陶瓷的概念及生产工艺模板.docx

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陶瓷的概念及生产工艺模板

陶瓷介绍

陶瓷（Ceranics）传统概念是指全部以粘土等无机非金属矿物为原料人工工业产品。

它包含由粘土或含有粘土混合物经混炼，成形，煅烧而制成多种制品。

由最粗糙土器到最精细精陶和瓷器全部属于它范围。

对于它关键原料是取之于自然界硅酸盐矿物（如粘土、长石、石英等），所以和玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业，同属于“硅酸盐工业”（SilicateIndustry）范围。

  伴随近代科学技术发展，近百年来又出现了很多新陶瓷品种，它们不再使用或极少使用粘土、长石、石英等传统陶瓷原料，而是使用其它特殊原料，甚至扩大到非硅酸盐，非氧化物范围，而且出现了很多新工艺．美国和欧洲部分国家文件已将“Ceramic”一词了解为多种无机非金属固体材料通称。

所以陶瓷含义实际上已远远超越过去狭窄传统观念了•

  迄今为止，陶瓷器界说似可概括地作以下描述：

陶瓷是用铝硅酸盐矿物或一些氧化物等为关键原料，依据人意图经过特定化学工艺在高温下以一定温度和气氛制成含有一定型式工艺岩石。

表面可施釉或不施釉，若干瓷质还含有不一样程度半透明度，通体是由一个或多个晶体或和无定形胶结物及气孔或和熟料包裹体等微观结构组成。

  陶瓷工业是硅酸盐工业关键分支之一，属于无机化学工业范围．但现代科学高度综合，相互渗透，从整个陶瓷工业制造工艺内容来分析，它错综复杂和牵涉之广，显然不是仅用无机化学理论所能概括。

  陶瓷制品品种繁多，它们之间化学成份．矿物组成，物理性质，和制造方法，常常相互靠近交错，无显著界限，而在应用上却有很大区分。

所以极难硬性地归纳为多个系统，具体分类法各家说法不一，到现在国际上还没有一个统一分类方法。

常见有以下两种从不一样角度出发分类法：

（一）按用途不一样分类

  1．日用陶瓷：

如餐具、茶具、缸，坛、盆。

罐等。

  2．艺术陶瓷：

如花瓶、雕塑品．陈设品等。

  3．工业陶瓷：

指应用于多种工业陶瓷制品，又分：

（1）建筑一卫生陶瓷：

如砖瓦，排水管、面砖，外墙砖，卫生洁其等，

（2）化工陶瓷：

用于多种化学工业耐酸容器、管道，塔、泵、阀和搪砌反应锅耐酸砖、灰等；

  （3）化学瓷，用于化学试验室瓷坩埚、蒸发皿，燃烧舟，研体等

  （4）电瓷：

用于电力工业高低压输电线路上绝缘子。

电机用套管，支柱绝缘于、低压电器和照明用绝缘子，和电讯用

    绝缘子，无线电用绝缘子等：

  （5）耐火材科：

用于多种高温工业窑炉耐火材料：

  （6）特种陶瓷：

甩于多种现代工业和尖端科学技术特种陶瓷制品，有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁石质瓷．锆英石质

    瓷．锂质瓷，和磁性瓷．金属陶瓷等．

（二）按所用原料及坯体致密程度分类可分为：

土器（brickwareorterra-cotta），陶器（potttery）．炻器（stoneWare），半瓷器（semivitreouschina），以至瓷器（130re：

elain），原料是从粗到精，坯体是从粗松多孔，遥步抵达致密，烧结，烧成温度也是遂渐从低趋高。

  土器是最原始最低级陶瓷器，通常以一个易熔粘土制造。

在一些情况下也能够在粘土中加入熟料或砂和之混合，以减

少收缩。

这些制品烧成温度变动很大，要依据粘土化学组成所含杂质性质和多少而定。

以之制造砖瓦，如气孔率过高，

则坯体抗冻性能不好，过低叉不易挂住砂浆，所以吸水率通常要保持5～15％之间。

烧成后坯体颜色，决定于粘土中着色氧化物含量和烧成气氛，在氧化焰中烧成多呈黄色或红色，在还原焰中烧成则多呈青色或黑色。

中国建筑材料中青砖，即是用含有Fe2O3黄色或红色粘土为原料，在临近止火时用还原焰煅烧，使Fe203还原为FeON成青色，

  陶器可分为一般陶器（cmmon,pottery）和精陶器（Fineearthenware）两类。

一般陶器即指土陶盆．罐、缸、

瓮．和耐火砖等含有多孔性着色坯体制品。

精陶器坯体吸水率仍有4～12％，所以有渗透性，没有半透明性，通常白色，也有有色。

釉多采取含铅和硼易熔釉。

它和炻器比较，因熔剂宙量较少，烧成温度不超出1300℃，所以坯体增未充足烧结；和瓷器比较，对原料要求较低，坯料可塑性较大，烧成温度较低。

不易变形，所以能够简化制品成形，装钵和其它工序。

但精陶机械强度和冲击强度比瓷器．炻器要小，同时它釉比上述制品釉要软，当它釉层损坏时，多孔坯体即轻易沾污，而影响卫生。

  精陶按坯体组成不一样，又可分为：

粘土质、石灰质，长石质、熟料质等四种。

粘土质精陶靠近一般陶器。

石灰质精陶以石灰石为熔剂，其制造过程和长石质精陶相同，而质量不及长石质精陶，因之多年来已极少生产，而为长石质精陶所替换。

长石质精陶又称硬质精陶，以长石为熔剂．是陶器中最完美和使用最广一个。

近世很多国家用以大量生产日用餐具（杯、碟盘予等）及卫生陶器以替换价昂瓷器。

热料精陶是在精陶坯料中加入一定量熟料，目标是降低收缩，避免废品。

这种坯料多应用于大型和厚胎制品（如浴盆，太盥洗盆等）。

  炻器在中国古籍上称“石胎瓷”，坯体致密，已完全烧结（sintering），这一点已很靠近瓷器。

但它还没有玻化（Vitrification），仍有2％以下吸水率，坯体不透明，有白色，而多数许可在烧后展现颜色，所以对原料纯度要求不及瓷器那样高，原料取给轻易。

炻器含有很高强度和良好热稳定性，很适应于现代机械化洗涤，并能顺利地经过从冰箱到烤炉温度急变，在国际市场上因为旅游业发达和饮食社会化，炻器比之搪陶含有更大销售量。

    半瓷器坯料靠近于瓷器坯料，但烧后仍有3～5％吸水率（真瓷器trueporceiain吸水率在o．5％以下），所以它

使用性能不及瓷器，比精陶则要好些。

    瓷器是陶瓷器发展更高阶段．它特征是坯体已完全烧结，完全玻化，所以很致密，对液体和气体全部无渗透性，

胎薄处星半透明，断面呈贝壳状，以舌头去舔，感到光滑而不被粘住．硬质瓷（hardporcetain）含有陶瓷器中最好性能．

用以制造高级日用器皿，电瓷、化学瓷等。

软质瓷（softporcelain）熔剂较多，烧成温度较低，所以机械强度不及硬

质瓷，热稳定性也较低，但其透明度高，富于装饰性，所以多用于制造艺术陈设瓷。

至于熔块瓷（Frittedporcelain）和骨灰

磁（bonechina），它们烧成温度和软质瓷相近，其优缺点也和软质瓷相同，应同属软质瓷范围。

这两类瓷器因为生产中

难度较大（坯体可塑性和干燥强度全部很差，烧成时变形严重），成本较高，生产并不普遍。

英国是骨灰瓷著名产地，中国唐山也有骨灰瓷生产。

    特种陶瓷是伴随现代电器，无线电、航空、原子能、冶金，机械．化学等工业和电子计算机，空间技术，新能源开

发等尖端科学技术飞跃发展而发展起来。

这些陶瓷所用关键原料不再是粘土．长石．石英，有坯休也使用部分粘土或长石，然而更多是采取纯粹氧化物和含有特殊性能原料，制造工艺和性能要求也各不相同。

陶瓷概念

通俗地讲:

用陶土烧制器皿叫陶器,用瓷土烧制器皿叫瓷器.陶瓷则是陶器,炻器和瓷器总称.通常用陶土和瓷土这两种不一样性质粘土为原料,经过配料,成型,干燥,焙烧等工艺步骤制成器物全部能够叫陶瓷.

陶瓷包含范围较广,有些能耐水,有些并能耐酸.广泛应用于建筑,化工,电力,机械等工业及日用装饰等方面.另外,用粘土以外其它原料,依陶瓷制造工艺方法制成制品,也叫做陶瓷,如块滑石瓷,金属陶瓷,电容器陶瓷,磁性瓷等.广泛应用于无线电,原子能,火箭,半导体等工业.现在,将全部陶瓷制品通称为"无机非金属固体材料."从结构上看,通常陶瓷制品是由结晶物质,玻璃态物质和气泡所组成复杂系统.这些物质在数量上改变,对陶瓷性质起着一定程度影响.陶瓷老祖宗是"硅酸盐",习惯也称"硅酸盐陶瓷",因为现代陶瓷发展得很快,大家进行了大量试验来改善硅酸盐陶瓷,不停提升配方中氧化铝含量,加入很多纯度较高人工全成化合物去替换天然原料,来提升陶瓷强度,耐高温性和其它性能.以后发觉,完全不用天然原料,完全不含硅酸盐,也能够做成陶瓷,而且性能更为优越.于是一向完全由硅酸盐统治着陶瓷家族,发生了改变,出现了完全,崭新不属"硅酸盐"现代陶瓷.

确切说"陶瓷"定义为:

陶瓷是天然或人工合成粉状化合物,经过成形和高温烧结制成,由金属和非金属元素无机化合物组成多晶固体材料.不管是传统硅酸盐陶瓷,还是现代陶瓷,全部包含在这个范围里

陶瓷组成

陶瓷原料包含高岭土、粘土、瓷石、瓷土、着色剂、青花料、石灰釉、石灰碱釉等。

高岭土陶瓷原料，是一个关键由高岭石组成粘土。

因首先发觉于江西省景德镇东北高岭村而得名。

它化学试验式为：

Al203·2Si02·2H20，重量百分比依次为：

39.50%、46.54%、13.96%。

纯净高岭土为致密或松疏块状，外观呈白色、浅灰色。

被其它杂质污染时，可呈黑褐、粉红、米黄色等，含有滑腻感，易用手捏成粉末，煅烧后颜色雪白，耐火度高，是一个优良制瓷原料。

粘土陶瓷原料是一个含水铝硅酸盐矿物，由长石类岩石经过长久风化和地质作用而生成。

它是多个微细矿物混合体，关键化学组成为二氧化硅、三氧化二铝和结晶水，同时含有少许碱金属、碱土金属氧化物和着色氧化物等。

粘土含有独特可塑性和结合性，其加水膨润后可捏练成泥团，塑造所需要形状，经焙烧后变得坚硬致密。

这种性能，组成了陶瓷制作工艺基础。

粘土是陶瓷生产基础原料，在自然界中分布广泛，蕴藏量大，种类繁多，是一个宝贵天然资源。

瓷石也是制作瓷器原料，是一个由石英、绢云母组成，并有若干长石，高岭土等岩石状矿物。

呈致密块状，外观为白色、灰白色、黄白色、和灰绿色，有呈玻璃光泽，有呈土状光泽，断面常呈贝壳状，无显著纹理。

瓷石本身含有组成瓷多个成份，并含有制瓷工艺和烧成所需要性能。

中国很早就利用瓷石来制作瓷器，尢其是江西、湖南、福建等地传统细瓷生产中，均以瓷石作为关键原料。

瓷土由高岭土、长石、石英等组成，关键成份为二氧化硅和三氧化二铝，并含有少许氧化铁、氧化钛、氧化钙、氧化镁、氧化钾和氧化钠等。

它可塑性能和结合性能均较高，耐火度高，是被普遍使用制瓷原料。

着色剂存在于陶瓷器胎、釉之中，起呈色作用。

陶瓷中常见着色剂有计三氧化二铁、氧化铜、氧化钴、氧化锰、二氧化钛等，分别展现红、绿、蓝、紫、黄等色。

青花料是绘制青花瓷纹饰原料，即钴土矿物。

中国青花料蕴藏较为丰富，江西乐平、上高、上饶、丰城、赣州，浙江江山，云南宜良，会泽、榕峰、宣威、嵩明和广西、广东、福建等地全部有钴土矿蕴藏。

中国古代青花瓷使用青花料一部分来自国外，大部分属国产。

进口料中有苏麻离青、回青；常见国产料有石子青、平等青，浙料、珠明料等。

石灰釉关键物质是氧化钙（Cao），起助熔作用，特点是高温粘度小，易于流釉，釉玻璃质感强，透明度高，通常釉层较薄，釉面光泽较强，能清楚地刻划纹饰，南宋以前瓷器大多使用石灰釉。

石灰碱釉关键成份为助熔物质氧化钙和氧化钾（K2o）、氧化钠（Na20）等碱性金属氧化物。

特点是高温粘度大，不易流釉，能够施厚釉。

在高温焙烧过程中，釉中空气不能浮出釉面而在釉中形成很多小气泡，使釉中残余一定数量未溶石英颗粒，并形成大量钙长石析晶。

这些小气泡、石英颗粒和钙长石析晶使进入釉层光线发生散射，所以使釉层变得乳浊而不透明，产生一个温润如玉视觉效果。

石灰碱釉发明和利用，是传统青瓷工艺巨大进步。

石灰碱釉出现于北宋汝窑青瓷中。

南宋龙泉窑瓷器大量采取石灰碱釉，使釉色展现出如青玉般质感，如粉青、梅子青。

能够说南宋龙泉青瓷已达成中国陶瓷史上单色釉器顶峰。

陶瓷添加剂

1添加剂分类在瓷料中引入多种添加剂是改善瓷器结构和性能有效方法之一。

依据添加剂对瓷器结构形成过程作用机理，添加剂可分为四种类型。

第一个包含调整瓷悬浮液凝结触变结构并使其转向凝聚结构添加剂（电解质、表面活性物质等）。

第二种是强化烧结过程，即加速由凝聚结构向结晶和结晶假凝