陶瓷工艺学复习资料

陶瓷的概念是指所有以黏土为主要原料与其他天然矿物原料经过适当的配比、粉碎、成型并在高温焙烧情况下经过一系列的物理化学反应后，形成的坚硬物质；其广义的陶瓷概念是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。

三个重大突破即是原料的选择和精制、炉窑的改进和烧成温度的提高、釉的发现和使用。

三个阶段即是陶器、原始瓷器（过渡阶段）、瓷器。

三个重大飞跃：商、周时代的釉陶；作出了比较美观的釉面；瓷器由半透明釉发展到半透明胎。

宋代的五大名窑：官、哥、定、钧、汝。

颗粒组成是指黏土中含有不同大小颗粒的质量分数。

黏土的工艺性质主要取决于黏土的矿物组成、化学组成与颗粒组成，其矿物组成是基本因素。

塑限含水量：当黏土中加入的水量不多时，黏土还难以形成可塑状态，很容易散碎，只有水量加入到一定程度，黏土才形成具有可塑状态的泥团，这时黏土的停停含水量称为塑限含水量。

液限含水量：若继续在泥团中加入水分，泥团的可塑性会逐渐增高，直到泥团能自动流动变形，这时的含水量称为液限含水量。

但在生产中适合成型的泥团，其含水量一般都在塑限含水量和液限含水量之间，此时泥团的含水量称为工作泥团的可塑水量，这是陶瓷生产中塑性成型的一个重要参数。

触变性：泥料放置一段时间后，在维持原有水分的情况下也会出现变稠和固化现象。

黏土泥料干燥时，因包围在黏土颗粒间的水分蒸发，颗粒相互靠拢收起体积收缩，称为干燥收缩。黏土泥料在煅烧时，由于发生一系列的物理化学变化（脱水作用、分解作用、莫来石的生成、易熔杂质的熔化，以及这些熔化物充满质点间空隙等），因而黏土再度收缩，称为烧成收缩。这两种收缩构成黏土泥料的总收缩。

烧结温度：

烧结范围：

北方黏土往往在化学组成上含Al2O3、TiO2和有机物较多，含游离石英和铁质较少，因而可塑性好，吸附力强，耐火度较高，不需淘洗即可使用，生坯较高，可以内外同时上釉，由于铁质少，可用氧化焰烧成。南方的高岭地和瓷土等含游离石英和铁质较多，含TiO2和有机物较少，因而可塑性较差，耐火度较低往往需先淘洗而后使用，生坯强度也较差，需要分内外两次上釉，由于铁质多，常用还原焰烧成。

横向转化：（高温型的缓慢转化）这种转化由表面开始逐步向内部进行，转化后发生结构变化，形成新的稳定晶型，因而需要较高的活化能。转化进程缓慢，转化时体积变化较大，并需要较高的温度与较长的时间。为了加速转化，可以添加细磨的矿化剂或助熔剂。

纵向转化：（低温型的快速转化）这种转化进行迅速，转化是在达到转化温度之后，晶体表面和内部瞬间同时发生转化，结构不发生特殊变化，因而转化较容易进行，体积变化不大，转化为可逆的。

钠长石： 钾长石： 钙长石： 钡长石：

硅灰石作为碱土金属硅酸盐，在普通陶瓷坯体中可起助熔作用，降低坯体的烧结温度，用它代替方解石和石英配釉时，釉面不会因析出气体而产生釉泡和针孔，若用量过多针影响釉面的光泽。

方解石在釉料中是一个重要原料。在高温釉面中能增大釉的折射率，因而提高光泽度，并改善釉的透光性。但在釉料中配合不当，则易出现乳浊（析晶）现象，单独作熔剂时，在煤窑或油窑中易收起阴黄、吸烟。

可塑性良好的泥团一般具备下列条件：颗粒较细；矿物解理明显或解理完全，尤其是呈片状结构的矿物；颗粒表面水膜较厚。

釉的作用：1.使坯体对液体和气体具有不透过性，提高了其化学稳定性；2.覆盖于坯体表面，给瓷器以美感；3.防止沾污坯体；4.使产品具有特定的物理和化学性能；5.改善陶瓷制品的性能。

为了提高划痕硬度，釉成分可以作如下调整： 1. 减少B2O3的含量；

2. 用Li2O转换部分K2O，用Li2O和BeO转换Na2O; 3. 用ZnO、BaO及MgO转换PbO；

4. 适当的B2O3含量以及增加Al2O3、BeO、MgO都对提高划痕硬度有利。 影响白度的因素主要有以下几方面：一、坯釉的化学组成；二、烧成气氛的影响。为了增加白度，一般采用如下措施：降低釉中着色氧化物的含量，或加入磷酸盐等使着色剂形成络合物，以增加散射，提高白度。另外加入适量滑石也可以提高白度。在烧成中，应控制烧成气氛，还要防止碳的沉积。

不同釉料在加热过程中的热分析表明，其发生的物理化学反应归纳起来有以下几类：1.原料的分解；2.化合与固相反应；3.氧化物挥发；4.烧结；5.熔融。

熔融的釉层在冷却时经历的变化和玻璃一样，要经过三个阶段：一、从低黏度的流动状态冷却到软化温度（Tf）; 二、黏度增加，经过黏性状态；三、超过转变温度（Tg）后凝固形成玻璃体。图3-8。

原料精选主要是对原料进行分离、提纯，除去原料中的各种杂质的操作过程。 原料的预烧的目的：原料的预烧可以改变其结晶形态和物理性能，便于加工处理，纯化原料，使之更加符合工艺要求，提高制品的质量。

练泥的作用：真空练泥可以排除泥饼中的残留空气，提高泥料的致密度和可塑性，并使泥料组织均匀，改善成型性能，提高干燥强度和成瓷后的机械强度。

造粒：为了干压和半干压成型的需要，将细磨后的陶瓷粉料制备成具有一定大小的团粒的坯料。

陶瓷产品器形的构成也应包括功能效用、材质和工艺技术、艺术处理等三个方面。

陶瓷器形设计的基本原则：实用、可加工、经济和美观。

要实现塑压成型关键在于：1.成型过程中的可塑余泥如何排除？2.石膏模具要实现一模多次压制坯体，如何及时脱模和将石膏模吸入的水分排除？3.石膏模具强度如何提高？

塑压法解决以上难点的途径是：1.在石膏模具边沿开设檐沟，以供余泥暂存；2.浇注石膏模具时在模内预埋排气束，以供在成型过程中吸出模内水分和吹入高

压空气帮助脱模；3.在石膏模内预埋加强筋，模外套金属护套，以增大强度。

陶瓷浆料原位凝固成型原理不同于依赖多孔模吸浆的传统注浆成型，而是通过浆料内部的化学反应形成大分子网络结构或陶瓷颗粒网络结构，从而使注模后的陶瓷浆料快速凝固为陶瓷坯体。

凝胶铸成型工艺特点：1.成型坯体强度高，可机械加工成形状复杂的部件；2.有机物含量少，排胶较易；3.净尺寸成型，表面光洁，可避免或减少烧成后的加工；4.陶瓷浆料具有很高的固相体积分数，一般大于50%；5.由于陶瓷颗粒原位凝固，成型坯体内部均匀，缺陷少，保证烧结后材料的高可靠性。

RP技术的本质是用积分制造三维实体，在成型过程中，先由三维造型软件在计算机中做成部件的三维实体模型，然后将其用软件“切”出设定百度系列片层（几个微米），再将这些片层的数据信息传递给成型机，通过材料逐层添加法制造出来，而不需要特殊的模具、工具成人工干涉。

制模用的石膏粉是半水石膏。 干燥过程的各个阶段及特点。

干燥制度是指根据产品的品质要求确定干燥方法及其干燥过程中各阶段的干燥速度、影响干燥速度的参数（干燥介质的各类、温度、湿度、流量与流速等）。最理想的干燥制度是指在最短的时间内获得无干燥缺陷生坯的制度。

抹油找裂的经验做法关键是“三到”：笔到、灯到、眼到。

干法施釉的优点：1.大多数釉粉可以回收，釉料总的消耗减少；2.避免了湿法施釉的废水、淤浆处理，环境污染减少；3.釉料制备工艺简化 ；4.釉面性能好；5.装饰效果更加多样化，且可获得传统湿法施釉无法得到的装饰效果；6.能耗大大减少。

烧成制度通常是指温度制度、气氛制度和压力制度。 零压点控制在预热、烧成两带之间，使氧化、还原阶段分明。

总烧成时间之所以能够缩短很多，有两个方面的原因：一是陶瓷产品本身的物理化学变化及其配方的研究表明，总烧成时间可以大幅度缩短而不会影响产品的品质；二是现代陶瓷窑炉及窑具的优异性能使得陶瓷制品有可能进行快速烧成。

低温快速烧成的意义：1.节约能源（燃料）；2.充分利用原料资源；3.提高窑

炉与窑具的使用寿命；4.缩短生产周期、提高生产效率；5.低温烧成，有利于提高色料的显色效果，可更多的采用丰富釉彩和更多的色釉品种。快速烧成可使坯体中晶粒细小，从而提高瓷件的强度，改善某些介电性能。

窑具的烧成气氛向度与窑具的材质有关。黏土质窑具一般在氧化气氛中烧成；含TiO2的高铝窑具在弱还原焰中烧成有助烧结；碳化硅质窑具应避免在氧化气氛中煅烧；黏土-熔融石英质窑具宜在弱还原气氛中煅烧，而且希望快速烧成、快速冷却、无须进行保温。

陶瓷颜料是以色基和熔剂配合制成有颜色的无机陶瓷装饰材料。色基是以着色剂和其他原料配合，经煅烧后而制得的无机着色材料。着色剂是使陶瓷胎、釉、颜料呈现各种颜色的物质。

釉上装饰是在釉烧过的陶瓷釉面上通过不同的方法进行彩饰，然后在不高的温度下（600-900℃）进行彩烤，使产品表面具有彩色画面的一种装饰方法。

釉下彩按制品的质量要求、规格尺寸以及釉料各类等因素，分成“三烧制”“二烧制”与“一炼制”“三烧制”。是将已成型而未施釉的坯体预先经过800-850℃低温素烧后再彩饰，彩完后的坯体尚需进行第二次低温焙烧，其目的是去掉彩料中的胶、油等有机物，使之便于上釉。最后施透明釉入高温窑进行釉烧。“二烧制”即省去生坯素烧，或者省去第二次低温焙烧。“一烧制“是指只有一次釉烧的方法。

陶瓷后首中常见的品质缺陷有几十种，高档日用陶瓷品质上应达到五无（无斑点、无落渣、无擦伤、无针孔、无色脏）、一小（变形小）、一低（铅溶出量低）、三光滑（釉面光滑、花面光滑、毛口或底足光滑）