陶瓷与玻璃.ppt

1、设计材料与加工工艺陶瓷与玻璃,无机非金属材料陶瓷,陶瓷有两种不同的定义。广义上讲，陶瓷是泛指一切经高温处理而获得的无机非金属材料，除先进（特种）陶瓷外，还包括玻璃、搪瓷、水泥和耐火材料等。从狭义上讲，用无机非金属化合物粉体，经高温烧结而成的，以多晶聚积体为主的固态物均称为陶瓷，显然主要指先进陶瓷。,先进陶瓷,先进陶瓷的化学键是由共价键与离子键组成； 具有优良的耐高温、耐磨、耐腐蚀的特点； 先进陶瓷（也称精细陶瓷或高技术陶瓷）是在传统陶瓷的基础上发展起来的，具有相对陶瓷高强高韧的优良特性。,先进陶瓷的主要研究领域,先进陶瓷的研究领域包括：粉体、结构陶瓷、功能陶瓷、生物陶瓷、薄膜与喷涂、陶瓷工艺等

2、 ； 粉体及陶瓷制备工艺的研究则直接影响高技术陶瓷材料的性能、成本、应用和发展水平。,陶瓷概述,陶瓷材料是人类最早利用的非天然材料。 传统概念的陶瓷是指以黏土为主和其它天然矿物原料经过拣选、粉碎、混炼、成型、煅烧等工序而成的制品。 陶瓷材料由传统的黏土硅酸盐材料，逐渐向碳化物、氮化物、硼化物过渡，以获得更为优异的理化性能。,古代制陶技术的发展,黑陶云雷纹兽首提梁盉 东周（前770-前256）,彩绘山水注壶 （清代）,陶器,青花花卉盘明 万历,南宋龙泉竹节弦纹小瓶,瓷器,陶瓷的分类,按陶瓷材料分类,按陶瓷材料的性能功用可将陶瓷分为普通陶瓷（传统陶瓷）和特种陶瓷（现代陶瓷）。 除陶、瓷器外，玻璃、

3、水泥、石灰、砖瓦、搪瓷及耐火材料等都属于陶瓷材料。普通陶瓷是用天然硅酸盐矿物，如黏土、长石、石英、高岭土等原料烧结而成。 现代陶瓷采用纯度较高的人工合成原料，如氧化物、氮化物、硅化物、硼化物、氟化物等制成，具有特殊力学、物理、化学性能，如绝缘陶瓷、磁性陶、压电陶瓷、导电陶瓷、半导体陶瓷、光导纤维、激光材料等。,按陶瓷制品分类,陶瓷材料的基本性能,光学性能,白度 透光度 光泽度,力学性能,热稳定性,化学性质,气孔率与吸水率,陶瓷的加工工艺,陶瓷的加工工艺,原料制备,陶瓷生产的最基本的原料是石英、长石、黏土三大类。 从工艺角度看，陶瓷原料基本可分为可塑性原料（指黏土类天然矿物，包括高岭土、多水高岭

4、土和作为增塑剂的膨润土等。另一类是无可塑性原料，包括石英（可降低坯料的黏性，烧成时部分液晶溶解于长石玻璃中，提高液相黏度，冷却后在瓷坯中起骨架作用）与长石（起溶剂作用）。,原料制备要求：各组成成分充分混合均匀，颗粒细度应达到规定技术要求，尽可能无气泡。,陶瓷的加工工艺,成型,将配制好的坯料制作成预定的形状，以体现陶瓷产品的使用与审美功能。,可塑成型：利用泥料的可塑性，将泥料塑造成各种形状坯体的工艺过程。可塑成型的基本方法有拉坯、印坯、旋坯、滚压、挤压等。,注浆成型：将制备好的坯料泥浆注入多孔性模型内，由于多孔性模型的吸水性，泥浆贴近模壁的一层被模子吸水而形成均匀的泥层，当达到一定厚度后既成生坯

5、。本成型方法适用于形状复杂、不规则、薄壁、体积大且尺寸严格的陶瓷制品。,陶瓷的加工工艺,坯体干燥,坯体干燥的方法有自然空气干燥、热空气干燥、辐射线干燥，以及微波干燥。,坯体装饰,化装土装饰、划花、刻花、贴花、印花、剔花、镂空、彩绘、雕塑,上釉,釉的主要作用,釉是什么？,在装饰完毕的坯胎表面覆盖一层釉料硅酸质材料，熔融后与坯体紧密结合，形成一玻璃质保护层。,可增加坯体的强度； 防止多孔性的坯体内装液体的渗透； 增加坯体表面的平滑性，易于清理； 具有装饰性，可增加陶瓷的美观； 具有对酸碱的抗蚀性。,釉的制备与分类,从制成品的种类分，如陶器釉、炻器釉、瓷器釉等； 从釉的主要助熔剂分，如石灰釉、灰釉、

6、长石釉等； 从施釉方式分，如生釉、食盐釉等； 从釉的起源、产地、研究者分，如天目釉、布里斯脱釉等； 从釉的色泽分，如铁红釉、青瓷釉等； 从釉的外观分，如透明釉、失透釉、无光釉等。,上釉的方法,拓釉法；吹釉法；浸釉法；荡釉法；轮釉法。,烧结,烧结也称烧成，是坯体瓷化的工艺过程。包括低温蒸发、氧化分解和晶型转化、玻化成瓷和保温、冷却定型等四个阶段。,传统陶瓷日用陶瓷器皿,包括汲器、炊器、饮器、食器与盛贮器。,传统陶瓷,建筑陶瓷 卫生陶瓷及卫浴产品,美术陶瓷,特种陶瓷,结构陶瓷,同金属材料相比，陶瓷的优点在于优异的高温机械性能、耐化学腐蚀、耐磨损、小密度。 氧化物陶瓷，可用于制造陶瓷切削刀具、磨料球

7、、高温炉管、密封圈和玻璃溶化池内衬。 非氧化物陶瓷，是陶瓷发动机的最重要材料。 玻璃陶瓷，兼具玻璃的工艺性能和陶瓷的机械性能。,玻璃有怎样的工艺性能？,功能陶瓷,陶瓷产品,陶瓷手柄产品系列,陶瓷餐刀,陶瓷表带,灯具,玻璃概述,玻璃的特点,玻璃，古代称之为壁流璃、琉璃、颇璃，近代也称为料，是指熔融物冷却凝固所得到的非晶态无机材料。,透光，化学性能稳定 加工性能良好 制造原料丰富,玻璃的主要用途,玻璃的特性与分类,玻璃的组成,玻璃的熔制,硅酸盐的形成 玻璃的形成 玻璃的澄清与均化 玻璃液的冷却,由一定质量比例的各种原料所组成的均匀配合料，在高温下生成均匀而黏滞的硅酸盐熔体，称为玻璃液。,成型操作须

8、控制玻璃液的温度； 不同成分的玻璃，其冷却制度（成型温度）是不同的。,玻璃的成型加工,压制成型,压制成型是在模具中加入玻璃熔料后加压成型。一般用于加工容易脱模的造型，如较为扁平的盘碟和形状规整的玻璃砖。,玻璃的成型加工,吹制成型,吹制成型是先将玻璃黏料压制成雏形型块，再将压缩气体吹入热熔融的玻璃型块中，吹胀使之成为中空制品。此加工方法用于加工瓶、罐形状的器皿。,玻璃的成型加工,拉制成型,拉制成型是利用机械拉引力将玻璃熔体制成成品，分为垂直拉制与水平拉制。主要用于加工平板玻璃、玻璃管、玻璃纤维等。这种方法在制造时对厚度与均匀度均较难控制。,玻璃的成型加工,压延成型,压延成型是利用金属辊的滚动将玻璃熔融体压制成板状制品。多用于生产压花玻璃、夹丝玻璃。产品的理化性能与普通玻璃相同，但具有透光不透明的特点，具有装饰效果。,玻璃的二次加工,成型加工,玻璃的二次成型加工，包括玻璃的切割、钻孔。以金刚石砂轮和高硬度金属轮在玻璃上刻划，产生沿切割方向的张力，从而使玻璃沿划痕裂开。,表面处理,玻璃的表面处理是对玻璃成型加工后为了获得所需的表面效果而做的处理。包括：消除表面缺陷的研磨、抛光、磨边；形成特殊效果的的喷砂、车刻、蚀刻、彩绘、涂层等。,玻璃材料的运用,玻璃艺术品,汽车玻璃,家具玻璃,建筑玻璃,器皿玻璃,LESBO （吹