2.1.1 石英类原料的种类
石英:结晶矿物。
(1)石英砂(硅砂)
石英石、长石在水、二氧化碳、温度作用下风化分解由水流冲击沉积而形成。
主要成分为,质地纯净的硅砂为白色,其中若含有少量杂质(,其中极其有害,会使玻璃着色进而影响透明度)。
硅砂中的杂质成分对产物玻璃的影响:
- 长石、高岭石、白云石:无害
- 赤铁矿,钛铁矿:强烈着色
- 某些重金属矿物(铬铁矿等):熔点高、化学性能稳定,使玻璃难以熔化并产生黑色疙瘩
(2)脉石英
火成岩,质地坚硬,为显晶质
外观:纯白色、半透明、油脂光泽、断面呈贝壳状
含量达99%
生产日用细瓷、耐火硅砖
显晶质和隐晶质
显晶质:矿物结晶颗粒肉眼/放大镜下可见,一般透明度高,有光泽
隐晶质:矿物结晶颗粒肉眼/放大镜下不可见,有不同颜色、纹理,有光性反应
(3)砂岩
石英颗粒和胶结物质在高温下胶结形成的碎屑沉积岩。
外观:淡黄色、淡红色、铁染严重的情况下为红色
(4)石英岩
硅质砂石经变质作用而使石英颗粒再结晶形成的变质岩
硬度大、不易破碎
制造陶瓷和高级玻璃制品
(5)燧石(火石)
含的溶液经化学沉积在岩石夹层或岩石中形成的隐晶质
呈层状、结核状,硬度较高
制作研磨材料、球磨机内衬等,品质好的燧石代替制作细陶瓷坯、釉的石英原料
(6)硅藻土
溶解在水里的被微细的硅藻类水生物吸收、沉积和演变而成的矿物。
本质:含水的非晶质,常含有少量黏土。
具有可塑性,较多孔隙。
制备轻质砖、过滤体、绝热材料等多孔陶瓷的重要原料。
石英砂(硅砂) | 脉石英 | 砂岩 | 石英岩 | 燧石(火石) | 硅藻土 | |
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形成 | 石英石、长石在水、二氧化碳、温度作用下风化分解由水流冲击沉积而形成 | 火成岩 | 石英颗粒和胶结物质在高温下胶结形成的碎屑沉积岩。 | 硅质砂石经变质作用而使石英颗粒再结晶形成的变质岩 | 含的溶液经化学沉积在岩石夹层或岩石中形成的隐晶质 | 溶解在水里的被微细的硅藻类水生物吸收、沉积和演变而成的矿物 |
外观 | 质地纯净的硅砂为白色,其中少量杂质会使玻璃着色进而影响透明度 | 纯白色、半透明、油脂光泽、断面呈贝壳状 | 淡黄色、淡红色、铁染严重的情况下为红色 | 呈层状、结核状 | 较多孔隙 | |
含硅量 | 主要成分为 | 含量达99% | 含水的非晶质,常含有少量黏土 | |||
性能 | 质地坚硬 | 硬度大、不易破碎 | 硬度较高 | 具有可塑性 | ||
制备 | 玻璃 | 生产日用细瓷、耐火硅砖 | 制造陶瓷和高级玻璃制品 | 制作研磨材料、球磨机内衬等,品质好的燧石代替制作细陶瓷坯、釉的石英原料 | 制备轻质砖、过滤体、绝热材料等多孔陶瓷的重要原料 |
2.1.2 石英类原料的应用
2.1.3 石英的晶型转化
石英的晶型转化:石英类原料在加热过程中,发生复杂的多晶转变,伴随着体积变化。
石英的晶型转化可以分为:高温型转变(重建型转变)和低温型转变(位移型转变)。
从上图可以看到高温型转变和低温型转变的温度和体积变化特征。
高温型转变
转化速率慢,体积变化率大,容易调控,对制品的稳定性影响小。
低温型转变
体积变化率小,但是由于转变速率快,较小的体积变化率可能导致不均匀应力导致制品开裂,影响产品质量。
所以,我们需要抑制低温型转变的发生。