无机材料工艺学--陶瓷

1、我们身边的陶瓷制品我们身边的陶瓷制品外墙砖外墙砖陶瓷轴承陶瓷轴承人工关节人工关节各种电子陶瓷元件各种电子陶瓷元件 一、陶瓷的概念及分类一、陶瓷的概念及分类狭义概念狭义概念：主要采用粘土及其他天然矿物原料，经过原料加：主要采用粘土及其他天然矿物原料，经过原料加工、成型、烧成而得到的制品。工、成型、烧成而得到的制品。这一概念反映了传统陶瓷制品的基本生产过程。这一概念反映了传统陶瓷制品的基本生产过程。传统陶瓷制品有时也称烧结粘土制品，或硅酸盐制品。因为它们传统陶瓷制品有时也称烧结粘土制品，或硅酸盐制品。因为它们的矿物组成主要是硅酸盐类矿物。的矿物组成主要是硅酸盐类矿物。例如一般建筑卫生陶瓷制品中的矿

2、物组成是莫来石、残余石英、方石英、玻璃相。粘土粘土长石长石石英石英其他原料其他原料纯化处理纯化处理破粉碎破粉碎成型成型干燥干燥烧成烧成 一、陶瓷的概念及分类一、陶瓷的概念及分类广义概念广义概念：凡是采用类似传统陶瓷产品的生产方法而制得的无机非：凡是采用类似传统陶瓷产品的生产方法而制得的无机非金属材料或制品。金属材料或制品。这一概念反映了半个多世纪以来陶瓷制品或材料的发展情况，即各种这一概念反映了半个多世纪以来陶瓷制品或材料的发展情况，即各种特种陶瓷制品不断被开发的现实。特种陶瓷制品不断被开发的现实。（1） 特陶制品的生产，主要采用的是高纯度的微细化工原料或合成特陶制品的生产，主要采用的是高纯度

3、的微细化工原料或合成矿物，如矿物，如纯氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物等等纯氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物等等。特种陶瓷制品的生产，虽然基本上沿用了传统陶瓷的生产方法，但其特种陶瓷制品的生产，虽然基本上沿用了传统陶瓷的生产方法，但其所用所用原料的化学组成原料的化学组成，以及由此而造成的，以及由此而造成的制品的矿物组成制品的矿物组成，已经大大，已经大大有别于后者，也远远超出了硅酸盐制品范畴：有别于后者，也远远超出了硅酸盐制品范畴： 一、陶瓷的概念及分类一、陶瓷的概念及分类（2）特陶制品的矿物组成，除少数制品含硅酸盐矿物外，大多是）特陶制品的矿物组成，除少数制品含硅酸盐矿物外，大多是

4、其他矿物，如钛酸盐、锆钛酸盐、纯氧化物、碳化物、氮化物、其他矿物，如钛酸盐、锆钛酸盐、纯氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物等等。硼化物、硅化物等等。氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷氮化物陶瓷氮化物陶瓷陶瓷轴承陶瓷轴承陶瓷汽轮机转子陶瓷汽轮机转子碳化硅陶瓷碳化硅陶瓷特种陶瓷制品种类特种陶瓷制品种类: 一、陶瓷的概念及分类一、陶瓷的概念及分类陶瓷制品的分类：陶瓷制品的分类：分类方法颇多，常见的有按制品用途或分类方法颇多，常见的有按制品用途或特性分类和按制品的坯体特征分类。特性分类和按制品的坯体特征分类。1. 按制品用途或特性分类：按制品用途或特性分类：普通陶瓷：普通陶瓷：陶瓷陶瓷特种陶瓷特种陶瓷结构陶瓷：

5、耐高温、高强度、高硬度、高韧性结构陶瓷：耐高温、高强度、高硬度、高韧性 等性质等性质功能陶瓷：光电、磁光、声光、生物陶瓷、电功能陶瓷：光电、磁光、声光、生物陶瓷、电 子陶瓷等等。子陶瓷等等。其中一些功能陶瓷制品又可分出若干个亚类。例如电子陶瓷：其中一些功能陶瓷制品又可分出若干个亚类。例如电子陶瓷：日用陶瓷、美术陶瓷、建筑陶瓷、卫生陶瓷、日用陶瓷、美术陶瓷、建筑陶瓷、卫生陶瓷、化工陶瓷、电工陶瓷等。化工陶瓷、电工陶瓷等。部分电子陶瓷分类部分电子陶瓷分类种类种类典型陶瓷材料举例典型陶瓷材料举例应用举例应用举例装置瓷装置瓷氧化铝瓷、滑石瓷、刚玉氧化铝瓷、滑石瓷、刚玉-莫来石莫来石瓷、瓷、氮化硅瓷等氮

6、化硅瓷等电子装置中用于固定、支撑、电子装置中用于固定、支撑、保护电子元件；以及用作各保护电子元件；以及用作各种电路基片和电真空器件的种电路基片和电真空器件的陶瓷材料。陶瓷材料。电容器陶瓷电容器陶瓷金红石瓷、金红石瓷、BaTiO3瓷等瓷等各种电容器各种电容器铁电、压电陶铁电、压电陶瓷瓷BaTiO3、PbTiO3、锆钛酸铅、锆钛酸铅（PZT）瓷等）瓷等储能器、压电器件、热释电储能器、压电器件、热释电器件、热电探测器等器件、热电探测器等半导体陶瓷半导体陶瓷ZnO、BaTiO3、CdS、TiO2-PbO-La2O3瓷等瓷等热敏电阻、压敏电阻、气敏热敏电阻、压敏电阻、气敏及触敏等敏感元件等及触敏等敏感元

7、件等导电陶瓷导电陶瓷ZrO2、 ZrO2 -CaO、 ZrO2 CeO等陶瓷，以及其他各种超导体等陶瓷，以及其他各种超导体燃料电池、磁流体发电机所燃料电池、磁流体发电机所用的高温固体导电元件用的高温固体导电元件磁性陶瓷磁性陶瓷各种铁氧体，如锰锌、镁锰、铋各种铁氧体，如锰锌、镁锰、铋钙钒铁氧体等钙钒铁氧体等电感器件、记忆磁芯、电声电感器件、记忆磁芯、电声元件等元件等 2. 按制品坯体特征分类：按制品坯体特征分类：陶瓷陶瓷粗陶：砖、瓦、缸、罐粗陶：砖、瓦、缸、罐 、陶管等、陶管等精陶：日用精陶、美术精陶、建筑精陶（釉面砖、外精陶：日用精陶、美术精陶、建筑精陶（釉面砖、外 墙砖等）墙砖等）普通细瓷：

8、日用细瓷、高档卫生瓷及地面砖、高压普通细瓷：日用细瓷、高档卫生瓷及地面砖、高压 电瓷等电瓷等特种陶瓷特种陶瓷 结构陶瓷：氧化铝瓷、氮化硅、碳化硅结构陶瓷：氧化铝瓷、氮化硅、碳化硅功能陶瓷：压电陶瓷、光电陶瓷、生物陶瓷功能陶瓷：压电陶瓷、光电陶瓷、生物陶瓷陶器陶器pottery炻器炻器stoneware瓷器瓷器porcelain一、陶瓷的概念及分类一、陶瓷的概念及分类 日用炻器、建筑炻器、卫生瓷、化工炻器、低压电瓷等日用炻器、建筑炻器、卫生瓷、化工炻器、低压电瓷等陶瓷制品的分类陶瓷制品的分类 名称名称 特点特点 主主 要要 制制 品品坯体颜色坯体颜色 吸水率（吸水率（%） 粗陶器粗陶器非白色非白

9、色20日用缸器、砖、瓦日用缸器、砖、瓦精陶器精陶器石灰质石灰质长石质长石质白色白色白色白色1822912 日用器皿、彩陶日用器皿、彩陶日用器皿、卫生陶瓷、装饰釉砖面日用器皿、卫生陶瓷、装饰釉砖面炻器炻器粗炻器粗炻器细炻器细炻器非白色非白色白色或白色或非白色非白色481 缸器、建筑外墙砖、锦砖、地砖缸器、建筑外墙砖、锦砖、地砖日用器皿、化工及电器工业用品日用器皿、化工及电器工业用品瓷器瓷器长石瓷长石瓷绢云母瓷绢云母瓷滑石瓷滑石瓷骨灰瓷骨灰瓷特种陶瓷特种陶瓷白色白色白色白色白色白色白色白色白色白色0.50.50.50.50.5 日用瓷、陈设瓷、高压电瓷、瓷质地板砖日用瓷、陈设瓷、高压电瓷、瓷质地板

10、砖日用瓷、美术瓷日用瓷、美术瓷日用瓷、美术瓷日用瓷、美术瓷日用瓷、美术瓷日用瓷、美术瓷 各种功能和结构陶瓷各种功能和结构陶瓷 一、陶瓷的概念及分类一、陶瓷的概念及分类 各类坯体特征：各类坯体特征：陶器：多孔质软，吸水率大（一般为陶器：多孔质软，吸水率大（一般为922%，甚至更大）；，甚至更大）； 断面粗糙无光，敲之声音沉闷粗哑。断面粗糙无光，敲之声音沉闷粗哑。瓷器：坯体致密细腻，吸水率低（一般小于瓷器：坯体致密细腻，吸水率低（一般小于0.5 %，甚至接，甚至接 近于近于0%）；断面有很强的光泽感，敲之声音清脆，）；断面有很强的光泽感，敲之声音清脆， 薄胎有透明感。薄胎有透明感。炻器：介于上述两

11、者之间。炻器：介于上述两者之间。钧窑玫瑰紫花钧窑玫瑰紫花盆盆 二、我国陶瓷的发展简史二、我国陶瓷的发展简史世界上无法考证陶器的出现始于何时何地，但陶器的出现被认为是人类由世界上无法考证陶器的出现始于何时何地，但陶器的出现被认为是人类由旧石器时代进入新石器时代的标志；而且世界也公认中国是瓷器的发明国。旧石器时代进入新石器时代的标志；而且世界也公认中国是瓷器的发明国。我国的陶瓷发展历程大致如下：我国的陶瓷发展历程大致如下：粗陶（新石器时代早期，距今约粗陶（新石器时代早期，距今约7000-8000年）年） 彩陶（仰韶彩陶（仰韶文化时期，即新石器时代中期，距今约文化时期，即新石器时代中期，距今约400

12、0-6000年）年） 黑陶黑陶（龙山文化时期，即新石器时代晚期）（龙山文化时期，即新石器时代晚期） 釉陶（商、周、战国、釉陶（商、周、战国、秦代）秦代） 粗瓷（炻器）（汉代）粗瓷（炻器）（汉代） 汉代以后瓷器的发展，制瓷汉代以后瓷器的发展，制瓷工艺日臻成熟。其中宋代为我国陶瓷生产登峰造极的时期，元工艺日臻成熟。其中宋代为我国陶瓷生产登峰造极的时期，元代以后逐渐衰落。代以后逐渐衰落。 二、我国陶瓷的发展简史二、我国陶瓷的发展简史粗陶（新石器时代早期，距今约粗陶（新石器时代早期，距今约7000-8000年）年）彩陶（仰韶文化时期，即新石器时代中期，距今约彩陶（仰韶文化时期，即新石器时代中期，距今约

13、4000-6000年）年）彩陶船彩陶船形壶形壶彩陶彩陶鱼纹鱼纹盆盆 二、我国陶瓷的发展简史二、我国陶瓷的发展简史釉陶（商、周、战国、秦代）釉陶（商、周、战国、秦代）黑陶（龙山文化时期，即新石器时代晚期）黑陶（龙山文化时期，即新石器时代晚期）（轮制技术出现）（轮制技术出现）（釉料出现）（釉料出现）粗瓷（炻器）（汉代）粗瓷（炻器）（汉代）汉代以后瓷器的发展，制瓷工艺日臻成熟。其中宋代汉代以后瓷器的发展，制瓷工艺日臻成熟。其中宋代为我国陶瓷生产登峰造极的时期，元代以后逐渐衰落。为我国陶瓷生产登峰造极的时期，元代以后逐渐衰落。两汉时期是原始瓷器向成熟瓷器过渡的时期，两汉时期是原始瓷器向成熟瓷器过渡的时

14、期，东汉时期烧制出了成熟的青瓷器，摆脱了原东汉时期烧制出了成熟的青瓷器，摆脱了原始瓷器状态，这是我国陶瓷发展史上的一个始瓷器状态，这是我国陶瓷发展史上的一个重要里程碑。重要里程碑。二、我国陶瓷发展简史二、我国陶瓷发展简史 至两晋时，原始瓷器已基本遭淘汰而完成了历史性的至两晋时，原始瓷器已基本遭淘汰而完成了历史性的转变。青瓷在浙江发展到了较高水平，色彩上打破了转变。青瓷在浙江发展到了较高水平，色彩上打破了单一釉色，出现了多色彩瓷。这种施釉方法，直接导单一釉色，出现了多色彩瓷。这种施釉方法，直接导出了唐代著名的唐三彩陶器。这一时期还出现了白瓷出了唐代著名的唐三彩陶器。这一时期还出现了白瓷和黑瓷。和

15、黑瓷。 二、我国陶瓷的发展简史二、我国陶瓷的发展简史其中：其中： 二、我国陶瓷的发展简史二、我国陶瓷的发展简史1、隋代已烧制出胎质洁白，釉面光润的白瓷，奠定了唐代瓷业、隋代已烧制出胎质洁白，釉面光润的白瓷，奠定了唐代瓷业“南青北白南青北白” 局面的基础。局面的基础。 二、我国陶瓷的发展简史二、我国陶瓷的发展简史2、唐代瓷器的制作与使用更为普及，瓷器的品种与造型新颖多样，、唐代瓷器的制作与使用更为普及，瓷器的品种与造型新颖多样，其精细程度远远超越前代，在发展中形成了其精细程度远远超越前代，在发展中形成了“南青北白南青北白”的两大瓷的两大瓷窑系统。窑系统。1. 宋朝是我国瓷器空前发展的时期，瓷窑遍

16、及南北各地，名窑迭出，宋朝是我国瓷器空前发展的时期，瓷窑遍及南北各地，名窑迭出，品类繁多，除青、白两大瓷系外，黑釉、青白釉和彩绘瓷纷纷兴品类繁多，除青、白两大瓷系外，黑釉、青白釉和彩绘瓷纷纷兴起。举世闻名的汝、官、哥、定、钧五大名窑的产品为世人所珍起。举世闻名的汝、官、哥、定、钧五大名窑的产品为世人所珍视。视。 二、我国陶瓷的发展简史二、我国陶瓷的发展简史汝窑三足樽汝窑三足樽官窑贯耳瓶官窑贯耳瓶南宋南宋 哥窑哥窑 五足洗五足洗 2、元代。朝廷在景德镇设、元代。朝廷在景德镇设“浮梁瓷局浮梁瓷局”统理窑务；陶瓷匠人发统理窑务；陶瓷匠人发明了瓷石加高岭土的二元配方，烧制出大型瓷器，并成功地烧制明了瓷

17、石加高岭土的二元配方，烧制出大型瓷器，并成功地烧制出典型的元青花和釉里红等名瓷，尤其是元青花烧制成功，在中出典型的元青花和釉里红等名瓷，尤其是元青花烧制成功，在中国陶瓷史上具有划时代的意义。国陶瓷史上具有划时代的意义。 二、我国陶瓷的发展简史二、我国陶瓷的发展简史 1、明代、明代 中国瓷器的发展，由中国瓷器的发展，由宋代的遍布大江南北宋代的遍布大江南北成百上千窑口的百花成百上千窑口的百花争艳态势经由元代过争艳态势经由元代过渡之后，到明代几乎渡之后，到明代几乎变成了由景德镇各瓷变成了由景德镇各瓷窑一统天下的局面，窑一统天下的局面，景德镇也被称为中国景德镇也被称为中国“瓷都瓷都”。 二、我国陶瓷的

18、发展简史二、我国陶瓷的发展简史2、清朝。清朝。我国的制瓷工艺发展到清代，特别是早期的康熙、我国的制瓷工艺发展到清代，特别是早期的康熙、雍正、乾隆三朝盛世更是达到了历史的最高水平。雍正、乾隆三朝盛世更是达到了历史的最高水平。 二、我国陶瓷的发展简史二、我国陶瓷的发展简史 二、我国陶瓷的发展简史二、我国陶瓷的发展简史 三次发展飞跃：三次发展飞跃： 釉陶的制作釉陶的制作被视为被视为“由陶向瓷过渡的开始由陶向瓷过渡的开始”； 粗瓷（原始瓷）的出现；粗瓷（原始瓷）的出现； 致密瓷器的烧成。致密瓷器的烧成。 始于殷商时代的生产技术方面始于殷商时代的生产技术方面的的三个重大突破：三个重大突破： 原料的选择与精制；原料的选择与精制； 釉的发明和使用；釉的发明和使用； 窑型的改进和烧成温度的提高。窑型的改进和烧成温度的提高。三、陶瓷制品的一般生产工艺过程三、陶瓷制品的一般生产工艺过程烧后处理烧后处理模型制作模型制作工作模工作模坯料制备坯料制备成成 型型釉浆制作釉浆制作釉浆性能釉浆性能检测检测干干 燥燥检检 验验施施 釉釉烧烧 成成检检 验验入入 库库 坯料制备流程：坯料制备流程：真空练泥真空练泥硬质颗粒料硬质颗粒料粘土类原料粘土类原料风化、拣选除杂风化、拣选除杂配配 料料湿法球磨湿法球磨过筛、除铁过筛、除铁压滤榨泥压滤榨泥泥饼陈腐泥饼陈腐水、电解质水、电解质过过 筛筛浆浆 池池陈腐浆池陈腐浆