高嶺石是一般黏土中常見的黏土礦物，(晶體顯微鏡)主要由高嶺石組成的較純凈的黏土稱為高嶺土。高嶺土首先在我國江西景德鎮(zhèn)東部的高嶺村山頭發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在國際上都把這種有利于成瓷的黏土稱為高嶺土，它的主要礦物成分是高嶺石和多水高嶺石。高嶺石的化學(xué)式為A5O·2Si0，·2H50，其質(zhì)量分數(shù)為Al，O，39.53%，Si0，46.51%，H，013.96%，其晶體構(gòu)造式是AL.（Si，O。）（OH）。
高嶺石是一種主要的黏土礦物，(硅酸鹽礦物質(zhì)顯微鏡)屬三斜晶系，空間群C1；品胞參數(shù)a=0.514nm.b=0.893nm，c=0.737mm；晶胞分子數(shù)Z=1。根據(jù)L.Smrcok，D.Gyepesova和M.Chmielova的研究得出：a:b:c=1：1.735：1.436，g=91.70°，B=104.849，y=89.83°，非中心對稱，角頂上無原子，晶棱上有4個Al原子1/4共用，晶面上有1個Al原子和2個Si原子1/2共用。晶胞中有很明顯的原子空層存在。這種結(jié)構(gòu)很好地解釋了高嶺石具有化學(xué)吸附性和空間容納性的原因。
高嶺石的結(jié)晶屬于雙層結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，(硅酸鹽顯微鏡)即每一晶層系由一層硅氧四面體[Si0.]和一層鋁氧八面體[A1O，（OH）.]通過共用的氧原子聯(lián)系在一起，晶體結(jié)構(gòu)如圖9.1所示。
高嶺石的基本結(jié)構(gòu)單元是由硅氧層和水鋁石層構(gòu)成的單網(wǎng)層，單網(wǎng)層平行疊放形成高嶺石結(jié)構(gòu)。A’‘配位數(shù)為6，其中2個是0，4個是0H，形成[A1O，（OH）。]八面體，正是這兩個0°把水鋁石層和硅氧層連接起來，水鋁石層中，AP‘占據(jù)八面體空隙的2/3。
根據(jù)電價規(guī)則計算出單網(wǎng)層中02的電價是平衡的，(礦物顯微鏡)即理論上層內(nèi)是電中性的，所以，高嶺石的層間只能靠物理鍵來結(jié)合，這就決定了高嶺石也容易解理成片狀的小晶體。但單網(wǎng)層在平行疊放時是水鋁石層的OH與硅氧層的0-相接觸，故層間靠氫鍵來結(jié)合。由于氫鍵結(jié)合比分子間力強，所以，水分子不易進入單網(wǎng)層之間，晶體不會因為水含量增加而膨脹。
高嶺石由許多具有這種雙層結(jié)構(gòu)的平行晶層組成，相鄰兩晶層通過八面體的羥基和另一層四面體的氧以氫鍵相聯(lián)系，層間結(jié)合力較弱，層理易于裂開及滑移。層間不易吸附水分子，但由于水分子的模裂作用，或外部機械應(yīng)力的作用，易使層間分離，或使粒子破壞，增加比表面積，提高分散度，增加可塑性。高嶺石晶格內(nèi)部離子是很少置換的，結(jié)晶差的晶格內(nèi)部的部分Al”‘可以被T‘或Fe’‘等所置換，產(chǎn)生不平衡鍵力，吸附其他離子，具有一定的離子交換量。在晶格破壞時，最外層邊緣上有斷鍵，電荷出現(xiàn)不平衡，才吸附其他陽離子，重新建立平衡。高嶺石結(jié)構(gòu)外表面的0日中的日可以被K’或Na‘等陽離子所取代。
高嶺石族礦物包括高嶺石、地開石、珍珠陶土和多水高嶺石等。(硅酸鹽晶體顯微鏡)地開石和珍珠陶士與高嶺石的結(jié)構(gòu)相近，主要差別在于單位晶胞內(nèi)單斜角度及c邊與b邊的大小不同，高嶺石的兩層結(jié)構(gòu)中各八面體的離子填充是一樣的，而地開石每隔一層有一些變化。珍珠陶士（即珍珠石）各層相對結(jié)構(gòu)偏移為b3，同時旋轉(zhuǎn)180°，c軸較前兩種礦物大2倍，因此比它們更能保證增強水在層間的滲透性，加大吸附作用和膨脹性質(zhì)。
多水高嶺石(硅酸鹽水泥顯微鏡)（又稱埃溶石）的分子式為Al，O，25i0，·nH，0（n=4-6），結(jié)構(gòu)與高嶺石結(jié)構(gòu)相似，只是往高嶺石的結(jié)構(gòu)晶層間充滿了按一定取向排列的水分子，稱為層間水，其數(shù)量不定，位置也不是嚴格固定的。層間水的存在使高嶺石晶體結(jié)構(gòu)沿c軸方向厚度增大，單位晶層之間的排列不如高嶺石規(guī)則，沿a、b軸方向錯開，卷曲成管狀，并疊置成管狀晶體。卷曲成管狀體的原因是由于晶片在沿a、b軸兩個方向上，里層（OH層）與外層（0層）的尺寸不同，外層長，里層短。加之由于層間水使兩晶層間的氫鍵變?nèi)?，兩晶層間發(fā)生位錯，使得它們能夠以一定的曲率半徑卷成管狀。脫水之后，晶層接近，鍵力加強，因而能展開攤平。
高嶺土中高嶺石類黏土礦物含量愈多(水泥熟料顯微鏡)，雜質(zhì)愈少，其化學(xué)組成愈接近高嶺石的理論組成，純度愈高的高嶺土其耐火度愈高，燒后愈潔白，莫來石晶體發(fā)育愈多，從而其力學(xué)強度、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性愈好。但其分散度較小，可塑性較差。反之，雜質(zhì)愈多，耐火度愈低，燒后不夠潔白，莫來石晶體較少，但可能其分散度較大，可塑性較好。
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