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【生活中的粉體】陶瓷科普之原材料:黏土的來源及分類

返回列表 來源: 發(fā)布日期: 2023-09-12 訪問量:

陶瓷是以黏土為原料,經(jīng)過造型加工,高溫?zé)瞥筛鞣N器物。人們最常見的磚瓦、花盆、花瓶、餐具、茶具到洗手間的潔具等都稱為陶瓷。這些器物之間的區(qū)別是使用了不同的材料、不同的成型方法、不同的燒成溫度。

1.黏土的來源

除了水、空氣與動(dòng)物、植物、在人類生活的地球上最豐富的物質(zhì)就是山脈、巖石和黏士。許多億年前,地球原來是一個(gè)火球?;鹎虮砻媛鋮s,并受到內(nèi)部壓力的擠壓以后就形成了山脈、巖石和黏土。

從技術(shù)上來說,從高山到海底,幾平所有的山脈,巖石和黏土都是制作陶資的原料,其主要成分是氧化鋁(礬土)硅石和水三者結(jié)合的材料。因此,網(wǎng)瓷工業(yè)又稱為硅酸鹽。

此外,還有鐵、鉀、鈉、鎂、鈣、鈦等礦物質(zhì),這八種元素占地殼總量的 97.13%,陶瓷工業(yè)主要原料。

陶瓷原礦中一部分就是以巖石狀態(tài)存在的。另一部分巖石經(jīng)過成干上萬年的風(fēng)吹雨打,分化成粉末狀的顆粒,堆積起來就成了黏土。這種就地堆積的黏土稱為原始上。長年累月,原始土被風(fēng)力和雨水從高山帶到遠(yuǎn)方,沉淀在地面、河床和海底。這種遠(yuǎn)離母巖的黏土稱為沖積土。

一般來說,沖積土由于得到了進(jìn)一步的分化,并摻和了一些有機(jī)物質(zhì),故較原始土細(xì)膩、具可塑性。黏土幾乎無所不在。

一般來說,地上最表面被植物覆蓋的、含有大量有機(jī)物質(zhì)的0.07米至0.33米的表面泥士,稱為土壤。有些氣候干燥、人跡罕見的地區(qū),黏土也可能就裸露在地面。土壤中混雜著各種植物根莖與動(dòng)物、昆蟲尸體、糞便,土壤不適合作為陶瓷材料。因此,一般距地表深度一米以上的純凈黏土或巖石才是陶瓷的主要原料。

黏土挖出來后沒有經(jīng)過加工處理的稱為生土。早期大部分低溫陶器、傳統(tǒng)的低溫磚瓦都是用生土制作燒成的,今天世界各地的原住民陶器也是用生土做成的。

2.黏土的分類

從地質(zhì)學(xué)的角度來說,所有的天然黏土一般分為五類。

1)瓷土

形成于山腳下最原始的第一層黏土,幾乎沒有雜質(zhì)。它燒成后的顏色最白、最耐熱、最不具塑性,在地球上也最為罕見,我們稱這種黏土為高嶺土或者瓷土。

那些并未從它形成的地方遷移過的黏土是“原始”或“原生”的,因此也叫原生高嶺土。一旦原生高嶺土經(jīng)由自然力所帶走,就會(huì)造成污染,黏土的塑性就會(huì)在此過程中得以提高,燒成的顏色也會(huì)帶點(diǎn)米白色。我們稱那些遷移過的黏土為“次生黏土”或“二次黏土”。次生高嶺土并不稀有,它的可塑性比原生瓷土強(qiáng)。

這兩類高嶺土在1740℃~1785℃的高溫下燒成時(shí),都會(huì)變得堅(jiān)硬、密實(shí),并呈現(xiàn)出玻璃般的質(zhì)地。瓷土多見于亞洲、英國、德國以及美國東南部地區(qū)。

2)球黏土

球黏土的純度僅次于瓷土,是所有黏土中可塑性最高的,它們多為次生黏土,且通常受水遷移。由于細(xì)粒度、受水遷移及經(jīng)巖石打磨的特性,這些燒成后幾乎呈白色的球黏土在干燥和燒成時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的收縮率,在1200℃-1370℃之間會(huì)變得十分密實(shí)。高嶺土和球黏土是制作瓷器的兩種常見原料。

3)耐火黏土

耐火黏土多見于山間及沙漠地帶,是制作瓷器的主要原料。這種黏土的粗粒度不同,因其形成物不同,它們的形狀或扁平或圓形。耐火黏上綜了黏土分子以外,還包含額外的流離態(tài)二朝化硅。

這類黏土燒成時(shí)會(huì)星現(xiàn)出米色,黃褐色、金色、紅色、棕色,多數(shù)會(huì)在1205℃~1260℃之間變得密實(shí),并呈現(xiàn)出玻璃般的質(zhì)地。

陶藝家喜歡這類黏土的原因是因?yàn)樗鼈兙哂许g性、強(qiáng)度高,并且能夠直立無礙。耐火黏土在工業(yè)上可被用來制作耐火磚、煙囪內(nèi)襯、高爐和其他重黏土產(chǎn)品。

4)粗陶土

地質(zhì)學(xué)家對這類黏士議論紛的——這真算得上是一種天然黏土嗎?所謂的粗陶土十分稀少,美國有喬丹——尚末開采、伯萊因和蒙茅斯三種。歐洲及中國、日本、印度也發(fā)現(xiàn)了另外一些粗陶土。

粗陶土兼具球黏土和耐火黏土的特性,它們的可塑性非常強(qiáng),在1205℃~1260℃燒成后會(huì)變得十分密實(shí),顏色從米白色至棕色都有。

5)地表黏土

地球上最常見的黏土,它在你的腳下無處不在,因此理所當(dāng)然地被稱為地表黏士。它們所含的雜質(zhì)很多,并經(jīng)歷了幾百萬年的自然遷移,致使它們的可塑性非常強(qiáng),一般情況下,不用添加任何助熔劑或填料,完全由其自身就能制作出一個(gè)“坯體”。

所有的土著社會(huì)都會(huì)使用常見的地表黏土,加入很少或者干脆不加輔助劑,制作一些功能性容器、人物雕像、磚塊和水管。

通常燒成的地表黏土呈銹紅色,但是常見的地表黏土能根據(jù)其在土地里所混合的金屬氧化物,燒成除了白色以外的任何顏色。

不同于泥土,黏土與水混合后,會(huì)形成一塊可塑坯料,能夠塑造成任何形狀,并且能保持不變。大多數(shù)黏土烘干后,體積會(huì)縮小10%,并在燒成過程中再一次縮水。

若在700℃左右的高溫下篝火燒成,所有天然黏土都會(huì)變得堅(jiān)硬耐用,但是相較于將飲料盛入一般容器里,它或許不能長時(shí)間儲存液體。這就是最早的陶器。

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