优秀的陶瓷原料-石英

石英是一种非塑性原料，在室温下是一种稳定的矿物质。它与粘土在高温下产生的莫来石晶体赋予瓷器较高的机械强度和化学稳定性，并能增加坯体的半透明度。它是制备白釉的好原料。

结晶和形状美观的石英石可以作为眼镜和珍贵的工艺品。利用石英晶体的压电性，可以在无线工业中制造频率稳定器和石英滤波器。可制作各种透镜、反射器、光谱管、导光管和光学仪器中的棱镜、偏光镜等。水热温差法已广泛用于制造压电元件。在化学工业中，石英可用于耐酸耐温仪器和器皿;在电气工业中，石英常被用作优良的绝缘材料;石英石也是石英玻璃、搪瓷和耐火砖制造业的优良原料;熔炼石英的突出性能也广泛应用于冶金、食品、制药和造纸工业。出口石英石(砂)多用于冶金和耐火材料行业。

石英在瓷坯中的作用。

(1)石英原料是一种贫瘠的原料，对常温下陶瓷坯体的加热有重要影响。燃烧前，石英可以调节坯料中泥浆的可塑性，减少干燥过程中的收缩，缩短干燥时间，防止坯体变形(包括变形和坍塌)。

在烧成升温过程中，石英晶型变化，体积膨胀，可以抵消坯体的部分收缩。由于石英晶型的变化会导致体积的变化，在加热和冷却过程中应仔细控制冷却和加热速度，以避免产品开裂。

(3)烧成时，石英的加热膨胀适当抵消了坯料的烧成收缩;而且，当玻璃相大量出现时，石英成为陶瓷的骨架，可以防止坯体在烧成时弯曲变形。

(4)高温中化学亲和力强，能与其他氧化物化合，高温中液相粘度高，增加坯体结合能力。

(5)增加坯体的机械强度和透明度。

二、石英在瓷釉中的作用

(1)石英在釉中被更多的易熔物CaO、Na2O、K2O和MgO熔化，形成透明石英玻璃，使釉面明亮，提高釉面光泽度。

(2)釉中石英热膨胀系数小，耐热性好。

(3)石英软化温度高，高温下液相粘度高。

(4)石英可以增加釉面的机械强度，提高釉面的硬度，使瓷晶耐磨，化学稳定性好，不受酸的侵蚀。

(5)能使釉面透明明亮。

釉面砖生产中，坯体中的石英用量一般为10-20%，一次烧成釉面砖的坯体中的石英用量较少，一般为10-15%，釉面熔块中的石英用量为20-40%。白坯对石英的纯度要求较高，而有色坯可以使用纯度较低的石英。石英不直接添加到一次烧成墙地砖的坯体中，而是用粘土引入SiO2。

三、石英在烧成过程中的晶型转变。

(1)石英晶型低温快速转化:转化温度低，晶体表内同时转化，转化速度快，转化方向可逆，转化前后坯体体积变化不大，对坯体加热过程影响较大:

1、β-石英可逆转化为α-石英，转化温度为573℃，体积膨胀0.82%;

2、γ-鳞石英可逆转化为β-鳞石英，转化温度为117℃，体积膨胀0.20%;

3、β-鳞石英可逆转化为α-鳞石英，转化温度为163℃，体积膨胀0. 20%;

4、β-方石英可逆转化为α-方石英，转化温度为180-270℃，体积膨胀2.80%;

(2)石英晶型高温转化缓慢:转化温度高，由表面向内转化，转化过程缓慢。转化过程中体积变化较大。由于转化缓慢，相液缓冲，对坯体加热过程中的开裂影响不大:

a、α-石英可逆转化为α-鳞石英，转化温度870℃，体积膨胀16%;

α-鳞石英可逆转化为α-方石英，转化温度为1470℃，体积膨胀4.7%;

C、α-石英可逆转化为熔融石英，转化温度为1713℃，体积膨胀0.1%;

体积膨胀时，体积膨胀会形成张应力，体积膨胀越多，张应力越大。这种应力往往是陶瓷制品在燃烧过程中开裂的原因之一。因此，在制定陶瓷产品烧成周期时，往往在石英晶型变化的温度范围内采用慢速加热，尤其是在体积膨胀较大的晶型砖边温度范围内，以免产品因体积变化过大而开裂。

在这里，需要注意的是，在陶瓷产品燃烧后的冷却过程中，由于钢坯中残留的石英颗粒的晶体形状变化，不能在高温阶段冷却，而应在低温阶段慢慢冷却，否则容易导致产品爆裂，功亏一篑，更应注意厚产品和高SiO2含量配方的产品。