陶瓷生产教学案例企业生产实际教学案例库.docx

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陶瓷生产教学案例企业生产实际教学案例库

陶瓷专业教学案例

一、教学案例设计

教学案例

编号

JA01

教学案例

名称

陶瓷生产用矿物原料

企业生产

案例编号

QA01

企业生产

案例名称

陶瓷矿物原料技术标准

教学

案例

背景

陶瓷原料有可塑性原料、瘠性原料、熔剂性原料三大类。

可塑性原料主要有高岭土、木节土、膨润土等；瘠性原料主要有石英、黏土煅烧后的熟料、废瓷粉等硬质原料；熔剂性原料主要有长石、滑石、以及钙、镁的碳酸盐等能降低陶瓷坯釉料烧成温度的原料。

案例

问题

1．根据原料的工艺特性陶瓷原料分为几类？

各有何主要作用？

2．黏土按成因不同分为哪几类？

它们在组成和性能上有何特点？

3．黏土按矿物组成分为哪几类？

它们在工艺性能上有何特点？

4．黏土在加热过程中发生哪些变化？

5．何谓可塑性？

如何调节坯料的可塑性？

6．常用熔剂矿物原料有哪些？

案例

教学

目标

知识

目标

1．掌握常用陶瓷原料的性能；

2．了解常用陶瓷原料的技术要求。

能力

目标

1．能正确评价原料质量；

2．正确选用陶瓷原料。

素质

目标

1．培养分析问题、解决问题、融会贯通的能力

教学

流程

二、案例相关知识

用于陶瓷坯体的主要原料有可塑性原料、瘠性原料、熔剂性原料三大类。

可塑性原料主要有高岭土、木节土、膨润土、瓷土、陶土、紫砂泥等；瘠性原料主要有石英、长石（长石既是瘠性原料，也是熔剂性原料）、叶腊石、黏土煅烧后的熟料、废瓷粉等硬质原料；熔剂性原料主要有长石、滑石、以及钙、镁的碳酸盐等能降低陶瓷坯釉料烧成温度的原料。

用于陶瓷釉料的主要原料除与坯体的原料相同的外，还有石灰石、白云石、釉果（适用于制釉的瓷石）、氧化锌等。

在低温釉中还广泛使用硼砂、硼酸、氧化铅、铅丹、碳酸钠、碳酸钾等。

在颜色釉中要用到着色剂如氧化钴、氧化铜、氧化铬、氧化铁、氧化锰等金属氧化物以及合成的陶瓷颜料。

此外、陶瓷工业还需要一些辅助材料，主要是石膏和耐火材料，其次是外加剂，如助磨剂、助滤剂、解凝剂（稀释剂）、增塑剂、增强剂等。

（一）可塑性原料

可塑性原料的主要成分是黏土矿物，通常含量在50%以上，其中最主要的是高岭石、蒙脱石、伊利石和多水高岭石等。

它们的颗粒极细，一般在1～2μm以下。

同时还伴生一些杂质矿物如石英、长石、方解石、赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿等，它们的颗粒大小常在2μm以上，可以与黏土矿物区分开来。

此外，有时可能含有少量有机物质和可溶性盐类，因此往往统称为黏土。

所以，在陶瓷工业中，黏土成为可塑性原料的代名称。

黏土是一种颜色多样、细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体。

黏土从外观上看，有白、灰、黄、红、黑等各种颜色；从硬度来说，有的黏土柔软，可在水中散开，称为软质黏土，有的黏土则呈致密块状，称为硬质黏土。

各种黏土的情况千差万别，但在一定程度上它们或多或少都具有可塑性，这种可塑性有利于陶瓷的成型。

1.黏土的分类

黏土种类繁多，通常根据其成因、产出状况、工艺性能及主要矿物组成等来进行分类。

1.1．按成因分类

（1）原生黏土：

又称一次黏土或残留黏土，是母岩风化崩解后在原地残留下来的黏土。

这类黏土因风化而产生的可溶性盐类溶于水中，被雨水冲走，只剩下黏土矿物和石英砂等，故其质地较纯，耐火度较高，但往往含有母岩杂质（石英、云母、石膏、方解石、黄铁矿等），颗粒较粗，因而可塑性较差。

高岭土常为原生黏土。

（2）次生黏土：

又称二次黏土或沉积黏土，是由风化生成的黏土，经雨水、河流、风力作用而搬运至盆地或湖泊水流缓慢的地方沉积下来而形成的黏土层。

由于漂流迁移而沉积下来的黏土颗粒很细，烧结温度较低，可塑性较好，但耐火度较差，而且在漂流和沉积过程中夹带了有机质和其它杂质。

北方的紫木节土属于此类。

1.2．按可塑性分类

（1）高可塑性黏土：

又称软质黏土、结合黏土，其分散度大，多呈疏松土状或板状、页状，易熔，耐火度在1350℃以下，熔剂氧化物含量高，在一般烧成温度下它能使制品产生气泡、熔洞等缺陷，多用于建筑砖瓦和粗陶器等制品。

如黏性土、膨润土、木节土、球土以及江苏宜兴地方所称的嫩泥等。

（2）中等可塑性黏土：

中等可塑性黏土较软，可塑性中等，分散度较大，多呈疏松状、板状，难熔，耐火度在1350～1580℃之间，含易熔杂质在10%～15%左右。

可作炻器、陶器、耐酸制品、装饰砖、瓷砖及卫生洁具等的原料。

如瓷土、苏州阳山高岭土等。

（3）低可塑性黏土：

又称硬质黏土，其分散度小，可塑性差，多呈致密块状、石状，耐火度在1580℃以上，是比较纯的黏土，含杂质少。

天然耐火黏土的颜色较为复杂，但灼烧后多呈白色，为细陶瓷、耐火制品、耐酸制品的主要原料。

如叶腊石、焦宝石、碱石、瓷石等。

此外，按硬度可分为软质黏土（如二次黏土）、半软质黏土和硬质黏土。

按用途可分为瓷土、陶土、砖黏土等。

按黏土的组成矿物分类，有高岭土、膨润土等。

2.黏土的组成

黏土的组成可从化学组成、矿物组成和颗粒组成三方面来进行分析。

2.1．化学组成

黏土原料大部分由两种以上的黏土矿物组成，并或多或少含有一些杂质，因此它们的化学组成根据所含矿物与杂质的种类和多少而不相同。

黏土的化学组成可以通过传统的化学分析法或近代的仪器分析法获得。

分析项目主要包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、K2O、Na2O及I.L等九项，其它微量成分对陶瓷生产实际意义不大，一般不进行分析。

其中I.L称灼烧减量（也称烧失量），它是指黏土矿物在加热过程中化合水的排除，碳酸盐、硫酸盐的分解和有机物的挥发等物理化学变化所引起的重量减轻。

当黏土比较纯净，杂质含量少时，I.L可近似地作为化合水的量。

了解黏土的化学组成在生产上有着重要的意义，它可以帮助我们获得许多有价值的启示，如在一定程度上对烧成色泽和烧结程度作出初步判断，初步估计黏土的矿物组成和工艺性能，为确定这种黏土能不能用、如何配料以及为配料计算提供必要的依据。

（1）化学组成可以作为鉴定黏土的矿物组成的参考。

如果分析数据中只有SiO2、Al2O3和H2O三项，而Al2O3的含量接近39.5%，同时没有或很少有其它氧化物，则可认为它是比较纯的高岭石。

当黏土的化学组成中碱性杂质较多时，则主要矿物可能是蒙脱石类或伊利石类。

若化学组成以摩尔数比来表示，当SiO2/Al2O3或SiO2/R2O3的摩尔数比率在2左右时可能是高岭石和多水高岭石；在3左右时可能是富硅高岭土、伊利石或拜来石；在4左右时可能是蒙脱石、叶蜡石。

（2）可以推断黏土烧后的色泽。

黏土烧后色泽主要受Fe2O3和TiO2等显色氧化物的影响，分析结果中Fe2O3、TiO2的含量高低，可作烧后色泽判断的依据。

如在还原气氛下烧成，由于有部分Fe2O3被还原成为FeO，则呈色一般为青、蓝灰到蓝黑色，这时的Fe2O3也和碱金属、碱土金属氧化物一样，起着熔剂的作用，会降低黏土的耐火度。

（3）可以估计黏土的耐火度。

K2O、Na2O、CaO、MgO等碱金属和碱土金属氧化物具有助熔作用，在分析结果中，如果这类氧化物的含量高，可以判定该黏土易于烧结，烧结温度低。

如果Al2O3含量高，而同时K2O等碱性成分含量又低，则可判断这种黏土比较耐火，烧结温度高。

根据黏土的化学组成，还可以用经验公式来估算其耐火度。

（4）可以估计黏土的成型性能。

从化学组成数据可以推断黏土的主要矿物类型，进而估计其成型性能。

另外，如分析数据中SiO2含量很高，说明其中除黏土矿物外，还夹杂有游离石英，这种黏土的可塑性不会太好，但干燥收缩小。

如果在高岭石类黏土中烧失量高于14%、在叶蜡石黏土中烧失量高于5%、在多水高岭石和蒙脱石类黏土中烧失量高于20%、在瓷石中烧失量高于8%，则说明黏土中所含的有机物或碳酸盐过多，这种黏土的可塑性较好，但烧成收缩较大，在配料和生产工艺上要加以考虑。

（5）可以推断黏土在烧结过程中产生膨胀或气泡的可能性。

黏土中的Na2O和K2O，一般存在于云母、长石和伊利石矿物中，也有可能以钠、钾的硫酸盐存在。

当以云母状态存在时，它的结构水要在较高温度下（1000℃以上）排出，这是引起黏土膨胀的一个原因。

黏土中的CaO、MgO往往是以碳酸盐或硫酸盐的形式存在，如含量多，在煅烧时会有大量CO2、SO3等气体排出，操作不当时容易引起针孔和气泡。

使黏土产生膨胀的另一原因是Fe2O3的存在，氧化气氛下，在1230~1270℃以前，Fe2O3是稳定的，如果温度继续升高则Fe2O3将按下式分解而放出氧气，引起膨胀。

6Fe2O3=4Fe3O4+O2；2Fe2O3=4FeO+O2

对评价一种制造粗陶器的低级黏土来说，它们的化学分析数据意义不大，重要的是它们的工艺性能。

2.2．矿物组成

黏土的矿物组成可通过两种方法获得：

一种是用示性分析法测定出黏土中的主要矿物（如热分析、电镜分析等）；另一种是根据化学组成或根据显微镜检验的结果计算其矿物组成。

为了便于研究黏土的矿物组成，一般将黏土中的矿物根据其性质和数量分成两大类：

黏土矿物和杂质矿物。

黏土矿物是组成黏土的主体，是决定黏土性质的主要成分，黏土矿物的种类和数量是决定黏土类别的主要依据。

在黏土形成过程中，常由于岩石风化未完全，或由于其它因素而混入一些非黏土矿物和有机物质，这些物质我们统称之为杂质矿物。

杂质矿物在黏土中根据黏土成因情况的不同，有的含量较少，有的含量较多，它们通常以细小晶粒及其集合体分散于黏土中，常会影响甚至决定黏土的工艺性能。

（1）黏土矿物

1）高岭石类

高岭石类矿物包括高岭石、地开石、珍珠陶土和多水高岭石等。

高岭石是常见的黏土矿物，主要由其组成的较纯净的黏土称为高岭土（俗称为瓷土）。

高岭土首先在我国江西景德镇东部的高岭村发现，高岭土的主要矿物成分是高岭石和多水高岭石。

高岭石的矿物实验式为：

Al2O3·2SiO2·2H2O，其理论组成为Al2O339.53%、SiO246.51%、H2O13.96%。

高岭土中高岭石类黏土矿物含量越多，杂质越少，其化学组成越接近高岭石的理论组成。

纯度越高的高岭土其耐火度越高，烧后越洁白，莫来石晶体发育越多，从而机械强度、热稳定性、化学稳定性越好。

但其分散度较小，可塑性较差。

反之，杂质越多，耐火度越低，烧后不够洁白，莫来石晶体较少，但可能其分散度较大，可塑性较好。

2）蒙脱石类

蒙脱石是另一类常见的黏土矿物。

一般将除蛭石以外的具有膨胀晶格的黏土矿物总称为蒙脱石类矿物（也称为微晶高岭石类矿物）。

以蒙脱石为主要矿物的黏土叫膨润土，蒙脱石类矿物的种类繁多，化学组成变化也相当复杂。

矿物实验式一般表示为Al2O3·4SiO2·H2O·nH2O（n通常大于1）。

蒙脱石容易碎裂，故其颗粒极细，可塑性好，干燥强度大，但干燥收缩大。

由于蒙脱石中的Al2O3含量较低，又吸附了其它阳离子，杂质较多，故烧结温度较低，烧后色泽较差。

在陶瓷坯料中膨润土使用量不宜过多，一般在5%左右。

釉浆中可掺用少量膨润土作为悬浮剂。

由于矿物晶格内离子置换时离子种类与置换量的不同，蒙脱石类矿物包括蒙脱石、拜来石（贝得石）、绿脱石（绿高岭石）和皂石等四种。

黏土原料中，还有一种硬质黏土，就是叶蜡石。

其化学式为Al2O3·4SiO2·H2O。

叶蜡石通常是由细微的鳞片状晶体构成的致密块状，质软而富于脂肪感，相对密度2.8左右。

叶蜡石原料含较少的结晶水，加热至500~800℃之间缓慢脱水，总收缩不大，膨胀系数较小且其与温度的关系呈直线关系，具有良好的热稳定性和很小的湿膨胀，所以适用于配制快速烧成的陶瓷坯料，是制造要求尺寸准确或热稳定性好的制品的优良原料。

3）伊利石类（水云母类）

伊利石（水云母）类矿物是白云母经强烈的化学风化作用转变为蒙脱石或高岭石的中间产物，其组成成分与白云母相似，具有黏土性质，是南方瓷石中的主要黏土矿物之一。

伊利石类矿物的基本结构虽与蒙脱石相仿，但因其无膨胀性，且其结晶也比蒙脱石粗，因此可塑性较低、干燥强度小，而干燥收缩较小，烧结温度比高岭石低。

我国含伊利石类矿物的黏土产地较多。

我国南方各地区生产传统细瓷的瓷石原料，即由石英和绢云母及少量其它矿物所组成。

4）水铝英石类

水铝英石是一种非晶质的含水硅酸铝，它的结构可能是由硅氧四面体和金属离子配位八面体任意排列而成。

水铝英石的组成变动无常，SiO2/Al2O3的摩尔数比在0.4~8之间变化。

水铝英石在自然界并不多见，往往少量地包含在其它黏土中，在水中能形成胶凝层，包围在其它黏土颗粒上，从而提高黏土的可塑性。

（2）杂质矿物

1）石英及母岩残渣

石英经常是长石的共生矿物，在风化后常保存其原有形态，特别在一次黏土中游离石英是常见的杂质之一。

其它未风化的母岩残渣还有长石和云母等。

这些杂质一般以较粗的颗粒混在黏土中，对黏土的可塑性和干燥后强度产生不良影响。

工厂多采用淘洗法（或用水力旋流器）将黏土中的粗颗粒杂质除去。

对于含石英较多的黏土，若在原料细碎和配方上采取措施，也可不经淘洗，直接配料，这样可提高原料的利用率，降低生产成本。

2）碳酸盐及硫酸盐类

黏土中常含有较多的钙质、镁质不纯物，常以碳酸盐、硫酸盐等形式存在，如方解石CaCO3、石膏CaSO4·2H2O、白云石CaCO3·MgCO3等。

如果这些矿物是以微细的颗粒均匀分布于黏土中，其影响不大。

如以粗颗粒存在，则往往对产品的烧成产生不良的影响，导致产品的炸裂和出现熔洞。

黏土中如含有可溶性硫酸盐，能使制品表面形成一层白霜，这是由于坯体在干燥时，可溶性盐随水分的蒸发而在坯体表面析出所致。

3）铁和钛的化合物

黏土中的铁常以赤铁矿Fe2O3、磁铁矿Fe3O4、黄铁矿FeS2、褐铁矿Fe2O3·nH2O等形式存在，铁也是许多铝硅酸盐矿物的一种成分，如黑云母、角闪石等都是含铁硅酸盐矿物。

铁的化合物都能使坯体呈色。

特别是黄铁矿，因其硬度大，不易粉碎，其颗粒在烧成时会使坯体形成黑色斑点（烧成后颗粒可膨胀15倍以上）。

钛常以金红石、锐钛矿和板钛矿（TiO2）等形式存在于黏土中。

钛与铁的化合物共存时，在还原焰中烧成呈灰色，在氧化焰中烧成呈浅黄或象牙色。

4）有机杂质

很多黏土中含有一定数量的有机质，故多呈灰色，甚至黑色。

有机质是因植物残骸沉积起来与黏土共生的结果。

有机质多，可增加黏土的可塑性，但过多会造成产品表面的针孔和气泡。

2.3．颗粒组成

黏土的一些重要性能如可塑性、干燥性能和烧成性能均受其颗粒大小及形状的影响。

黏土中各种尺寸的颗粒的质量分数称颗粒组成。

测定黏土颗粒组成的方法很多，生产上常用的方法是筛分析和沉降分析，此外还可用离心法或显微镜法来测定颗粒大小。

散状黏土的颗粒组成包括两部分：

一部分为黏土物质细颗粒（＜1~2μm）；另一部分为非可塑性的夹杂物，如砂粒及页岩，它们的颗粒大小不一，粗细颗粒均有。

硬质黏土经过粉碎后的颗粒组成与粉碎工艺操作有关。

黏土颗粒的大小，将直接影响其可塑性、泥浆的粘度、吸附性、成型性能、干燥性能及烧成性能。

分散度愈大，则其可塑性愈好，干燥强度愈高，烧成时易于烧结，烧后气孔率小，机械强度高，有利于提高成品的白度与半透明度。

但也不是愈细愈好，在坯体中最希望的情况是既要磨细，也要在细粒中仍有一定的级比，即仍有大小的差别，不要过于平均，这样才能获得最大的堆积密度。

在生产实践中过分延长研磨时间，反而会降低可塑性，这就是因为颗粒细度虽很小，可是粗细过于均匀。

这样不仅生产效率降低，成本增加，而且制品收缩大，容易变形。

3.黏土的工艺性能

黏土原料的工艺性质主要取决于黏土的矿物、化学和颗粒组成，其矿物组成是基本因素。

如膨润土主要是蒙脱石矿物，其细颗粒含量较多，表现出黏性强，成型水分高，收缩大，烧结温度低等特性。

苏州高岭土由于其含有大量杆状结构外形的高岭石，因而可塑性低，干燥气孔率高，干燥强度低，烧成收缩大，泥浆流动时的含水量多，且呈强烈触变性等特性。

而紫木节土，由于其黏土矿物高岭石的结晶程度较差，颗粒细，含有机质较多，所以可塑性及泥浆性能良好。

3.1．可塑性

黏土与适量的水混练后形成泥团，这种泥团在外力作用下产生变形但不开裂，当外力去除以后，仍然保持其形状不变。

黏土的这种性质称为可塑性。

黏土达到可塑状态时包含有固体和液体两种形态，因此，黏土具有可塑性的必要条件是有液体存在，同时，黏土可塑性也和液体的种类、性质、数量有关。

影响黏土可塑性的主要因素有：

黏土颗粒的分散度、黏土颗粒的形状、水的用量等。

颗粒越小，分散程度越大，比表面积越大，可塑性就越好。

如黏土中含有胶体物质，则可塑性大大提高。

薄片状颗粒比棱角形颗粒易于结合和相对滑动，故有较好的可塑性。

黏土与水之间，必须按照一定的数量比例配合，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，水量过多则变为泥浆又失去可塑性。

各种黏土的可塑水量，可通过实验测定。

黏土可塑性太差不易成型，可塑性太高则调和水多，其结合性好，但干燥收缩大，易引起变形和开裂。

实际生产中，为了获得成型性能良好的坯料，除了选择适当的黏土外，还常将黏土原矿淘洗以除去非可塑性矿物组成；多次练泥，陈腐处理；加入适当的胶体物质（如：

糊精、胶体SiO2、Al（OH）3、羟甲基纤维素（CMC）等，但在日用陶瓷中不用此法。

）或强可塑性原料。

若要降低黏土的可塑性以减少收缩，可加入减黏原料，如熟瓷粉、石英、瘠性黏土等；或将部分黏土预烧作为熟料使用。

3.2．结合性

在实际生产中，黏土的结合性更具有现实的意义。

黏土的结合性是指黏土能黏结一定细度的瘠性物料形成可塑泥团，并有一定干燥强度的性能。

通常可塑性好的黏土结合性也好。

结合能力的测定是在黏土中加入标准石英砂（标准石英砂的颗粒组成：

0.25～0.15mm为70%，0.15～0.09mm为30%），以其能保持可塑泥团时的最高加砂量来表示。

加入的砂量越多，说明这种黏土的结合能力越强。

3.3．触变性

黏土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，黏度会降低而流动性增加，静置后又逐渐恢复原状。

此外，泥料放置一段时间后，在维持原有水分的情况下也会出现变稠和固化现象。

这种性质称为触变性。

生产中希望泥料有一定触变性。

泥料触变性过小时，成型后生坯的强度不够，影响脱模与修坯的质量。

而触变性过大的泥浆在管道输送过程中会带来不便，注浆成型时回浆困难，成型后生坯也易变形。

黏土的触变性主要取决于黏土的矿物组成、颗粒大小与形状、含水量、使用电解质种类与数量、泥料（包括泥浆）的温度等。

黏土颗粒愈细，活性边表面愈多，形状愈不对称，愈易呈触变性。

球状颗粒不易显示触变性。

泥浆的触变性与含水量有关，含水量大的泥浆，不易形成触变结构，反之易呈触变现象。

泥浆的厚化度可以调节。

厚化度大的泥浆，可加入一定量的解凝剂（如腐植酸钠、水玻璃等），厚化度太小的泥浆可加入少量絮凝剂（如NH4Cl等）或增加塑性原料的用量。

3.4．干燥收缩与烧成收缩

黏土泥料干燥时，因水分蒸发，颗粒之间的距离缩小而产生体积收缩，称为干燥收缩。

烧成时，由于产生液相填充于空隙中，并生成了某些结晶物质，又使体积进一步收缩，称为烧成收缩。

两种收缩构成黏土的总收缩。

黏土的收缩情况主要取决于它的组成、含水量、吸附离子及其它工艺性质等。

细颗粒及呈纤维状粒子的黏土收缩大。

一般片状高岭石、伊利石类矿物干燥收缩小，而蒙脱石、多水高岭石类矿物干燥收缩大。

下表列出了黏土矿物组成与其收缩的关系。

表各类黏土的收缩范围

黏土种类

高岭石类

伊利石类

蒙脱石类

叙永石类

干燥收缩/%

烧成收缩/%

3~10

2~17

4~11

9~15

12~23

6~10

7~15

8~12

测定收缩时以直线尺寸或体积尺寸来表示，体积收缩近似于直线收缩的三倍（误差6%~9%）。

计算公式：

干燥线收缩：

S干=（L0-L干）/L0×100%

烧成线收缩：

S烧=（L干-L烧）/L干×100%

总收缩：

S总=（L0-L烧）/L0×100%

式中：

L0——干燥前尺寸；

L干——干燥后尺寸；

L烧——烧成后尺寸。

生产上，设计坯体尺寸、石膏模型尺寸时应考虑收缩值。

4.黏土的加热变化

黏土是陶瓷工业的主要原料，陶瓷在烧成过程中所发生的一系列物理化学变化，是在黏土加热变化的基础上进行的，因此黏土的加热变化是陶瓷制品烧成的理论基础。

研究黏土的加热变化对确定陶瓷制品的烧成制度具有重要的意义。

不仅如此，不同矿物组成的黏土加热时发生各种变化的温度和热效应也不同，由此还可以鉴定黏土的矿物组成。

黏土在加热过程中的变化包括两个阶段：

脱水阶段和脱水后产物的继续转化阶段。

4.1．脱水阶段

黏土干燥后，继续加热，首先出现的反应是脱水，其中最主要的是结构水的排出，黏土中的结构水大部分都在450~650℃时排出，但在比这更低的温度下，也有少量的水被除去，在更高的温度下，残余的结构水可继续排出。

下面以高岭土为例，详细说明黏土在加热过程中发生脱水、分解、析晶等物理化学变化：

100~110℃：

吸附水与自由水的排除。

110~400℃：

其它矿物杂质带入水的排除（如多水高岭石，氢氧化铁，石膏中的水等）。

400~450℃：

结构水开始缓慢排除。

450~650℃：

结构水激烈排除，量迅速增加，此时黏土晶格遭到破坏，产生一个

热效应。

650~800℃：

脱水缓慢下来，到800℃时排水近于完毕。

800~1000℃：

残余水排除完毕。

脱水过程中，自600℃开始，高岭石生成偏高岭石：

Al2O3·2SiO2·2H2O→Al2O3·2SiO2+2H2O

偏高岭石是接近于高岭石结构的产物，但并不完全是晶体，在900℃以前是稳定的，只有一些物理现象如气孔率和收缩的改变。

其它黏土矿物的具体脱水温度与高岭土不完全一样，都有其特殊性，如膨润土在100℃左右有大量的层间水排出，至500~800℃结构水排出。

瓷石在100~120℃之间排出吸附水，在400~700℃绢云母失去结构水，其急剧脱水在600~700℃之间进行。

4.2．脱水后产物继续转化阶段

高岭石脱水后的产物——偏高岭石，自900℃开始，转化为由[AlO6]和[SiO4]构成的尖晶石型的新结构，同时发生强的放热效应，自900℃开始，液相逐渐出现，随着温度的升高，液相数量越来越多。

其反应如下：

2（Al2O3·2SiO2）→2Al2O3·3SiO2+SiO2

1050~1100℃，Al-Si尖晶石开始转化为莫来石：

3（2Al2O3·3SiO2）→2（3Al2O3·2SiO2）+5SiO2

1200~1400℃，莫来石晶体发育长大，结晶大量出现，同时游离石英转变为方石英，伴随着弱的放热效应。

其它类型的黏土矿物的加热变化稍有不同。

含碱的黏土矿物（伊利石及绢云母）在350~600℃放出结构水后，在800~850℃时晶格受到破坏。

莫来石从1100℃开始形成，玻璃质从950℃开始出现。

在850~1200℃之间形成的尖晶石会溶解在1300℃时形成的玻璃体中。

蒙脱石在600℃以下不发生实质性的变化，这一温度以上失去结构水，800~850℃发生变化，在1100℃左右形成尖晶石，并溶解于玻璃相中。

在1050℃以后，会形成莫来石。

蒙脱石失去层间水时，其晶体结构与叶蜡石相同。

叶蜡石的结构水在500~600℃时排出，形成非晶体的无水叶蜡石。

在1300℃以上，则形成莫来石。

叶蜡石在形成莫来石时，会有较多的方石英生成，因此反应物的膨胀率比高岭石的高得多，又因脱水量较少，所以烧成收缩也就小得多。

莫来石是一种针状或细柱状晶体，化学组成在3Al2O3·2SiO2~2Al2O3·3SiO2之间，一般写成3Al2O3·2SiO2。

相对密度3.15，熔融温度1810℃，具有机械强度高，热稳定性好，化学稳定性强等特点，它能赋予陶瓷制品许多优良的性能。

伴随着化学变化的产生，也出现了物理性质的改变：

（1）气孔率从900℃开始下降，至1200℃以后下降速度最为激烈。

（2）失重现象发生在450~65