优美的釉料。釉料中加入不同的金属氧化物为着色剂，在一定温度与气氛中烧成，会呈现不同色泽的釉，成为颜色釉。它有三种划分方法：一是按烧成温度分类，分高温颜色釉(1300度左右)、中温颜色釉(1200度左右) 和低温颜色釉(1000度左右)，若以1250度为界，分为高、低两种。二是按烧成后的火焰 性质分为氧化焰颜色釉、还原焰颜色釉两种。三是按烧成后外观特征分类，可分为单色釉、复色釉(花釉)、裂纹釉、无光釉、 结晶釉等
颜色釉与普通色釉的不同在于颜色釉的特殊烧制工艺和配方。颜色釉的釉面,必须经过1250摄氏度以上的高温煅烧 ,才能显现出它光若流油，色若虹霞，纹若流云飞瀑的独特魅力。颜色釉五彩缤纷种类繁多。青色的如：豆青、影青、粉青、龙泉天青等；红紫色的如：祭红、郎窑红、均红、玫瑰紫、美人醉、釉里红、火炎红等。的如：钛黄、象牙黄、蟮鱼黄、粉黄等。绿色的如：翠绿、孔雀绿、金星绿、哥绿等；黑色的如：乌金、铁 锈花、无光黑。其他还有结晶釉、窑变花釉、茶叶末、钛花釉、裂纹釉、唐三彩、龙泉釉、 蜡光釉、金砂釉、变色釉、 \"三样开泰\"、霁蓝釉等。 另外还有低温颜色釉如：西洋红、胭脂红、孩儿面、粉红、辣椒红；鹦哥绿、苹果绿、浅绿、鱼子绿、瓜皮绿、炉均翠苦绿、浇绿；正黄、浇黄、淡黄、鱼子古铜、黑地浇紫等。
综合彩：是采用多种技法相结合的一种新的装饰形式。它是根据作品的要求，动用不同原料(釉上、釉下色料)、不同表现方法(雕刻、绘画、色釉)和不同烧炼工艺(高低温)相结合而达到整体设计效果，使瓷器装饰更为完美。综合彩的作品，可尽量发挥各种技法的特点和工艺操作的所长，以充分达到创作意图。因此，它是一种比较理想的装饰方法。其特点是变化灵活，丰富多彩，各种装饰形式相互衬托，互为补充，争奇斗艳，丰富了陶瓷的艺术语言。
现代陶艺:创造，成为创作主体充分发挥想象的空间，实现个体精神价值的媒介。使陶艺这门古老的艺术成为现代人的精神寓所。因此、与传统陶艺不同，现代陶艺只是以陶泥作为它的物质载体，而借以体现的却是一种现代的艺术精神。它主张自由创造、个性发挥、即使有些作品仍然保留着容器的形态。但已不再是以实用为目的。并且突破了原有的技术规范，扬弃了传统陶瓷精致、规整、对称的古典审美趣味，向着随意自由、更富想象力、更具人文精神的方向发展。现代陶艺创造的不再是传统意义上的艺术化的“瓶罐”，即使是“瓶罐”、也是以“瓶罐即艺术”的观念自由表达着陶艺家的生存经验。因此、现代陶艺纯属于艺术家个体面对心灵的艺术创造。具有从古老的陶瓷母体中脱离而形成独立的纯艺术特征。
雕塑瓷-瓷雕：是陶瓷器的一种装饰。一般指具有独立性的立体陶瓷雕塑制品，需要模印、镶嵌以及手工镂、捏、堆、塑、雕刻等工艺操作并经高温烧成。由于操作的方法不同，大致分圆雕、浮雕、堆雕、镂雕、雕镶、雕刻等种类，其制景德镇瓷雕制作可以追溯到一千“狮”、“象”大兽的制作。当代的景德镇，瓷雕工艺精湛，工艺种类齐全，有园雕、捏雕，镂雕、浮雕等；产品多样，有佛像尊神、花草鱼虫、亭台楼阁、动物玩具等；造型优美、形神兼备、千姿百态、栩栩如生；装饰丰富，有高温色釉、釉下五彩等；艺术表现力强，有的庄重浑厚，有的典雅清新，有的富丽堂煌，鲜艳夺目。

在用粉煤灰合成莫来石实验时，我们采用了 3 因素 3 水平正交实验法。3 因素分别选择了成型压力、烧结温度和恒温时间; 对应 3 水平分别选取压力 100、150 和 200 MPa，温度 1300、1400 和 1500℃，恒温时间 2、3 和 4 h。

( 1) 成型压力

合成莫来石的粉煤灰磨料在烧制之前需要通过外力和模型使之成为具有一定尺寸、形状和强度的坯体，此过程称为成型。成型的方法有 3 种: 半干法 ( 水分 5% 左右) 、可塑法 ( 水分 15%左右) 和注浆法 ( 水分 40% 左右) 。对于一般耐火制品而言，多采用半干法机械压制成型，成型压力一般控制在使坯体不产生弹性变形的压力范围内，即 10 ～200MPa ( 王维邦，1994) 。压力增大，坯体密度增大，物料间的接触密切，有利于烧结过程中莫来石生成的化学反应，增加合成量，降低气孔率。但若压力超过物料的弹性范围，在压力解除后就会产生弹性后效，致使坯体膨胀产生层裂现象。所以，在选取成型压力时一般应选择使坯体不产生弹性变形的压力上限为宜。考虑到实际生产过程中，坯体的成型压力一般在 100 MPa 左右，所以我们这次合成莫来石实验时，对成型压力选取了 100、150和 200 MPa 3 个水平。

( 2) 烧成温度

烧成温度是影响合成莫来石数量和控制莫来石晶体生长尺寸的重要因素，温度过低不利于莫来石化的反应进行，温度过高会导致莫来石晶体尺寸的过量增大，引起莫来石制品的物理性能降低。

在利用高岭土和高铝矾土为原料合成莫来石的过程中，当温度升高到 950℃时，首先生成的是高岭石分解产生的一次莫来石和非晶质 SiO2，而二次莫来石是由高岭石分解产生的非晶质 SiO2或方石英与铝矾土失水生成的 α-Al2O3或 γ-Al2O3反应生成的莫来石。二次莫来石化的反应温度开始于 1200℃，其完成反应的温度则取决于铝矾土中的 Al2O3/SiO2比 ( 任国斌等，1988) 。Chen 等 ( 2000) 用高岭土与工业氧化铝合成莫来石的实验也证实了这一点。据研究，在 Al2O3/ SiO2体系中，温度小于 1650℃时，莫来石形成是在一个富 SiO2基质中成核和生长; 温度在1650℃以上时，莫来石的成核和生长发生在 Al2O3与 SiO2的界面上 ( 赵世柯等，2002) ，所以温度的升高有利于莫来石的合成。利用高岭土或高铝矾土合成莫来石的烧结温度一般要达到 1700℃以上。但通常情况下，合成莫来石的坯料中或多或少含有一定数量的杂质，在二次莫来石反应的同时，其中的 Fe2O3、TiO2和其他杂质会形成液相。液相的存在有助于二次莫来石化，同时也有助于重结晶过程的进行，所以在有杂质存在的情况下莫来石的合成温度会有所降低。我国各级铝矾土产生液相的温度范围在 1300 ～1400℃之间。温度达到 1400℃以上，莫来石化反应已经完成，尔后进入重结晶阶段，莫来石和刚玉晶体发育长大，气孔缩小且逐渐消失，坯体逐渐致密，开始烧结。固相反应之后的烧结过程使得颗粒之间接触面扩大，并逐渐形成晶界，气孔从联通状态变成孤立状，并逐渐缩小，使烧结制品的密度增大，强度增高。但在达到烧成温度( 大约 1500℃) 后再提高温度，就会导致制品密度降低，吸水率增加，即物理性能降低，这是由于莫来石晶体的重结晶增大所致。

由于煤中矿物在电厂锅炉高温 ( 1200 ～ 1700℃) 作用下，一次莫来石化已经完成，所以利用粉煤灰合成莫来石时只需要考虑二次莫来石化所需要的温度。根据前人所做的实验，粉煤灰合成莫来石的温度有的采用 1200 ～1600℃ ( Ohtake 等，1991; Jung 等，2001)或 1400 ～1600℃ ( Hwang 等，1994; Huang 等，1995) ，也有采用 1200 ～1500℃ ( 陈震宙等，1994) 或 1500 ～1650℃ ( 孙俊民等，1999) 或 1500℃ ( 周忠华，2003) 不等，造成这种差异的原因主要是合成莫来石时加入的 Al2O3数量和配料中的杂质含量不一。

根据 Ohtake 等 ( 1991) 和 Chen 等 ( 2000) 的研究成果，莫来石生成量在 1200℃以前不明显，1200 ～1300℃之间略有增加，1300 ～ 1500℃ 之间快速增加，至 1500℃ 以后几乎没有变化。由此看来，用粉煤灰合成莫来石的温度宜选取在 1400 ～ 1500℃。考虑到我们这次研究中采用有原样粉煤灰的烧成实验 ( 粉煤灰 Al2O3/ SiO2= 1 50，而正常莫来石Al2O3/ SiO2= 2 55 ) ，所以对合成莫来石 温度 的 选 取 采 用了 1300、1400 和 1500℃ 3 个水平。

( 3) 恒温时间

用粉煤灰合成莫来石时，当温度达到设定的数值后往往要保持一定的恒温时间，以使莫来石能够有足够的时间结晶或重结晶。不同的人在选择恒温时间时差异也比较大，从1 ～ 5 h不等，但多数人选择了 2 h。一般来说，只有温度增加到一定数值后，时间这一因素才会起作用，如果温度过低，时间甚至会失去它的作用，因为温度通常是用来给莫来石的结晶过程提供充足的能量保障，如果没有结晶作用或只有微弱的结晶作用，那么时间的因素就可以忽略。我们在这次实验研究过程中选取的时间因素分别为2、3、4 h 3 个水平，介于多数人的研究范围之内。

实际上，影响合成莫来石的因素还有很多，如烧成过程中的升温速率问题，最初也在我们的考虑之列，但我们在查阅 Castelein 等 ( 2001) 的文献时发现，升温速率仅对一次莫来石化造成影响，即温度在 1050 ～1150℃之间时，快速增温 ( 20℃ /min) 使莫来石生成量呈现出相对缓慢的线性增加趋势; 而慢速增温 ( 3℃ /min) 在温度为 1050 ～1100℃之间时莫来石生成量几乎没有变化，当温度从 1100℃增加至 1150℃时，莫来石生成量急剧增加。但是在 1150℃之后，特别是在 1200℃以后，升温速率对莫来石的生成量几乎没有任何影响 ( 图 5 4) 。由于用粉煤灰合成莫来石只有二次莫来石化过程，所以可以不考虑该因素的作用，但为了保障各批次实验的可比性，我们在 1000℃以前采用 10℃ /min 的升温速率，1000℃以后采用5℃ /min 的升温速率 ( 图5 5) ，因为在使用 SX6-12-16 型全纤维快速升温电阻炉给样品升温过程中发现，高温时电阻炉升温需要较长的时间才能增加一个升温点，即电阻炉的升温速率变慢。

图 5 4 升温速率对莫来石生成量的影响

图 5 5 升温过程中温度随时间的变化曲线