第五章表面与界面第二讲ppt课件

5.3.55.3.5、吸附与表面改性（一）吸附（一）吸附 1、定义：、定义：吸附是一种物质的原子或分子附着在另吸附是一种物质的原子或分子附着在另一物质表面的现象。一物质表面的现象。因为新表面具有较强的表面张力，能迅速地从空因为新表面具有较强的表面张力，能迅速地从空气中吸附气体或其它物质来满足它的要求。气中吸附气体或其它物质来满足它的要求。水泥工业中用到的减水剂、助磨剂等与吸附有关。水泥工业中用到的减水剂、助磨剂等与吸附有关。2、常用的吸附剂常用的吸附剂硅胶、活性氧化铝、活性炭、硅胶、活性氧化铝、活性炭、分子筛分子筛等。等。分子筛是指具有均匀的微孔，其孔径与一般分子筛是指具有均匀的微孔，其孔径与一般分子大小相当的一类物质。分子筛的应用非分子大小相当的一类物质。分子筛的应用非常广泛，可以作高效干燥剂、选择性吸附剂、常广泛，可以作高效干燥剂、选择性吸附剂、催化剂、离子交换剂等。催化剂、离子交换剂等。5.3.5、吸附与表面改性（一）吸附 分13、吸附膜对表面的影响、吸附膜对表面的影响（1）降低固体表面能；）降低固体表面能；（2）降低材料的机械强度；）降低材料的机械强度；（3）影响金属材料表面的电子发射特性和表面特）影响金属材料表面的电子发射特性和表面特性；性；（4）调节固体表面的摩擦和润滑。）调节固体表面的摩擦和润滑。（二）表面改性（二）表面改性表面改性：表面改性：利用固体表面吸附特性通过各种表面处利用固体表面吸附特性通过各种表面处理改变固体表面的结构和性质，以适应各种预期的理改变固体表面的结构和性质，以适应各种预期的要求。要求。表面改性实质：表面改性实质：改变固体表面结构状态和官能团。改变固体表面结构状态和官能团。3、吸附膜对表面的影响2 方法：方法：最常用的是采用各种有机表面活性剂。最常用的是采用各种有机表面活性剂。表面活性剂表面活性剂：能够显著降低体系的表面（或界面）：能够显著降低体系的表面（或界面）张力的物质，如润湿剂、乳化剂、张力的物质，如润湿剂、乳化剂、分散剂、塑化分散剂、塑化剂、减水剂剂、减水剂、去污剂等、去污剂等表面活性剂分子结构表面活性剂分子结构极性亲水基极性亲水基羟基羟基OH、羧基、羧基COOH、磺酸、磺酸基基SO3H、磺酸钠基、磺酸钠基SO3Na、氨基、氨基NH等基等基团；团；非极性憎水基非极性憎水基（亦称亲油基）（亦称亲油基）各种链烃、芳各种链烃、芳烃等基团。烃等基团。憎水基越长，分子量越大，其水溶性憎水基越长，分子量越大，其水溶性越差。越差。方法：最常用的是采用各种有机表面活性剂。3无机材料工业中的表面改性实例u陶瓷工业陶瓷工业 提高提高泥泥浆流动性和悬浮稳定性浆流动性和悬浮稳定性 Al2O3高温结构陶瓷高温结构陶瓷 Al2O3粉粉（表面亲水）（表面亲水）石蜡石蜡定型剂（亲油）定型剂（亲油）泥泥浆 表面改性剂：表面改性剂：油酸油酸 Al2O3粉粉表面亲水性表面亲水性亲油性亲油性无机材料工业中的表面改性实例 陶瓷工业 提高泥浆流动4CaTiO3高频电容器陶瓷高频电容器陶瓷 CaTiO3粉粉（表面亲油）（表面亲油）水水成型剂成型剂 泥泥浆 表面改性剂：表面改性剂：烷基苯磺酸钠烷基苯磺酸钠 CaTiO3表面亲油性表面亲油性 亲水性亲水性CaTiO3高频电容器陶瓷 CaTiO3表面亲油性 亲水性5第五章表面与界面第二讲ppt课件6u水泥工业水泥工业 提高砂提高砂浆悬浮稳定性及和易性浆悬浮稳定性及和易性 砂水泥水砂水泥水拌和混凝土浆体拌和混凝土浆体 表面改性剂：表面改性剂：减水剂减水剂阴离子型表面活性剂阴离子型表面活性剂减水剂作用机理减水剂作用机理 水泥工业 提高砂浆悬浮稳定性及和易性减水剂作用机理 75.4.1 5.4.1 绪论绪论一、胶体的概念一、胶体的概念 胶体胶体：是物质存在的一种状态，是一种分散体系，分是物质存在的一种状态，是一种分散体系，分散质粒子（直径）在散质粒子（直径）在 1 nm-100 nm 之间的分散系。之间的分散系。分散系分散系：由一种（或几种）物质以粒子形式分散到另一：由一种（或几种）物质以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物。种物质里所形成的混合物。分散质分散质：分散系中分散成粒子的物质。：分散系中分散成粒子的物质。分散剂分散剂：分散系中粒子分散在其中的物质。：分散系中粒子分散在其中的物质。5.4 5.4 胶体分散体系与纳米材料中的应用胶体分散体系与纳米材料中的应用 胶体化学研究的对象主要是高度分散的多相系统胶体化学研究的对象主要是高度分散的多相系统胶体化学研究的对象主要是高度分散的多相系统胶体化学研究的对象主要是高度分散的多相系统5.4.1 绪论一、胶体的概念 胶体：是物质存在的一种状态8例如：例如：小小水水滴滴+空空气气=云云雾雾，其其中中小小水水滴滴是是分分散散质，空气是分散剂。质，空气是分散剂。二氧化碳二氧化碳+水水=汽水汽水，其中二氧化碳是分，其中二氧化碳是分散质，水是分散剂散质，水是分散剂。根据分散体系中被分散的物质（分散相，根据根据分散体系中被分散的物质（分散相，根据粒子的线度）的大小，可把分散系分为：粒子的线度）的大小，可把分散系分为：粗分散系粗分散系胶体分散系胶体分散系分子、离子分散系（溶液）分子、离子分散系（溶液）例如：9 几种分散系的比几种分散系的比较 分散系分散系 溶液溶液 胶体胶体 悬悬(乳乳)浊液浊液 10-7m 分子或离子分子或离子 分子集合体分子集合体 固体颗粒固体颗粒 或高分子或高分子 液体珠粒液体珠粒 均匀、透明均匀、透明 较均匀、透明较均匀、透明 不均匀、浑浊不均匀、浑浊稳定稳定 比较稳定比较稳定 沉淀或分层沉淀或分层透过透过 透过透过 不能透过不能透过透过透过 不能透过不能透过 不能透过不能透过透过透过 能透过且散射能透过且散射 一般不透过一般不透过 分散质分散质 微粒直径微粒直径外观外观 稳定性稳定性滤纸滤纸 半透膜半透膜光线照射光线照射 几种分散系的比较 分散系 溶液10 二、胶体的性质二、胶体的性质11）丁达）丁达尔现象象从垂直于光源方向可以看到胶体里出从垂直于光源方向可以看到胶体里出现一条光亮的一条光亮的“通路通路”，这是是由于胶体微粒由于胶体微粒对光光线的的散射散射而形成的。而形成的。这种种现象叫做象叫做丁达丁达尔现象象。只有溶胶才有比只有溶胶才有比较明明显的乳光，并且的乳光，并且浓度越大散射光的度越大散射光的强度越大。度越大。二、胶体的性质 1）丁达尔现象从垂直于光源方11 2）电泳泳现象象 胶体微粒胶体微粒带电，因此，在外，因此，在外电场的作用下，能在分的作用下，能在分散散剂里向阳极或阴极作定向运里向阳极或阴极作定向运动，这种种现象叫象叫电泳。泳。电泳泳吸附正吸附正电荷电荷吸附负吸附负电荷电荷向阴极向阴极移动移动向阳极向阳极移动移动Al(OH)3Fe(OH)3H2SiO3As2S3 2）电泳现象 胶体微粒带电，因12第五章表面与界面第二讲ppt课件13 三、胶体的分类三、胶体的分类按照分散剂的状态不同可分为按照分散剂的状态不同可分为 液溶胶分散剂为液体液溶胶分散剂为液体Fe(OH)3胶体胶体 气溶胶分散剂为气体烟、云、雾气溶胶分散剂为气体烟、云、雾固溶胶固溶胶 分散剂为固体分散剂为固体 水晶、有色玻璃水晶、有色玻璃 14我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物黏土水系统黏土水系统：指黏土粒子分散在水介质中所形指黏土粒子分散在水介质中所形成的泥浆或泥团系统，是介于胶体悬浮液粗成的泥浆或泥团系统，是介于胶体悬浮液粗分散体系之间的一种特殊状态。分散体系之间的一种特殊状态。一、一、黏土胶体黏土胶体 胶体胶体：物质分散度在：物质分散度在1100nm范围内的一种范围内的一种分散体系分散体系分散相（分散物质：颗粒、纤维、分散相（分散物质：颗粒、纤维、薄膜）分散介质薄膜）分散介质 分散相分散相：有很高分散度，比表面积远大于常：有很高分散度，比表面积远大于常态物质，因而带来一系列表面物化性质。态物质，因而带来一系列表面物化性质。胶体粒子：胶体粒子：1100nm黏土水系统：指黏土粒子分散在水介质中所形成的泥浆或泥团系15我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物5.4.1.1黏土的荷电原因及荷电性黏土的荷电原因及荷电性 黏土晶格中的同晶取代黏土晶格中的同晶取代Al3+进入到硅氧四面体中取代进入到硅氧四面体中取代Si4+的位置，为保持的位置，为保持电中性，层间吸附电中性，层间吸附K+、Na+等，此时的黏土加水，等，此时的黏土加水，K+、Na+进入水介质中，黏土荷电。进入水介质中，黏土荷电。n荷电原因：同晶取代荷电原因：同晶取代n荷电性：板面负电荷荷电性：板面负电荷n荷电量：与同晶取代量，吸附正离子的性质有关。荷电量：与同晶取代量，吸附正离子的性质有关。5.4.1.1黏土的荷电原因及荷电性 黏土晶格中的同晶取代16我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 表面腐殖质解理表面腐殖质解理黏土表面含有很多的有机质，这些有机质中的羧黏土表面含有很多的有机质，这些有机质中的羧基和酚羟基水解，形成基和酚羟基水解，形成H+、OH-、COO-，尤其当，尤其当pH8时，有利于水解的进行，荷负电。时，有利于水解的进行，荷负电。荷电原因：表面有机质解离，荷电原因：表面有机质解离，H+进入介质，黏土进入介质，黏土板面荷负电。板面荷负电。荷电量：与有机质含量、介质的荷电量：与有机质含量、介质的pH值有关。值有关。表面腐殖质解理17我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 颗粒边棱的价键断裂颗粒边棱的价键断裂高岭石价键断裂使边棱带正电或高岭石价键断裂使边棱带正电或负电负电 酸性介质中（酸性介质中（pH6）：边棱）：边棱带正电带正电+1价；价；中性介质中（中性介质中（pH7）：边棱不）：边棱不带电；带电；碱性介质中（碱性介质中（pH8）：边棱）：边棱带负电带负电-2价价。黏土正负电荷代数和是黏土净电黏土正负电荷代数和是黏土净电荷。由于黏土负电荷远大于正电荷。由于黏土负电荷远大于正电荷，则主要带负电荷；荷，则主要带负电荷；黏土粒子荷电性是黏土水系统黏土粒子荷电性是黏土水系统具有一系列胶体性质的主要原因具有一系列胶体性质的主要原因之一。之一。颗粒边棱的价键断裂18我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 5.4.1.2 黏土的离子交换黏土的离子交换 1.离子交换离子交换 用一种离子取代原先吸附于黏土上的另一种离子。用一种离子取代原先吸附于黏土上的另一种离子。（1）特点）特点1）同号离子相互交换；）同号离子相互交换；2）离子以等当量（或等电量）交换；）离子以等当量（或等电量）交换；3）吸附和解吸是可逆过程，其速率受离子浓度影响；）吸附和解吸是可逆过程，其速率受离子浓度影响；4）离子交换并不影响黏土本身结构。）离子交换并不影响黏土本身结构。（2）类型）类型 按黏土上原先吸附的离子所带电荷的不同，分为按黏土上原先吸附的离子所带电荷的不同，分为 阳离子交换阳离子交换 阴离子交换阴离子交换 5.4.1.2 黏土的离子交换19我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2.阳离子交换容量阳离子交换容量 离子交换能力的表征；离子交换能力的表征；主要由吸附量来决定。通常主要由吸附量来决定。通常以以pH=7时，吸附离子毫克当时，吸附离子毫克当量数量数/100g干黏土表示干黏土表示（单位：毫克当量数百克干黏土（单位：毫克当量数百克干黏土）；）；分为分为阳离子交换容量阳离子交换容量和和阴离子交换容量阴离子交换容量，如阳离子交换容，如阳离子交换容量代表黏土在一定量代表黏土在一定pH条件下的净负电荷数；条件下的净负电荷数；吸附量决定于中和表面电荷所需的吸附物的量。吸附量决定于中和表面电荷所需的吸附物的量。2.阳离子交换容量 20我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物阳离子交换容量影响因素：阳离子交换容量影响因素：（1）矿物组成）矿物组成：阳离子交换容量：蒙脱石阳离子交换容量：蒙脱石伊丽石伊丽石高岭石高岭石 阴离子交换容量：蒙脱石阴离子交换容量：蒙脱石伊丽石伊丽石高岭石高岭石（2）分散度）分散度：粒度：粒度，表比面积，表比面积，破键，破键，边棱带正负电荷总数，边棱带正负电荷总数，阴阳离子交换容，阴阳离子交换容量均升高量均升高阳离子交换容量影响因素：21我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（3）介质温度）介质温度：温度：温度，粒子碰撞次数，粒子碰撞次数，交换容量交换容量，但吸附强度，但吸附强度；（4）介质）介质pH值值：pH ，交换容量，交换容量（高（高岭石明显）；岭石明显）；（5）有机质含量）有机质含量：有机质含量：有机质含量，负电量，负电量，交换容量，交换容量；（6）黏土矿物结晶完整程度）黏土矿物结晶完整程度：结晶完整程：结晶完整程度度，交换容量，交换容量（高岭石明显，因为结晶（高岭石明显，因为结晶越差，同晶取代量增加）越差，同晶取代量增加）（3）介质温度：温度，粒子碰撞次数，交换容量，但吸附22我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.离子的置换能力离子的置换能力（1）阳离子置换能力）阳离子置换能力 阳离子置换能力由离子吸附能力决定阳离子置换能力由离子吸附能力决定 电价相同时：电价相同时：Li+Na+K+NH4+离子半径离子半径 增大增大 水化半径水化半径 减小减小 吸附能力吸附能力 上升上升 电价不同时：电价不同时：Na+Ca2+Al3+电荷数电荷数 上升上升 吸附能力吸附能力 上升上升3.离子的置换能力 23我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物按照吸附能力（或结合能力）将阳离子排成按照吸附能力（或结合能力）将阳离子排成顺序：顺序：H+Al3+Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+NH4+K+Na+Li+高价离子的吸附能力强，置换顺序在前。高价离子的吸附能力强，置换顺序在前。同价离子半径大，水化半径小的在前。同价离子半径大，水化半径小的在前。H+例外，因其水化半径小。例外，因其水化半径小。按照吸附能力（或结合能力）将阳离子排成顺序：H+Al3+24我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（2）阴离子置换能力）阴离子置换能力 阴离子置换能力取决于吸附能力和阴离子阴离子置换能力取决于吸附能力和阴离子几何结构，几何结构，综合两方面作用：综合两方面作用：OHCO32P2O74IBrClNO3FSO42 阴、阳离子的置换顺序称为阴、阳离子的置换顺序称为Hofmester离子交换顺序。离子交换顺序。改变离子浓度，即增加置换离子浓度或使改变离子浓度，即增加置换离子浓度或使被置换离子生成沉淀，可改变离子置换顺被置换离子生成沉淀，可改变离子置换顺序。序。（2）阴离子置换能力 25我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物5.4.1.3 黏土胶体的电动性质黏土胶体的电动性质O2-与与OH-和水分子通过氢键结合和水分子通过氢键结合牢固结合水牢固结合水紧挨黏土表面，通过氢键与黏土离紧挨黏土表面，通过氢键与黏土离子结合并作有规则定向排列，又称吸附水膜，其子结合并作有规则定向排列，又称吸附水膜，其厚度厚度 约约310个水分子层个水分子层 松松 结结 合合 水水在牢固结合水周围，从有规则定向在牢固结合水周围，从有规则定向排列到无规则排列的过渡水层，又称扩散水膜，排列到无规则排列的过渡水层，又称扩散水膜，其厚度约其厚度约60个水分子层（个水分子层（伊丽石伊丽石高岭石高岭石g）电解质阴离子作用）电解质阴离子作用h)黏土胶粒形状和大小、表面光滑程度等黏土胶粒形状和大小、表面光滑程度等黏土吸附以下阳离子时，电位 34黏土黏土:黏土是一种颜色多样、细分散的多种含水铝黏土是一种颜色多样、细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体，还含有石英、赤铁矿、黄硅酸盐矿物的混合体，还含有石英、赤铁矿、黄铁矿等杂质。铁矿等杂质。具有具有可塑性可塑性，能塑造成各种形状，干燥后能能塑造成各种形状，干燥后能保持其形状不变，且具有一定的机械强度，煅烧保持其形状不变，且具有一定的机械强度，煅烧后能具有岩石般坚硬。后能具有岩石般坚硬。5.4.5.4.2 2 泥浆流动性和稳定性及泥料可塑性泥浆流动性和稳定性及泥料可塑性黏土:黏土是一种颜色多样、细分散的多种含水铝硅35主要化学组成：主要化学组成：SiOSiO2 2，AlAl2 2O O3 3，FeFe2 2O O3 3，TiOTiO2 2，NaNa2 2O O，K K2 2O,CaO,O,CaO,MgOMgO，灼减量（，灼减量（H H2 2O O、有机质），化学组成在一定程度、有机质），化学组成在一定程度上反映其工艺性质。上反映其工艺性质。（1 1）SiOSiO2 2 ：若以石英状态存在的：若以石英状态存在的SiOSiO2 2多时，黏土可塑多时，黏土可塑性降低，但是干燥后烧成收缩小。性降低，但是干燥后烧成收缩小。（2 2）AlAl2 2O O3 3 ：含量多，耐火度增高，难烧结。：含量多，耐火度增高，难烧结。（3 3）FeFe2 2O O3 31 1 ，TiOTiO2 2 0.50.5 ：瓷制品呈白色，：瓷制品呈白色，含量过高，颜色变深，还影响电绝缘性。含量过高，颜色变深，还影响电绝缘性。（4 4）CaOCaO、MgOMgO、K K2 2O O、NaNa2 2O O：降低烧结温度，缩小烧结：降低烧结温度，缩小烧结范围。范围。（5 5）H H2 2O O、有机质：可提高可塑性，但收缩大。、有机质：可提高可塑性，但收缩大。主要化学组成：36黏土黏土在陶瓷生产中的作用在陶瓷生产中的作用1.黏土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成形的基础。黏土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成形的基础。2.黏土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性。黏土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性。3.黏土一般呈细分散颗粒，同时具有结合性。黏土一般呈细分散颗粒，同时具有结合性。4.黏土是陶瓷坯体黏土是陶瓷坯体5.5.黏土是形成陶器主体结构和瓷器中莫来石晶体的主要黏土是形成陶器主体结构和瓷器中莫来石晶体的主要来源。来源。烧结时的主体，黏土中的烧结时的主体，黏土中的Al2O3含量和杂质含量是决定陶含量和杂质含量是决定陶瓷坯体的烧结程度、烧结温度和软化温度的主要因素。瓷坯体的烧结程度、烧结温度和软化温度的主要因素。黏土在陶瓷生产中的作用1.黏土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成形37低浓度泥浆低浓度泥浆高浓度泥浆高浓度泥浆1.泥浆的流动性和稳定性泥浆的流动性和稳定性 硅酸盐材料制造过程对泥浆的要求：硅酸盐材料制造过程对泥浆的要求：在保证足够的流动性的前提下，在保证足够的流动性的前提下，泥浆应含尽可能少的泥浆应含尽可能少的水分；水分；泥浆要求高的稳定性，静置一段时间内不发生聚沉。泥浆要求高的稳定性，静置一段时间内不发生聚沉。黏土颗粒在介质中的聚集方式黏土颗粒在介质中的聚集方式低浓度泥浆高浓度泥浆1.泥浆的流动性和稳定性 硅酸盐材料制造38改善泥浆流动性和稳定性的主要措施改善泥浆流动性和稳定性的主要措施 措施：措施：加入适量的稀释剂（电解质），加入适量的稀释剂（电解质），如水玻璃、纸浆废液等如水玻璃、纸浆废液等 电解质起稀释、凝聚作用的本质原因：改电解质起稀释、凝聚作用的本质原因：改变泥浆中胶团的双电层厚度和变泥浆中胶团的双电层厚度和 电位。电位。在泥浆中加入电解质等稀释剂可改善泥在泥浆中加入电解质等稀释剂可改善泥浆的流动性和稳定性，其机制为：浆的流动性和稳定性，其机制为：改善泥浆流动性和稳定性的主要措施 措施：加39主要机制主要机制介质呈碱性：介质呈碱性：加入碱性物质，使介质呈碱性，加入碱性物质，使介质呈碱性，黏土边面带负电荷，消除边黏土边面带负电荷，消除边面或边面或边边吸引，边吸引，同时也增加了黏土表面净电荷，使黏土颗粒间静同时也增加了黏土表面净电荷，使黏土颗粒间静电斥力增加。电斥力增加。必须有一价碱金属离子交换黏土原来吸附的必须有一价碱金属离子交换黏土原来吸附的离子：离子：自然界黏土以自然界黏土以Ca-Ca-土、土、Mg-Mg-土、或土、或H-H-土形式土形式存在，这类黏土的存在，这类黏土的-电位低。用电位低。用NaNa+交换交换CaCa2+2+、MgMg2+2+等使之转变为等使之转变为-电位高及扩散层厚的电位高及扩散层厚的Na-Na-土，土，使溶胶稳定性提高。使溶胶稳定性提高。主要机制介质呈碱性：加入碱性物质，使介质呈碱性，黏土边面带40阴离子作用：阴离子作用：阴离子与原黏土上吸附其它离子形成阴离子与原黏土上吸附其它离子形成不可溶物或形成稳定络合物，促进反应进行；不可溶物或形成稳定络合物，促进反应进行；例如：例如：Ca-土+2NaOH2Na-土+Ca(OH)2Ca-土+Na2SiO32Na-土+CaSiO3由于由于CaSiO3的溶解度比的溶解度比Ca(OH)2低于得多，因此后一低于得多，因此后一反应比前一反应更易进行。反应比前一反应更易进行。特殊作用特殊作用：聚合阴离子吸附在黏土边面上，使边：聚合阴离子吸附在黏土边面上，使边边、边边、边面改变成面面改变成面面结构，增加了流动性。面结构，增加了流动性。不同阳离子泥浆的稳定性排列顺序如下不同阳离子泥浆的稳定性排列顺序如下H+Al3+Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+NH4+K+Na+15 指标指标3.6 中塑性：中塑性：715 2.53.6 弱塑性：弱塑性：17 2.5 非塑性：非塑性：15 49我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.影响因素影响因素：（1）含水量）含水量：过多过少都不好。：过多过少都不好。a.水的作用水的作用nb.加水量加水量n2835，含水量增加，呈浆状，流动性提高，含水量增加，呈浆状，流动性提高n1825，含水量减少，呈泥料，可塑性增加，含水量减少，呈泥料，可塑性增加4.影响因素：b.加水量50我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（2）阳离子种类）阳离子种类：随阳离子置换顺序：随阳离子置换顺序：左：左右，右，吸附力降低吸附力降低，吸附层厚度减小，吸附层厚度减小，r2外移，使吸附外移，使吸附层界面斥力增加，吸引其它黏土粒子包围自己，层界面斥力增加，吸引其它黏土粒子包围自己，呈可塑性能力差，呈可塑性能力差，可塑性降低可塑性降低。（3）黏土种类及颗粒大小与形状）黏土种类及颗粒大小与形状：颗粒小，接触：颗粒小，接触点多，可塑性好；点多，可塑性好；片状结构可在层间滑移，而不片状结构可在层间滑移，而不破坏结构，可塑性好。破坏结构，可塑性好。（4）液体介质影响）液体介质影响：水介质有可塑性，有机介质：水介质有可塑性，有机介质则没有，这是由于硅酸盐亲水不亲油。则没有，这是由于硅酸盐亲水不亲油。(5)温度：温度：温度升高，触变不易建立。温度升高，触变不易建立。（2）阳离子种类：随阳离子置换顺序：左右，吸附力降低，吸51我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4.泥浆的透水性（滤水性能）泥浆的透水性（滤水性能）透水性透水性：泥浆形成固化泥层透过水的能力。：泥浆形成固化泥层透过水的能力。透水性好，坯体形成速率快。透水性好，坯体形成速率快。影响因素：影响因素：1.电解质种类及加入量电解质种类及加入量，调节稀释剂加入过量或不足：，调节稀释剂加入过量或不足：面面结合，颗粒疏松，形成毛细管，透水性好面面结合，颗粒疏松，形成毛细管，透水性好 部分边面或边边结合，颗粒紧密，透水性差部分边面或边边结合，颗粒紧密，透水性差 2.泥浆中塑性料与瘠性料配比泥浆中塑性料与瘠性料配比：塑性料：塑性料，瘠性料，瘠性料，透水性透水性 3.颗粒细度颗粒细度：粒径：粒径，透水性，透水性4.泥浆的透水性（滤水性能）透水性：泥浆形成固化泥层透过水的52我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物瘠瘠瘠瘠性性性性料料料料是是指指原原料料颗颗粒粒水水化化能能力力差差（亲亲水水性性差差）、缺缺少少吸吸附附水水膜膜，其其泥泥浆浆系系统统分分散散性性和和稳稳定定性性差差、泥泥团团系系统统可可塑塑性性差差的的原原料料。如如AlAl2 2O O3 3粉粉末末、ZrOZrO2 2粉粉末等末等 因因此此，解解决决瘠瘠性性料料的的悬悬浮浮和和塑塑化化是是获获得得具具有有优优异异性能材料的重要方面。性能材料的重要方面。5.瘠性料的悬浮与塑化瘠性料的悬浮与塑化瘠性料是指原料颗粒水化能力差（亲水性差）、缺少吸附水膜，53我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1.瘠性料的悬浮瘠性料的悬浮瘠性料悬浮的途径：瘠性料悬浮的途径：(1)、控制料浆的、控制料浆的PH值值(调调PH法法)(2)、通过有机表面活性物的吸附、通过有机表面活性物的吸附(表表 面活化法面活化法)瘠瘠性性料料的的悬悬浮浮是是对对泥泥浆浆系系统统而而言言，即即形形成成稳稳定定的的分分散散体体系系 瘠性料的塑化瘠性料的塑化是对泥团系统而言，即提高泥团的可塑性是对泥团系统而言，即提高泥团的可塑性1.瘠性料的悬浮 瘠性料的悬浮是对泥浆系统而言，即形54我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物在电子陶瓷的生产中常用的在电子陶瓷的生产中常用的AlAl2 2O O3 3、BeOBeO和和ZrOZrO2 2等瓷料都等瓷料都属于瘠性料。它们不像黏土具有塑性，必须采取工艺措属于瘠性料。它们不像黏土具有塑性，必须采取工艺措施使之能制成稳定的悬浮料浆。如：施使之能制成稳定的悬浮料浆。如：AlAl2 2O O3 3 Al2O3泥浆如是泥浆如是在酸性介质中在酸性介质中，反应如下：，反应如下：Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O AlCl3+H2O AlCl2OH+HClAlCl2OH+H2OAlCl(OH)2+HCl 控制料浆控制料浆PH值值采用控制料浆采用控制料浆PH值使泥浆悬浮的方法时，制备料浆值使泥浆悬浮的方法时，制备料浆所用的粉料一般都属于两性氧化物，如氧化铝、氧所用的粉料一般都属于两性氧化物，如氧化铝、氧化铬、氧化铁等。化铬、氧化铁等。在电子陶瓷的生产中常用的Al2O3、BeO和ZrO2等瓷料都55我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物Al2O3胶团结构胶团结构OHOHOHOHOHOHAlClAlCl2+OHOHAl2O3mAlCl2+AlClAlCl2+胶核吸附层扩散层胶核吸附层吸附层扩散层扩散层胶胶团胶粒胶粒Al2O3胶团结构OHOHOHOHOHOHAlC56我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第五章表面与界面第二讲ppt课件57我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物在在碱性介质碱性介质中：例如加入中：例如加入NaOH，Al2O3呈酸性其反应如下：呈酸性其反应如下：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2ONaAlO2=Na+AlO2-写出胶团结构写出胶团结构 胶核吸附层吸附层扩散层扩散层胶胶团胶粒胶粒在碱性介质中：例如加入NaOH，Al2O3呈酸性其反应如下：58我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二二 瘠性料的塑化瘠性料的塑化瘠性料塑化有两种途径：瘠性料塑化有两种途径：加入无机黏土类矿物加入无机黏土类矿物加入有机高分子化合物加入有机高分子化合物 n要求：具有较宽的挥发温度，这样坯体不易开裂；要求：具有较宽的挥发温度，这样坯体不易开裂；残余灰分少；不与原料发生化学反应。残余灰分少；不与原料发生化学反应。二 瘠性料的塑化要求：具有较宽的挥发温度，这样坯体不易开裂；59我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物A、无机黏土类矿物：、无机黏土类矿物：(例如膨润土例如膨润土)细细颗颗粒粒水水化化强强瘠瘠性性料料与与膨膨润润土土构构成成不不连连续续相相均均匀匀分分布布在在连连续续介介质质水水中中外外力力作作用用下下沿沿水水膜膜运动运动除去外力后靠膨润土颗粒间结合力维持原状除去外力后靠膨润土颗粒间结合力维持原状 B B、有机塑化剂：、有机塑化剂：(表面活性剂表面活性剂)表面改性：表面改性：表面物理化学吸附后增塑表面物理化学吸附后增塑如如：固固体体塑塑化化剂剂石石蜡蜡（热热塑塑性性、亲亲油油）起起粘粘结结作作用用用用于于氧氧化化铝铝瓷瓷的的定定型型剂剂（亲亲水水）；塑塑化化剂剂：油油酸酸（亲亲油油基基亲亲水水基基）将将氧氧化化铝铝表表面面改改性性为为亲亲油油以以减减少少石石蜡用量并提高浆料流动性蜡用量并提高浆料流动性A、无机黏土类矿物：(例如膨润土)60我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物瘠性料塑化常用有机塑化剂有聚乙烯瘠性料塑化常用有机塑化剂有聚乙烯醇（醇（PVA）、羧甲基纤维素（）、羧甲基纤维素（CMC）、）、聚醋酸乙烯酯（聚醋酸乙烯酯（PVAC）等。塑化机）等。塑化机理主要是表面物理化学吸附，使瘠性理主要是表面物理化学吸附，使瘠性料表面改性。料表面改性。瘠性料塑化常用有机塑化剂有聚乙烯醇（PVA）、羧甲基纤维素（61