15第十章陶瓷

1、授课时间：第十六周（2010年12月15日） 星期三上午8:0011:00 授课地点：第2教学楼407 授课内容：第三编 无机非金属材料及其制品第十章陶瓷本次课主要讲授内容提纲 一、陶瓷的分类 1、传统陶瓷的分类 2、特种陶瓷的分类 3、复合陶瓷 二、传统陶瓷基础知识1、传统陶瓷的生产（简略）2、传统陶瓷的组成（略）3、传统陶瓷的缺陷（略） 4、传统陶瓷的性质三、日用陶瓷制品1、日用陶瓷规格2、日用陶瓷的技术要求in四、釉面内墙砖I3J（一）釉面内墙砖的主要品种（二）釉面内墙砖的技术要求I三1、外观质量2、尺寸及平整度允许偏差3、性能指标五、陶瓷锦砖（一）陶瓷锦砖的品种1、品种2、规格（二）陶

2、瓷锦砖的技术要求1、尺寸允许偏差2、单块锦砖的质量要求3、成联锦砖的质量要求（三）陶瓷锦砖的标志、包装、运输和贮存第十章陶瓷陶瓷的概念分狭义和广义两种理解。历史形成的传统陶瓷的概念是指由粘土、长 石和石英等无机物质的混合物经磨细、成型、干 燥、烧成而得到的制品的总称，泛指陶瓷、玻璃、 砖瓦、耐火材料、搪瓷、水泥等，上述产品中都 含有硅酸盐，因此也称为硅酸盐制品。1随着科学技术的进步,现在还包括用其它原 料按照陶瓷制造工艺制成的制品，如石灰制品、 炭素材料、氧化物磨料以及氮化物、硼化物等， 现代的陶瓷概念基本上包括了所有的无机非金 属材料。一、陶瓷的分类陶瓷按发展年代大致可分为三类，传统陶 瓷、

3、特种陶瓷和复合陶瓷。1、传统陶瓷的分类传统陶瓷是指采用粘土、长石和石英等无机 非金属天然矿物为原料，经粉碎、混合、磨细、 成型、干燥、烧成等传统工艺制成的产品。传统陶瓷目前没有统一的分类方法。大致有 两种分类方法。（1）传统陶瓷按坯体质地分类传统陶瓷按坯体质地分为陶器、炻器和瓷 器，如表下表所示。表 常见的陶瓷分类（P342）类别特 征常见制品釉坯体颜色吸水率（%）粗陶无釉带有颜色1822砖、瓦、陶管、盆、罐陶器精陶有釉白色或 象牙色912釉面砖、建筑卫生陶瓷粗炻器有釉带有颜色48外墙面砖、铺地砖炻器细炻器有釉白色或 带有颜色13日用器皿、有釉陶瓷锦砖、卫生陶瓷、 化工及电器工业用陶瓷瓷器粗瓷

4、有釉白色1墙地砖、陶瓷锦砖细瓷用餐茶具、陈设瓷、电瓷、美术用瓷（2）传统陶瓷按用途分类传统陶瓷按用途又分为陈陶瓷、日用陶瓷、 建筑陶瓷、卫生陶瓷、化工陶瓷和电瓷等。陈陶瓷主要包括各种装饰品。日用陶瓷按用途分为盘碟类，碗类，壶类， 杯类，其它器物类；按器形分为：扁平制品， 小空心制品，大空心制品；按规格分为：小 型，中型，大型，特型。I三17建筑陶瓷主要包括墙体制品，如建筑砖瓦 等；装饰陶瓷，如釉面砖、外墙面砖、地砖、 琉璃瓦等；工艺陶瓷，如彩陶、陶瓷壁挂、 陶瓷壁画等。卫生陶瓷主要包括用于卫生设施的带釉陶 瓷制品，如面盆、浴盆等。化工陶瓷主要包括衬里材料、阀和管道、塔 和容器、泵和风机等。1=

5、-电瓷按电压分为低压电瓷（1KV）、高压电 瓷（1110KV）、超高压电瓷（ 110KV）； 按用途分为线路用电瓷、电器用电瓷和电站 用电瓷。2、特种陶瓷的分类特种陶瓷是指以精制的高纯、超细人工合成 的无机化合物为原料，采用精密控制的制备工艺 烧结，具有远胜于以往传统陶瓷性能的先进陶 瓷。特种陶瓷按其功能和用途可分为结构陶瓷、 功能陶瓷、生物陶瓷、纳米陶瓷和复合陶瓷等。结构陶瓷。结构陶瓷是指具有力学和机械性 能及部分热学和化学功能的精细陶瓷。功能陶瓷。功能陶瓷是指利用其电、磁、声、 光、热、弹等直接效应及其耦合效应所提供 的一种或多种性质来实现某种使用功能的 先进陶瓷。功能陶瓷主要包括电功能陶

6、瓷、 磁功能陶瓷、半导体陶瓷等。III生物陶瓷。生物陶瓷是指用作生物医学材料 的陶瓷材料，主要用于人体骨骼-肌肉系统 的修复和替换，也用于心血管系统的修复， 以及药物运达和缓释载体。纳米陶瓷。纳米陶瓷是由纳米结构组成的新 型陶瓷材料，其中晶粒尺寸、晶界宽度、第 二相尺寸、气孔尺寸、缺陷尺寸都只限于纳 米量级水平。3、复合陶瓷的分类 特种陶瓷从化学组成上朝两个方向发展，一个是高纯，一个是复合。高纯是指某些单相陶瓷要求极高的纯度，也指复合陶瓷中组成相要求高纯度，以保证材料的 性能。复合陶瓷是陶瓷材料中最活跃的研究领域， 复合化是陶瓷材料的主要发展方向。例如金属陶 瓷，就是由陶瓷与金属复合组成的，一

7、般以陶瓷 作为基体材料，因此归属于陶瓷材料。二、传统陶瓷基础知识（一）传统陶瓷的生产（简略）陶瓷制品的生产工艺主要包括配料、制坯成 型、施釉和烧成等工序。有釉陶瓷制品根据焙烧次数分为一次烧成 和二次烧成两种工艺。一次烧成是坯体干燥后即 上釉，坯体与釉同时烧成。二次烧成是坯体干燥 后先素烧，然后再施釉入窑釉烧。无釉陶瓷制品是在配料中加入适当的着色氧化物，坯体干燥后直接烧成。陶瓷生产工艺流程如下图所示。图传统陶瓷生产工艺流程示意图釉一一是附着于陶瓷坯体表面的玻璃质致 密层。釉具有一定的光泽和颜色，在赋予制品平 滑光亮的表面、保护釉下装饰图案、遮盖坯体缺 陷的同时，提高了制品的抗渗性、热稳定性、化

8、学稳定性和机械强度，增强了陶瓷材料的使用功 能和装饰效果。III（二）传统陶瓷的组成（略）（三）传统陶瓷的缺陷（略）（四）传统陶瓷的性质1、力学性质（1）强度I三陶瓷具有很高的抗压强度，较低的抗拉强 度、抗折强度和抗冲击强度。一般陶瓷的抗拉强 度只能达到102MPa数量级，约为其抗压强度的 1/10，陶瓷制品在使用中抗拉强度尤为重要。（2）硬度III陶瓷的硬度为划痕硬度，常采用莫氏硬度反 映材料硬度的相对大小。陶瓷具有很高的硬度， 但是随着温度的升高而降低。莫氏硬度一一表示矿物硬度的一种标准。莫 氏硬度从小到大分为十级，具体排序如下：1级滑石（3MgO4SiO2H2O）2级石膏（。成042H2

9、O）3级一一方解石（CaCO3）4级萤石（CaF2）级磷灰石（Ca5（PO4）3F Ca5（PO4）3F ）级一一正长石（K2O - Al2O3 . 6SiO2）7级一石英（SiO2）8 级一黄玉（Al2SiO4（F,OH）2）9级一刚玉（Al2O3）10级一金刚石（C）2、热性质陶瓷的热性质是陶瓷制品的主要性能之一， 常用热容、热膨胀系数、热传导速率及抗热震性 来表征。3、光学性质iirJ光学性质通常是指光照射到物体表面被反 射、折射、散射、吸收等性质。对陶瓷制品来说， 主要是指透光性，瓷器通常具有高度透光性。三、日用陶瓷制品1、日用陶瓷规格日用陶瓷的规格如下表所示。表日用陶瓷的规格小型中型

10、大型特型盘碟类口径mm350碗类口径mm250壶类容量mm32400杯类口径mm25.0厚度4.00.20.44.54.5成联陶瓷锦砖的线路为25mm,联长 分为 284.0mm、295.0mm、305.0mm 和 325.0mm线路是指单块陶瓷锦砖之间的间距。成联陶瓷锦砖的线路、联长的尺寸允许偏差 应符合下表的要求。有特殊要求的尺寸偏差可由 供需双方商定。表成联陶瓷锦砖尺寸允许偏差项目尺寸允许偏差优等品合格品线路2.05.0土 0.61.0联长284.02.53.5295.0305.0-0.5-1.0325.02、单块锦砖的质量要求陶瓷锦砖按外观质量和尺寸允许偏差分为优等品和合格品，各等级产

11、品的外观质量和尺 寸允许偏差应符合标准的要求。吸水率。无釉陶瓷锦砖的吸水率应不大 于0.2%，有釉陶瓷锦砖的吸水率应不大于 1.0% 0IIIIIIIII耐急冷急热性。将烘箱升温至比室内冷 水温度高1402C，把试样迅速放入烘箱内，在 此温度条件下保持30min，取出试样，立即放入 冷水中，5min后从水中取出试样，擦干试样表 面。用涂墨水法检查有无裂纹。有釉锦砖经急冷 急热试验不裂，对无釉锦砖不作要求。抗压强度。陶瓷锦砖的抗压强度为 1525Mpa。耐酸碱性。陶瓷锦砖的耐酸度大于 95%，耐碱度大于84%o3、成联锦砖的质量要求陶瓷锦砖与铺贴衬材（牛皮纸）应粘结 牢固，不得在运输或铺贴施工时脱落。陶瓷锦砖侵水后应脱纸方便，正面贴纸 陶瓷锦砖脱纸时间不应大于40min。陶瓷锦砖脱 纸试验：将正面粘贴的砖联平放在平底容器内，铺贴纸向上，用水浸透，在40min之内捏住的 贴纸的一角折180,沿对角线方向揭纸，所有 锦砖均应脱落。色差。联内及联间锦砖色差要求是：优 等品目测应基本一致；合格品目测允许稍有色 差。锦砖辅贴成联后，不允许铺贴纸露出。（三）陶瓷锦砖的标志、包装、运输和贮存1、标志每联陶瓷锦砖要印有生产厂名、商标。2、包装（1）