高嶺土的主要成分說白了就是氧化鋁和二氧化硅。
這也是大多數產高嶺土的地方,如白土鎮、饒州,同時都會產礬土的原因。
陶瓷易碎的主要原因,是各種陶瓷材料原子間結合能高,且方向性強。
由於這種結合缺乏塑性變形能力。
因此陶瓷硬度很高,但是在外力作用下,極易發生脆性斷裂。
而鋁的玻璃相鍵能比硅高,鍵長比硅長。
陶瓷中,鋁含量越高,彈性模量就越大。
提高陶瓷中的氧化鋁含量,就可顯著提高陶瓷坯體的韌性,改善脆性問題。
2020年代的智能型手機玻璃內,就添加了大量氧化鋁,提升玻璃的彈性模量,以達到更抗摔的目的。
現在對趙炎來說,無論是進一步提高滾珠的性能,還是製造更好的高鋁磚,都要更高純度的氧化鋁。
提純氧化鋁的關鍵,就是去掉礬土中,含量僅次於氧化鋁的二氧化硅。
趙炎讓趙大郎給他的馬車換了新軸承後,又給了趙大郎一個新活——幫自己做分離氧化鋁和二氧化硅的工具。
趙大郎很高興地接受了新活。
夏收和夏耕已經過去,給風車和水車加軸承的生意越來越不好做了。
今天趙大郎背了十個滾珠軸承出去,最終只給一架水車換了兩個軸承,大部分軸承都原路背了回來。
氧化鋁的密度在每立方厘米四克左右。
以石英石形式存在的二氧化硅,密度在每立方厘米二點五克左右。
兩者有差距,不過想在北宋配製出一種密度介於氧化鋁和二氧化硅之間的液體,並不現實。
飽和食鹽水的密度,也不過每立方厘米一點幾克。
直接利用密度浮選,是不現實的。
趙炎先讓趙大郎用木頭,給他製造了一個攪拌器。
將氧化鋁和二氧化硅粉碎之後,在水中攪拌沉澱。
氧化鋁的密度大,會先沉澱。
二氧化硅的密度小,後沉澱。
把上層二氧化硅撇去,就能得到相對純淨的氧化鋁。
這個辦法,需要控制攪拌的速度,以及撇二氧化硅沉澱層的厚度。
另外還有一個辦法,就是製作一個斜坡水槽。
同樣是將氧化鋁和二氧化硅粉碎之後,混在水中,從水槽上方衝下來。
氧化鋁的密度大,先沉澱。
二氧化硅的密度小,後沉澱。
水槽上部就是相對純淨的氧化鋁粉末。
這個操作需要控制水流速度,以及坡度大小。
這也需要具體操作人員的經驗積累。
當然了,直接採用粉漿離心法分離氧化鋁和二氧化硅,效率肯定會更高。
但是那需要每分鐘三千以上的轉速,才能讓氧化鋁和二氧化硅在溶液中,達到足夠強的分離效果。