中國粉體網(wǎng)訊 淺述陶瓷和瓷器的區(qū)別和粘土的性能。
一、陶瓷和瓷器的區(qū)別
通俗地講：用陶土燒制的器皿叫陶器，用瓷土燒制的器皿叫瓷器，陶瓷則是陶器熾器和瓷器的總稱。凡是用陶土和瓷土這兩種不同性質(zhì)的粘土為原料，經(jīng)過配料成型干燥焙燒等工藝流程制成的器物都可以叫陶瓷。
陶瓷包括的范圍較廣，有些能耐水，有些能耐酸，廣泛應(yīng)用于建筑化工電力機(jī)械等工業(yè)及日用裝飾街方面。此外，用粘土以外的其他原料，依陶瓷制造的工藝方法制成的制品，也叫做陶瓷，如塊滑石瓷、金屬陶瓷、電容器陶瓷、磁性瓷等。廣泛應(yīng)用于無線電、原子能、火箭半導(dǎo)體等工業(yè)。目前，將所有陶瓷制品通稱為“無機(jī)非金屬固體材料”。
從結(jié)構(gòu)上看，一般陶瓷制品是由結(jié)晶物質(zhì)，玻璃物質(zhì)和氣泡所構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)。這些物質(zhì)在數(shù)量上的變化，對陶瓷的性質(zhì)起著一定程度的影響。
陶瓷的老祖宗是“硅酸鹽”，習(xí)慣也稱“硅酸鹽陶瓷”，由于現(xiàn)代陶瓷發(fā)展的非�？�，人們進(jìn)行了大量的試驗來改進(jìn)硅酸鹽陶瓷，不斷提高配方中氧化鋁的含量，加入許多純度較高的人工合成化合物去代替天然原料，來提高陶瓷的強(qiáng)度，耐高溫性和其它性能，后來發(fā)現(xiàn)，完全不用天然原料，完全不含硅酸鹽，也可以做成陶瓷，而且性能更為優(yōu)越。于是歷來完全由硅酸統(tǒng)治著的陶瓷家族，發(fā)生了變化，現(xiàn)出了完全嶄新的不屬“硅酸鹽”的現(xiàn)代陶瓷。
確切地說“陶瓷”的定義為：陶瓷是由天然或人工合成的粉狀化合物，經(jīng)過在形和高溫?zé)Y(jié)制成的，由金屬和非金屬無素的無機(jī)化合物構(gòu)成的多晶固體材料。不論是傳統(tǒng)的硅酸鹽陶瓷，還是現(xiàn)代陶瓷，都包括在這個范圍里。
我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常用到瓷器，如吃飯的瓷碗，喝水的瓷杯，衛(wèi)生間用的瓷面磚，洗臉池便池等。那么你知道什么叫瓷器嗎？瓷器這個概念，長期以來，是指采用天然的硅酸鹽礦物原料中的粘土、長石、石英等，經(jīng)過加工處理，成型，燒成等生產(chǎn)工藝而制成具有致密堅硬的器物。簡言之，即上釉或不上釉的粘土類制品，其特點(diǎn)是坯體潔白、細(xì)密，較薄者呈半透明，音響清徹，斷面具不吸水性。可分為硬質(zhì)瓷和軟質(zhì)瓷兩大類，前者燒成溫度較高，物理化學(xué)性能和機(jī)械強(qiáng)度較好，如化學(xué)瓷電瓷，我國的日用瓷和藝術(shù)瓷等。后者燒成溫度較低，如骨灰瓷。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，逐步擴(kuò)大了制瓷原料的范圍，出現(xiàn)了不用或只用少量的硅酸鹽礦物原料的制成品，這些制品的制造過程和傳統(tǒng)瓷器基本相同，因此人們也把它們稱為瓷器。這樣，瓷器這個概念包括的范圍就擴(kuò)大了。
“陶瓷”是人們慣用的統(tǒng)稱，其實陶瓷與瓷無論從外表和本質(zhì)上都有區(qū)別。
陶的出現(xiàn)比瓷早，根據(jù)史籍記載，幾千年前，我國就在燒制陶器。史書載述：“神農(nóng)耕而作陶”，足見遠(yuǎn)古時代，我國便有了陶器。從出土文物考證，早在新石器時代，即公元前3500年至1500年間，我國便已經(jīng)有了彩陶工藝。公元前1500年至1000年間，又有了青黃釉的陶器。直到魏晉時代，才進(jìn)一步創(chuàng)造了瓷器。
陶與瓷的構(gòu)造也不同，陶器胎體原料是粘土或青土。精陶器制作原料除粘土外，還加入有適量的長石和石英，泥料要經(jīng)過充分陳腐和捏練。瓷的原料主要是瓷土、粘土、瓷石、長石、石英等。原料要經(jīng)過精選、淘洗、粗粉碎、細(xì)粉碎、攪拌、除鐵質(zhì)等工序之后，再經(jīng)過壓濾、脫水、陳腐、捏練才能制造瓷坯。他們的燒成溫度也各有差異，陶器入窯后，在攝氏900~1200℃溫度下燒成，低的只有600-700攝氏度。瓷器一般則在1300-1400℃的高溫之下燒成。與其相應(yīng)，陶的釉彩屬低溫釉，瓷器用的釉屬高溫釉。瓷和陶的物理特性了迥然不同，瓷器較之陶器胎體堅硬密實，敲擊聲清脆洪亮，吸水率小而顏色潔白、半透明，化學(xué)穩(wěn)定性好，機(jī)械強(qiáng)度較高。而陶器質(zhì)地較疏，敲擊聲啞，吸水率高，其顏色有雜色屬不透明體，化學(xué)穩(wěn)定性差，機(jī)械強(qiáng)度也差。
瓷器與陶器的根本區(qū)別在于：瓷器的坯體是完全燒結(jié)的，氣孔率很小，機(jī)械強(qiáng)度大。燒成溫度較高；而陶器坯體燒結(jié)程度較差，氣孔率較大，燒成溫度較低。如果把瓷器打破，它的斷面卻顯得粗糙、疏松。
廣義地講，瓷器是從陶器發(fā)展而來的，可以說沒有陶器的發(fā)明與發(fā)展就不可能有瓷器。瓷器出現(xiàn)以后，陶器還是在繼續(xù)生產(chǎn)，不是有了“瓷”而代替了“陶”，而是各自獨(dú)立發(fā)展。
二、粘土有哪些性能？它在陶瓷中的作用是什么？
①粘土具有可塑性。粘土與適量的水混合以后形成泥團(tuán)，這種泥團(tuán)在外力的作用下產(chǎn)生變形但不開裂，當(dāng)外力去掉以后，仍然保持其形狀不變。粘土的這種性質(zhì)稱為可塑性�？伤苄允撬苄苑ǔ尚蔚幕A(chǔ)。
②粘土的結(jié)合性。粘土塑性泥團(tuán)干燥后，變得堅實，具有一定的強(qiáng)度，能夠維持粘土顆粒之間的相互結(jié)合而不散，這種現(xiàn)象說明粘土有一定的結(jié)合性能。這種性能我們稱為粘土的結(jié)合性。如果粘土和非可塑性物料混練在一起。也具有上述性能，我們說粘土對其他物料也有一定的結(jié)合能力。粘土的這種性質(zhì)，保證坯體有一定的干燥強(qiáng)度，是坯體干燥、修理、上釉能夠進(jìn)行的基礎(chǔ)．也是配料調(diào)節(jié)泥料性質(zhì)的重要因素。
③顆粒度。顆粒度是各種不同粘土礦物特征性質(zhì)之一，一股粘土礦物的顆粒平均在5 μ m到lμ m之間，大部分在2μm以下。這一部分直接影響到粘土的可塑性、干噪收縮、孔隙度和強(qiáng)度，以及燒成收縮和燒結(jié)性等。因此，顆粒組成對粘土的工業(yè)技術(shù)性質(zhì)影響很大。
④吸附性。由于粘土顆粒具有很大的表面積與表面能，所以許多粘土都是良好的吸附劑。粘土能從溶液中吸附酸與堿．也可以使有色物質(zhì)溶液脫色，漂白土是釉脂工業(yè)中良好的漂白劑。
利用粘土的吸附能力對有機(jī)色劑陽離子結(jié)合的生牢固程度，是粘土礦物色劑研究法的基礎(chǔ)。色劑研究是粘土礦物鑒定方法之一。
⑤干燥收縮與燒成。收縮什么是干燥收縮呢？塑性泥料干燥后，因水分蒸發(fā)，空隙減少，顆粒之間的蹁縮短而產(chǎn)生體積收縮，稱為干燥收縮。
什么是燒成收縮呢？燒結(jié)以后，由于粒土中產(chǎn)生液相填充在空隙中，以及某些結(jié)晶物質(zhì)生成，又使體積進(jìn)一步收縮，稱為燒成收縮。兩種收縮構(gòu)成粘土的總收縮。
⑥粘土燒后顏色。粘土因有機(jī)物質(zhì)和其他雜質(zhì)礦物存在，被看成各種顏色，如灰、淺灰、黃、褐、紫、綠、黑等色。對燒后顏色影響最大的為鐵鐵化合物。粘土因Fe：O，含量的不同，燒后可以被著成以下顏色．：
Fe 20，的含量（%）看成色澤
0.8 白色
1.3 灰色
2.7 澆黃色
4.2 黃色
5.5 淺紅色
8.5 紅色
10.5 深紅色
Fe20，含量應(yīng)在0.5％以下為宜。
由此可見，粘土的燒后呈色，是陶瓷工業(yè)原料選擇的重要條件之。
⑦粘土的燒結(jié)性。燒結(jié)性是粘土的重要燒后物性特征．它決定著粘土在陶瓷生產(chǎn)中的適用性，作為選擇燒成溫度，確定燒成范圍的主要參考性能指標(biāo)。什么叫粘土的燒結(jié)性呢?就是當(dāng)粘土被加熱到一定溫度時(一般超過1000℃)，由于易熔物的熔融而開始出現(xiàn)液相，液相填充在未熔顆粒之間的空隙中,靠其表現(xiàn)而張力作用的拉緊力,使粘土的氣孔率下降,密度提高,體積收縮,變得致密堅實,在氣孔率下降到最低值, 密度達(dá)到最大值時的狀態(tài)稱為燒結(jié)狀態(tài),燒結(jié)時對應(yīng)的溫度稱為燒結(jié)溫度,燒結(jié)溫度因粘土而異,一般低于熔融溫度幾十至幾百不等。
什么叫燒結(jié)范圍呢?粘土燒結(jié)后，溫度繼續(xù)上升時，會出現(xiàn)一個穩(wěn)定階段。在此階段中，氣孔率與體積密度不發(fā)生顯著變化。持續(xù)一段時間后，當(dāng)溫度繼續(xù)升高時，氣孔率又開始逐漸增大．密度逐漸下降，出現(xiàn)過燒膨脹。從開始燒結(jié)到過燒膨脹之間的溫度間隔稱為燒結(jié)范圍，這個范圍的大小通過實驗來確定。
粘土的燒結(jié)范圍在陶瓷生產(chǎn)中十分重要，它是制定燒成制度，選擇適當(dāng)燒成溫度．決定坯料配方，選擇窯爐等的參考依據(jù)之一。
⑧耐火度。耐火度是耐火材料的重要技術(shù)指標(biāo)．它表征材料抵抗高溫作用而不軟化的性能。在一定程度上它指出了材料最高使用溫度，并作為衡量材料在高溫使用時承受高溫程度的標(biāo)準(zhǔn)。
由于天然粘土是多成分的混合物．沒有一定的熔點(diǎn)，只能隨著溫度的上升在一定溫度范圍內(nèi)逐漸軟化熔融．直至全部變?yōu)椴ＡB(tài)物質(zhì)。耐火度測定的方法是用粘土制成三角錐，在加熱后錐頂軟化。并彎倒在錐腳，這時的溫度即粘土的耐火度。
Al：O。提高粘土的耐火度，堿性氧化物降低粘土的耐火度，A1203，siO：比值越大，粘土的耐火度越高。
坯體的成型是借助于粘土的可塑性，注坯泥漿則賴于粘土的細(xì)分散性而獲得良好的懸浮性與穩(wěn)定性，故配料中必須用一定量的粘土。
①粘土是瓷坯組成中Al：O。的主要來源，是坯體耐火性質(zhì)的主要依靠
②粘土富有可塑性，在瓷坯中用以對一些非可塑性原料(長石、石英等)產(chǎn)生結(jié)合能力。使瓷坯在干燥過程中避免變形與開裂的缺陷，并產(chǎn)生了強(qiáng)度。同時因粘土的粒子很細(xì)．而非可塑性原料的粒子較粗，二看相混，可得堆積密度很高的坯體結(jié)構(gòu)。③坯泥在加熱到1000℃以上時，由于脫水后粘土礦物——高嶺石分解，而有莫來石結(jié)晶生成，并賦予坯體的強(qiáng)度。
100℃3，Al 203·2Si02)——3Al 20 3·2Si02+4Si02以上。
結(jié)束語：粘土在引進(jìn)制瓷胎體過程中起了重要的作用，從久遠(yuǎn)的制瓷經(jīng)歷數(shù)萬年的發(fā)展直到今天，仍是制瓷胎的最基本的原料。
