陶瓷工艺与性能(绪论)

1、陶瓷工艺与性能陶瓷工艺与性能陶瓷工艺与性能陶瓷工艺与性能2013 Shenyang Jianzhu University 主讲主讲: :赵金波赵金波 博学善建 | | 厚德大成博学善建 | | 厚德大成概况概况（Brief Introduction)l 课程性质课程性质:限选课限选课l教材教材:l课程学时课程学时: 32l 考核方式考核方式: 考查考查 特种陶瓷工艺学李世谱，武汉理工大学出版社l参考书参考书: 陶瓷导论美，WD金格瑞 陶瓷工艺原理刘康时，中国轻工业出版社博学善建 | | 厚德大成绪论博学善建 | | 厚德大成主要内容：主要内容：一、陶瓷的概念与分类一、陶瓷的概念与分类二、我国陶

2、瓷发展简史及其伟大成就二、我国陶瓷发展简史及其伟大成就三、陶瓷在现代化建设中的作用三、陶瓷在现代化建设中的作用绪绪 论论一一. 陶瓷的概念与分类陶瓷的概念与分类1. 1. 陶瓷的概念陶瓷的概念 传统陶瓷：是指由硅酸盐矿物原料经细碎、混合、成型、传统陶瓷：是指由硅酸盐矿物原料经细碎、混合、成型、烧成、彩绘等工序而获得的具有坚硬结构的硅酸盐制品。烧成、彩绘等工序而获得的具有坚硬结构的硅酸盐制品。 传统陶瓷包括常见的日用陶瓷制品和建筑陶瓷、电瓷等。传统陶瓷包括常见的日用陶瓷制品和建筑陶瓷、电瓷等。日用陶瓷餐具日用陶瓷餐具建筑陶瓷地砖建筑陶瓷地砖电瓷电瓷博学善建 | | 厚德大成 邓小平同志出访用瓷邓

3、小平同志出访用瓷 毛泽东主席用瓷毛泽东主席用瓷 博学善建 | | 厚德大成盛盛世世金金碧碧 丽丽晶晶石石 江山多娇江山多娇 新生代新生代博学善建 | | 厚德大成 传统陶瓷的主要原料：取之于自然界的硅酸盐矿物传统陶瓷的主要原料：取之于自然界的硅酸盐矿物( (如粘土、如粘土、长石、石英等长石、石英等) )，所以传统陶瓷可归属于硅酸盐类材料和制品，所以传统陶瓷可归属于硅酸盐类材料和制品。 因此，陶瓷工业可与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业因此，陶瓷工业可与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业同属同属“硅酸盐工业硅酸盐工业”的范畴。的范畴。粘土矿物高岭石粘土矿物高岭石钾长石钾长石石英石英博学善建 | |

4、 厚德大成随着科学技术的发展，近百年来出现了许多新的随着科学技术的发展，近百年来出现了许多新的陶瓷品种，如陶瓷品种，如氧化物陶瓷（氧化物陶瓷（Al2O3、MgO、ZrO2等陶瓷）、压电陶瓷、敏感陶瓷、金属陶瓷等等等陶瓷）、压电陶瓷、敏感陶瓷、金属陶瓷等等各种高温结构和功能陶瓷。各种高温结构和功能陶瓷。超声波雾化器用超声波雾化器用压电陶瓷晶片压电陶瓷晶片 氧化锆陶瓷氧化锆陶瓷金属陶瓷阀门金属陶瓷阀门博学善建 | | 厚德大成 离子烫陶瓷发热板离子烫陶瓷发热板陶瓷金属化产品陶瓷金属化产品 温控器温控器博学善建 | | 厚德大成一体一体成型成型耐磨耐磨弯头弯头 高温陶瓷辊棒高温陶瓷辊棒急冷带抗弯陶瓷

5、辊棒急冷带抗弯陶瓷辊棒 此类产品的生产过程虽然基本上还是原料处理此类产品的生产过程虽然基本上还是原料处理-成形成形-煅烧这种传统的陶瓷生产方法，但煅烧这种传统的陶瓷生产方法，但采用的采用的原料原料已不再使用或很少使用粘土等传统陶瓷原料，已不再使用或很少使用粘土等传统陶瓷原料，已扩大到化工原料和合成矿物，甚至是非硅酸盐、已扩大到化工原料和合成矿物，甚至是非硅酸盐、非氧化物原料（如非氧化物原料（如SiC、Si3N4、AlN等）。等）。博学善建 | | 厚德大成区别点区别点普通陶瓷普通陶瓷特种陶瓷特种陶瓷原料原料天然矿物原料天然矿物原料人工精制化工原料和合成原料人工精制化工原料和合成原料成分成分主要

6、由粘土、长石、石英的产地主要由粘土、长石、石英的产地决定决定原料是纯化合物，由人工配比决定原料是纯化合物，由人工配比决定成型成型注浆、可塑法、压制法成型为主注浆、可塑法、压制法成型为主模压、热压铸、轧膜、流延、等静压、模压、热压铸、轧膜、流延、等静压、注射成型为主注射成型为主烧成烧成温度一般在温度一般在1350以下，燃料以下，燃料以煤、油、气为主以煤、油、气为主结构陶瓷常需结构陶瓷常需1600 左右高温烧结，左右高温烧结，功能陶瓷需精确控制烧成温度，燃料以功能陶瓷需精确控制烧成温度，燃料以电、气、油为主电、气、油为主加工加工一般不需加工一般不需加工常需切割、打孔、磨削、研磨和抛光常需切割、打孔

7、、磨削、研磨和抛光性能性能以外观效果为主，较低力学性能以外观效果为主，较低力学性能和热性能和热性能以内在质量为主，常呈现耐温、耐腐蚀、以内在质量为主，常呈现耐温、耐腐蚀、耐磨损和各种电、光、热、磁、敏感、耐磨损和各种电、光、热、磁、敏感、生物性能生物性能用途用途餐具、陈设品和墙地砖、卫生洁餐具、陈设品和墙地砖、卫生洁具具主要用于宇航、能源、冶金、机械、交主要用于宇航、能源、冶金、机械、交通、家电、化工、环保等行业通、家电、化工、环保等行业特种陶瓷与普通陶瓷的主要区别特种陶瓷与普通陶瓷的主要区别博学善建 | | 厚德大成广义的陶瓷概念：广义的陶瓷概念：用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材用陶瓷生

8、产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。料和制品的通称。德国陶瓷协会：德国陶瓷协会：“陶瓷是化学工业或化学生产工艺的一个分陶瓷是化学工业或化学生产工艺的一个分支，包括陶瓷材料和器物的制造或进一步加工成陶瓷制品支，包括陶瓷材料和器物的制造或进一步加工成陶瓷制品( (元元件件) )。陶瓷材料属于无机非金属材料，最少含。陶瓷材料属于无机非金属材料，最少含3030结晶体。一结晶体。一般是在室温中将原料成型，通过般是在室温中将原料成型，通过800800以上的高温处理，以获以上的高温处理，以获得这种材料的典型性质。有时也在高温下成型，甚至可经过得这种材料的典型性质。有时也在高温下成型，甚至可经过熔化及

9、析晶等过程。熔化及析晶等过程。”美国和日本等国：美国和日本等国：Ceramics是包括各种硅酸盐材料和制品在是包括各种硅酸盐材料和制品在内的无机非金属材料的通称，不仅指陶瓷，还包括水泥、玻内的无机非金属材料的通称，不仅指陶瓷，还包括水泥、玻璃、搪瓷等材料。璃、搪瓷等材料。博学善建 | | 厚德大成2. 陶瓷的分类陶瓷的分类(1) 按陶瓷概念和用途来分类按陶瓷概念和用途来分类 陶瓷陶瓷普通陶瓷普通陶瓷特种陶瓷特种陶瓷日用陶瓷日用陶瓷(包括艺术包括艺术陈列陶瓷陈列陶瓷) 建筑卫建筑卫生陶瓷生陶瓷 化工陶瓷化工陶瓷 化学瓷化学瓷 电瓷电瓷及其它及其它工业用陶瓷工业用陶瓷 结构陶瓷结构陶瓷功能陶瓷功能

10、陶瓷博学善建 | | 厚德大成结构陶瓷结构陶瓷具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、高强度、高硬度等特具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、高强度、高硬度等特点，点，主要是用于耐磨损、高强度、耐热、耐热冲击、硬质、高主要是用于耐磨损、高强度、耐热、耐热冲击、硬质、高刚性、低热膨胀性和隔热等结构陶瓷材料。刚性、低热膨胀性和隔热等结构陶瓷材料。不同形状的特种结构陶瓷件博学善建 | | 厚德大成 结构陶瓷由于主要用于工业或工程上，因此近年来结构陶瓷由于主要用于工业或工程上，因此近年来更多地被称作更多地被称作“工程陶瓷工程陶瓷”（engineering ceramics）。）。v如如切削刀具、航天器的喷嘴、喷气发动机的叶

11、片切削刀具、航天器的喷嘴、喷气发动机的叶片，发动，发动机的其它零、部件等。机的其它零、部件等。 v此外，氧化铝陶瓷的耐磨性、耐腐蚀性、高比重极适合此外，氧化铝陶瓷的耐磨性、耐腐蚀性、高比重极适合用作用作油田深井泵中的阀球与阀座油田深井泵中的阀球与阀座，可使寿命大大提高。，可使寿命大大提高。v在在钢铁工业钢铁工业中的钢水连铸、高炉风口等高温、磨损、侵中的钢水连铸、高炉风口等高温、磨损、侵蚀的工作部位中采用高温结构陶瓷。蚀的工作部位中采用高温结构陶瓷。v在在纺织工业纺织工业的耐磨损、防静电等工作场合中亦有高温结的耐磨损、防静电等工作场合中亦有高温结构陶瓷的用武之地。构陶瓷的用武之地。博学善建 |

12、| 厚德大成 功能陶瓷功能陶瓷中包括电磁功能、光学功能和生物中包括电磁功能、光学功能和生物-化学功能等陶化学功能等陶瓷制品和材料，此外还有核能陶瓷和其它功能材料等。瓷制品和材料，此外还有核能陶瓷和其它功能材料等。功能陶功能陶瓷瓷具有特殊的性质和功能，如压电、铁电、半导体、绝缘、超具有特殊的性质和功能，如压电、铁电、半导体、绝缘、超导、磁性、生物相容性等。由于性能特殊，这类陶瓷在电子通导、磁性、生物相容性等。由于性能特殊，这类陶瓷在电子通讯、广播电视、医学工程等领域得到了广泛的应用。讯、广播电视、医学工程等领域得到了广泛的应用。电子绝缘件电子绝缘件氧化锆陶瓷光学导管氧化锆陶瓷光学导管博学善建 |

13、 | 厚德大成（2）按坯体的物理性能分类）按坯体的物理性能分类n按陶瓷制品的坯体结构及其相应的基本物理性能的不同来分按陶瓷制品的坯体结构及其相应的基本物理性能的不同来分类，是较为科学的一种分类方法。类，是较为科学的一种分类方法。按陶瓷坯体的结构不同和按陶瓷坯体的结构不同和所标志的坯体致密度的不同，把所有陶瓷制品分为两大类：所标志的坯体致密度的不同，把所有陶瓷制品分为两大类：陶器和瓷器。陶器和瓷器。陶器陶器：坯体结构较疏松，致密度较差，有一定的吸：坯体结构较疏松，致密度较差，有一定的吸水率（水率（3%），断面粗糙无光，无半透明性（不透），断面粗糙无光，无半透明性（不透光），敲之声音粗哑（沉浊）。

14、光），敲之声音粗哑（沉浊）。瓷器瓷器：坯体结构致密，基本上不吸水（：坯体结构致密，基本上不吸水（3%），有），有一定的半透明性（透光），断面呈石状或贝壳状，一定的半透明性（透光），断面呈石状或贝壳状，敲之声音清脆。敲之声音清脆。博学善建 | | 厚德大成性能及特征性能及特征陶器陶器瓷器瓷器吸水率吸水率/一般大于一般大于3一般不大于一般不大于3透光性透光性不透光不透光透光透光胎体特征胎体特征未玻化或玻化程度差、未玻化或玻化程度差、断面粗糙断面粗糙玻化程度高、结构致玻化程度高、结构致密、细腻，断面呈石密、细腻，断面呈石状或贝壳状状或贝壳状敲击声敲击声沉浊沉浊清脆清脆表表1 普通陶瓷分类普通陶瓷分类

15、博学善建 | | 厚德大成名称名称粗陶器粗陶器普通陶器普通陶器细陶器细陶器特征特征吸水率一般大于吸水率一般大于15%，不施釉，不施釉，制作粗糙制作粗糙吸水率一般不大于吸水率一般不大于12，断面颗粒较，断面颗粒较粗，气孔较大，表粗，气孔较大，表面施釉，制作不够面施釉，制作不够精细精细吸水率一般不大吸水率一般不大于于15，断面颗，断面颗粒细，气孔较小，粒细，气孔较小，结构均匀，施釉结构均匀，施釉或不施釉，制作或不施釉，制作精细精细表表 2 普通普通陶器分类陶器分类博学善建 | | 厚德大成名称名称炻瓷类炻瓷类普通瓷器普通瓷器细瓷器细瓷器特征特征吸水率一般不吸水率一般不大于大于3透光透光性差，通常胎

16、性差，通常胎体较厚，呈色，体较厚，呈色，断面呈石状，断面呈石状，制作较精细制作较精细吸水率一般不吸水率一般不大于大于1有一有一定透光性，断定透光性，断面呈石状或贝面呈石状或贝壳状，制作较壳状，制作较精细精细吸水率一般不吸水率一般不大于大于0.5，透光性好，断透光性好，断面细腻，呈贝面细腻，呈贝壳状，制作精壳状，制作精细细表表3 普通普通瓷器分类瓷器分类博学善建 | | 厚德大成 约约80008000年前：裴李岗文化时期的年前：裴李岗文化时期的陶器。出土于河南省郑州市新郑市陶器。出土于河南省郑州市新郑市裴李岗村。出土的陶器主要以泥质裴李岗村。出土的陶器主要以泥质红陶和夹砂红陶为主，红陶在中国红陶

17、和夹砂红陶为主，红陶在中国出现最早，烧成温度出现最早，烧成温度900900左右。左右。二、我国陶瓷发展简史及其伟大成就二、我国陶瓷发展简史及其伟大成就（一）陶瓷的起源和演变（一）陶瓷的起源和演变博学善建 | | 厚德大成 约约7000年前：浙江河姆渡遗年前：浙江河姆渡遗址（公元前址（公元前5005130年）：出土陶器有釜、罐、年）：出土陶器有釜、罐、盆、盘钵盆、盘钵1） 新石器时代的陶瓷新石器时代的陶瓷博学善建 | | 厚德大成 约约6000年前：西安半坡遗址年前：西安半坡遗址（仰韶文化时期）：彩陶（仰韶文化时期）：彩陶1） 新石器时代的陶瓷新石器时代的陶瓷博学善建 | | 厚德大成 仰韶文化

18、时期陶器仰韶文化时期陶器 1972年河南省郑州市大河村出土年河南省郑州市大河村出土彩陶双连壶彩陶双连壶 1） 新石器时代的陶瓷新石器时代的陶瓷博学善建 | | 厚德大成 山东历城县龙山镇出现了山东历城县龙山镇出现了“黑陶黑陶”。所以这个时期称为。所以这个时期称为“龙山文化龙山文化”时时期，又称期，又称“黑陶文化黑陶文化”。龙山黑陶在烧制技术上有了显著进步，它广泛采用。龙山黑陶在烧制技术上有了显著进步，它广泛采用了轮制技术，因此，器形浑圆端正，器壁薄而均匀，将黑陶制品表面打磨光了轮制技术，因此，器形浑圆端正，器壁薄而均匀，将黑陶制品表面打磨光滑，乌黑发亮，薄如蛋壳，厚度仅滑，乌黑发亮，薄如蛋壳，

19、厚度仅1mm，人称，人称“蛋壳陶蛋壳陶”。龙山文化时期出土的黑陶（距今约龙山文化时期出土的黑陶（距今约46004000年）年）1） 新石器时代的陶瓷新石器时代的陶瓷博学善建 | | 厚德大成 约4500年前：甘肃马家窑（马家窑，公元前2550100年）：彩陶、黑陶1） 新石器时代的陶瓷新石器时代的陶瓷博学善建 | | 厚德大成 约4000年前：中原地区（龙山文化，公元前2000前后）：彩陶、黑陶1） 新石器时代的陶瓷新石器时代的陶瓷博学善建 | | 厚德大成2 2）夏商周时期的陶瓷）夏商周时期的陶瓷 约40003000年前：夏商周时期的陶瓷：彩陶、白陶、釉陶博学善建 | | 厚德大成3 3）秦

20、汉时期的陶瓷）秦汉时期的陶瓷 秦汉时期：瓦当、汉砖、兵马俑、铅釉陶秦汉时期：瓦当、汉砖、兵马俑、铅釉陶博学善建 | | 厚德大成 秦汉时期：瓦当、汉砖、兵秦汉时期：瓦当、汉砖、兵马俑、铅釉陶马俑、铅釉陶3）秦汉时期的陶瓷）秦汉时期的陶瓷博学善建 | | 厚德大成4 4） 唐宋时期的陶瓷唐宋时期的陶瓷隋唐时期隋唐时期 ：彩陶、白陶：彩陶、白陶原始瓷器发展，越原始瓷器发展，越窑瓷窑瓷博学善建 | | 厚德大成4 4） 唐宋时期的陶瓷唐宋时期的陶瓷隋唐时期隋唐时期 ：邢窑瓷：邢窑瓷博学善建 | | 厚德大成4 4） 唐宋时期的陶瓷唐宋时期的陶瓷隋唐时期 ：唐三彩博学善建 | | 厚德大成4 4） 唐

21、宋时期的陶瓷唐宋时期的陶瓷 宋朝：中国瓷器的鼎盛时期：定窑博学善建 | | 厚德大成4 4） 唐宋时期的陶瓷唐宋时期的陶瓷宋朝：汝窑博学善建 | | 厚德大成4 4） 唐宋时期的陶瓷唐宋时期的陶瓷宋朝：官窑、哥窑博学善建 | | 厚德大成4 4） 唐宋时期的陶瓷唐宋时期的陶瓷宋朝：钧窑博学善建 | | 厚德大成4 4） 唐宋时期的陶瓷唐宋时期的陶瓷宋朝：景德镇瓷器博学善建 | | 厚德大成4 4） 唐宋时期的陶瓷唐宋时期的陶瓷宋朝：唐宋长沙窑5 5） 近代的瓷器近代的瓷器景德镇陶瓷：青花玲珑、青花釉里红、 斗彩、薄胎博学善建 | | 厚德大成醴陵：釉下五彩、红官窑、炻瓷5 5） 近代的瓷器近代

22、的瓷器博学善建 | | 厚德大成5 5） 近代的瓷器近代的瓷器长沙：中国红瓷博学善建 | | 厚德大成5 5） 近代的瓷器近代的瓷器骨瓷：英国、韩国、唐山博学善建 | | 厚德大成v我国学者刘秉诚从传统陶瓷的表观结构出发，我国学者刘秉诚从传统陶瓷的表观结构出发，认为我国陶瓷的发展历程，经历了三个重大飞认为我国陶瓷的发展历程，经历了三个重大飞跃：商、周时代的釉陶是陶器的跃：商、周时代的釉陶是陶器的第一个飞跃第一个飞跃；从釉陶发展到具有半透明的釉，而胎还是欠致从釉陶发展到具有半透明的釉，而胎还是欠致密的瓷器，是密的瓷器，是又一个飞跃又一个飞跃；以后在此基础上发；以后在此基础上发展成为更具有半透明的

23、胎的瓷器，是展成为更具有半透明的胎的瓷器，是第三个飞第三个飞跃。跃。（二）由陶到瓷的发展过程和瓷器的发明（二）由陶到瓷的发展过程和瓷器的发明从陶器到瓷器是我国陶瓷生产史上的一个重大飞跃，从陶器到瓷器是我国陶瓷生产史上的一个重大飞跃，世界人民公认瓷器是我国古代的伟大发明之一，中国世界人民公认瓷器是我国古代的伟大发明之一，中国是瓷器（是瓷器（china）的祖国。）的祖国。博学善建 | | 厚德大成v近年来，航天飞机外壳上所用的陶瓷耐近年来，航天飞机外壳上所用的陶瓷耐热耐磨绝缘材料，以及近代材料科学领热耐磨绝缘材料，以及近代材料科学领域内出现的各种技术陶瓷和特种功能陶域内出现的各种技术陶瓷和特种功能

24、陶瓷，则可看作是陶瓷发展的瓷，则可看作是陶瓷发展的第四个第四个“飞飞跃跃”。博学善建 | | 厚德大成（三）制瓷技术的外传及其对世界陶瓷的影响（三）制瓷技术的外传及其对世界陶瓷的影响v中国瓷器对世界各国的影响很大，在文化发展中国瓷器对世界各国的影响很大，在文化发展和瓷器制造技术方面都有过直接或间接的影响。和瓷器制造技术方面都有过直接或间接的影响。v在在唐代唐代，中国瓷器即以新兴的商品进入国际市，中国瓷器即以新兴的商品进入国际市场，销往日本、印度、波斯以及埃及等。场，销往日本、印度、波斯以及埃及等。v明代明代郑和七次下西洋，把中国的瓷器带到了所郑和七次下西洋，把中国的瓷器带到了所经各国。其中所输

25、出的瓷器，绝大部分是景德经各国。其中所输出的瓷器，绝大部分是景德镇所产。镇所产。博学善建 | | 厚德大成v清代初期到中叶清代初期到中叶，中国瓷器除在欧洲也有广大市，中国瓷器除在欧洲也有广大市场外，也销往美洲、非洲、大洋洲等。场外，也销往美洲、非洲、大洋洲等。v中国瓷器自中国瓷器自7世纪初传到世界各国后，各国竞相世纪初传到世界各国后，各国竞相仿造。仿造。埃及、伊拉克、土耳其等国所制瓷器的风埃及、伊拉克、土耳其等国所制瓷器的风格，均能不同程度地看出一些中国的影响。格，均能不同程度地看出一些中国的影响。中国中国瓷器，为人类文化的进步做出了重大贡献，世界瓷器，为人类文化的进步做出了重大贡献，世界各国

26、的瓷器在早期其设计的风格、造型等方面以各国的瓷器在早期其设计的风格、造型等方面以及工艺制作过程，都能找出其源自中国的痕迹。及工艺制作过程，都能找出其源自中国的痕迹。博学善建 | | 厚德大成三、陶瓷在现代化建设中的作用三、陶瓷在现代化建设中的作用1 ）陶瓷是人民日常生活中所不可缺少的日用品。如）陶瓷是人民日常生活中所不可缺少的日用品。如餐具（碗、碟子等）、茶具（杯子、茶壶等）和容餐具（碗、碟子等）、茶具（杯子、茶壶等）和容器。器。2）瓷器是我国的伟大发明，在国际上享有很高声誉，）瓷器是我国的伟大发明，在国际上享有很高声誉，在对外交往中，瓷器常作为我国的传统礼品与各国在对外交往中，瓷器常作为我国的传统礼品与各国交流。交流。博学善建 | | 厚德大成3）建筑工业中的砖、瓦、管道、以及卫生洁具等）建筑工业中的砖、瓦、管道、以及卫生洁具等需要量很大，电力、