高嶺石的晶體化學(xué)式為2SiO2·Al2O3·2H2O,其理論化學(xué)組成為46.54%的SiO2,39.5%的Al2O3,13.96%的H2O。高嶺土類礦物屬于1:1型層狀硅酸鹽,晶體主要由硅氧四面體和紹氫氧八面體組成,其中硅氧四面體以共用頂角的方式沿著二維方向連結(jié)形成六方排列的網(wǎng)格層,各個(gè)硅氧四面體未公用的尖頂氧均朝向一邊;由硅氧四面體層和招氧八面體層公用硅氧四面體層的尖頂氧組成了1:1型的單位層。
性狀:多無光澤,質(zhì)純時(shí)顏白細(xì)膩,如含雜質(zhì)時(shí)可帶有灰、黃、褐等色;外觀依成因不同可呈松散的土塊狀及致密狀態(tài)巖塊狀,具有可塑性,濕土能塑成各種形狀而不致破碎,并能長期保持不變。
密度:2.54-2.60 g/cm3。
熔點(diǎn):約1785℃。
以高嶺土礦床成因?yàn)榛A(chǔ),根據(jù)不同成礦作用所體現(xiàn)的成礦地質(zhì)、地理?xiàng)l件、礦床規(guī)模、礦體形態(tài)和賦存特征、礦石物質(zhì)組分等方面的差異,《高嶺土礦地質(zhì)勘探規(guī)范》將中國高嶺土礦床劃分為三種類型、六種亞類型。
1、風(fēng)化型:又分為風(fēng)化殘積亞型和風(fēng)化淋積亞型;
2、熱液蝕變型:又分為熱液蝕變亞型和現(xiàn)代熱泉蝕變亞型;
3、沉積型:又分為沉積和沉積-風(fēng)化亞型及含煤地層中高嶺石粘土巖亞型。
結(jié)合性指高嶺土與非塑性原料相結(jié)合形成可塑性泥團(tuán)并具有一定干燥強(qiáng)度的性能。結(jié)合能力的測(cè)定,是在高嶺土中加入標(biāo)準(zhǔn)石英砂(其質(zhì)量組成0.25—0.15粒級(jí)占70%,0.15—0.09mm粒級(jí)占30%)。以其仍能保持可塑泥團(tuán)時(shí)的高含砂量及干燥后的抗折強(qiáng)度來判斷其高低,摻入的砂越多,則說明這種高嶺土結(jié)合能力就越強(qiáng)。通常凡可塑性強(qiáng)的高嶺土結(jié)合能力也強(qiáng)。
干燥收縮指高嶺土泥料在失水干燥后產(chǎn)生的收縮。高嶺土泥料一般在40—60℃至多不超過110℃溫度下就發(fā)生脫水而干燥,因水分排出,顆粒距離縮短,試樣的長度和體積就要發(fā)生收縮。干燥收縮分線收縮和體收縮,以高嶺土泥料干燥至恒重后長度及體積變化的百分?jǐn)?shù)表示。高嶺土的干燥線收縮一般在3—10%。粒度越細(xì),比表面積越大,可塑性越好,干燥收縮越大。同一類型的高嶺土,因摻合水的不同,其收縮也不同,多者,收縮大。在陶瓷工藝中,干燥收縮過大,坯體容易發(fā)生變形或開裂。
陶瓷不僅對(duì)高嶺土的可塑性、結(jié)合性、干燥收縮、干燥強(qiáng)度、燒結(jié)收縮、燒結(jié)性質(zhì)、耐火度及燒后白度等有嚴(yán)格要求,而且涉及到化學(xué)特性,特別是鐵、鈦、銅、鉻、錳等致色元素的存在,使燒后白度降低,產(chǎn)生斑點(diǎn)。
對(duì)高嶺土的粒度要求一般是越細(xì)越好,使瓷泥具有良好的可塑性和干燥強(qiáng)度,但對(duì)要求快速澆鑄、加快注漿速度和脫水速度的澆鑄工藝,需提高配料的粒度。此外,高嶺土中高嶺石結(jié)晶程度的差異,也將明顯影響瓷坯的工藝性能,結(jié)晶程度好,則可塑性、結(jié)合能力就低,干燥收縮小,燒結(jié)溫度高,其雜質(zhì)含量也減少;反之,則其可塑性就高,干燥收縮大,燒結(jié)溫度較低,相應(yīng)雜質(zhì)含量也偏高。