1.长石的主要类型
长石是地壳中分布最广的造岩矿物,是一种碱金属或碱土金属的无水铝硅酸盐,主要的类型有四种:钾长石、钠长石、钙长石、钡长石在自然界中,长石很少单独出产,通常含于花岗岩或其他岩石中。四种长石在自然界中以前三种居多,后者少见。由于他们结构相似,因此可以混合形成固熔体。且有一定的互熔规律:
(1)钾长石与钠长石在高温下形成连续固溶体但温度降低固熔体会分开;
(2)钠长石与钙长石可任何比例混溶(形成斜长石);
(3)钾长石与钙长石任何情况下均不混溶;
(4)钾长石与钡长石可形成不同比例的固溶体。
由于长石的互溶性能形成很多种固溶体,但最重要的有两种:钾钠长石和钠钙长石,这是按它们的化学组成和结晶化学特点所得出的两个系列。
①钾钠长石:它是在高温下形成的连续固溶体且在不同的温度范围之内能形成三种同质多象变体:透长石(温度900℃~950℃,含钠长石50%),正长石(温度650℃~900℃,含钠长石30%),微斜长石(温度650℃以下,含钠长石20%)。由于微斜长石含钠含量最低,故熔融温度范围比其他长石宽,而且熔体黏度大,熔化温度慢,作为熔剂加入到陶瓷坯体中有利于坯体在高温下不易变形。
②钠钙长石:它按其组成不同可形成三种连续固熔体的类质同象系列:钠长石(含钙长石<10%),斜长石(含钙长石10%~90%),钙长石(含钙长石>90%)。
2.长石的一般性质
钾长石:一般呈粉红色或肉红色,个别的呈灰白色、灰色、浅黄色。相对密度2.56~2.59 g/cm3,莫氏硬度6~6.5,理论熔点1220℃。钠长石:一般呈白色或灰白色,相对密度2.61~2.64g/cm3,莫氏硬度6~6.5,理论熔点1100℃。(www.xing528.com)
3.长石的熔融特性
长石在陶瓷坯料中是作为熔剂使用的,起助熔作用,因此长石最主要的特性就是熔融特性。虽然长石是一种结晶物质,但没有一个固定的熔点。这主要还是因为它是几种长石的混熔物,又含有一些石英,云母等杂质。因此只能在一个范围之内发生软化熔融。如:钾长石的熔融温度为1130℃~1450℃,钠长石为1020℃~1250℃,钙长石为1250℃~1550℃。
可以看出钾长石熔融温度并不是很高,但温度范围很宽,它熔融后易形成黏度大的熔体,并随温度升高黏度逐渐降低。在生产中有利于烧成控制和防止变形。钠长石开始熔融温度较钾长石低,故温度范围窄,在高温时对石英,黏土的溶解速度快,溶解度大,所以用于配釉较为合适。钙长石的熔化温度虽然较高,但是高温下溶液不透明,黏度也小,冷却时易析晶,化学稳定性差。
4.长石在陶瓷生产中的作用
长石在陶瓷原料中是作为熔剂使用的,因而长石在陶瓷生产中的作用主要表现为它的熔融与溶解其他物质的性质,具体如下:
(1)常温时起到减粘的作用。长石与石英一样是非可塑性原料,在坯体中起瘠化作用,可缩短干燥时间,减少干燥收缩和变形。
(2)高温时起助熔作用。长石在高温下熔融,形成黏稠的玻璃熔体,长石是坯料中碱金属氧化物的主要来源,能减低陶瓷坯体的烧结温度,有利于成瓷和降低烧成温度。熔融后的长石熔体能溶解部分高岭土分解产物和石英颗粒,能促进高岭土残余物的颗粒相互扩散渗透,因而加速莫来石晶体的形成和发育,赋予坯体一定的机械强度和化学稳定性。
(3)长石熔融成玻璃态后,填充于各结晶颗粒之间,有助于坯体致密和减少空隙,有助于瓷坯的机械性能和电气性能的提高,并改善瓷的透明度和敲击时的声响。
(4)长石在釉料中是主要熔剂。
表1-2 我国部分长石的化学成分(%)
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