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文档简介
中国名陶瓷概论与鉴赏
主讲教师耿谦绪论一、陶瓷的概念与分类二、中国陶瓷发展概况三、中国陶瓷对世界的影响四、陶瓷在国民经济中的作用五、名陶瓷的概念一、陶瓷的概念与分类
中国是世界著名的陶瓷古国,特别是瓷器又是我国古代劳动人民的一项伟大发明。
作为珍贵的文化遗产和精美的艺术品,汇成了内涵丰富的陶瓷文化,并成为中国的国粹,永远值得后人敬佩和引以自豪。
※陶瓷制品与人们生活息息相关,是现代工业的一大支柱;
※陶瓷是文化的结晶,是艺术的精华;
※陶瓷的发明,是人类社会发展史上划时代的标志;
※也是我们中华民族对世界物质文明作出的又一重大贡献。考证:我国陶器的烧制已有近万年的历史.而瓷器的出现距今已有1800余年的历史。(一)陶瓷的概念1、陶瓷传统的定义陶瓷是陶器、炻器、瓷器的通称。
是以粘土为主要原料,经过粉碎、成型、煅烧等工艺过程得到的制品。特点;外型坚硬、耐水、致密、可人为造型;在工艺上是经过锻烧而成的工艺岩石。2、广义陶瓷的定义以传统陶瓷生产工艺方法生产的制品统称为陶瓷。
如:高温涂层材料、导电材料、钠灯管材料、高温结构材料。(二)陶瓷的分类
1、陶器坯体烧结程度差,表面无光泽,胎体不透光,机械强度低,敲击声沉浊、断面粗糙、吸水率大于3,例如;陶盆、缸、罐、美术陶瓷其吸水率小于15%。2、瓷器吸水率小于1%、透光性好、坯体玻化或部分玻化、断面细腻、敲击时声清脆、制作精细;
二、中国陶瓷发展概况
瓷器的发明和发展经历了从陶器到瓷器、从低级到高级的演变过程。(一)
陶的起源据考古出土的陶器为证:1、浙江余姚河姆渡遗址出土的陶器(1973年发现)距今有7000年;2、河北武安磁山出土陶器(1978年发现)距今有7500年3、广西桂林甑皮岩遗址出土的陶器距今有8500年;4、江西万年大源仙人洞出土陶器更为古老,应将其再提前2000年;显而易见,我国陶器产业应起源于1万年以前。特征:红褐色居多、手工成型、坯体壁厚、造型不均、表面粗糙。(二)由陶演变为瓷的发展过程1、彩陶的出现
仰韶文化:最为著名的是距今6000~7000年前,在河南渑池仰韶村的彩陶,陶器表面有几何图案、造型简朴、厚薄均匀;
此后,在陕西、山西、河北发现了其表面绘有精美图案并带文字的彩陶。3、釉陶的产生距今约3000年的商代中期,在原有陶器表面施釉,使之可防水、防腐、提高强度。此举成为陶瓷发展史上陶→瓷的第一次飞跃。4、瓷器的发明东汉晚期(距今1800年),开始出现了瓷器。从釉陶→瓷器是陶瓷发展史上第二次飞跃,这一变化具备了三个重大突破和三个重要阶段。三个重大突破:1)坯、釉原料选择较前更精细;2)釉层加厚;3)烧成温度提高三个重要阶段:陶器→釉陶→瓷器三、中国陶瓷对世界的影响
早在唐代,陶瓷经由“丝绸之路”运往中亚西亚;通过海路输入巴基斯坦、埃及等南海沿岸一些国家。
入宋后,葡萄牙人已成为贸易主力,将中国瓷器借海路大量运往欧洲;当时出口的数量每年有几十万件之多。四、陶瓷在国民经济中的作用
日常生活中:陶瓷不仅是人们不可缺少的日用品,而且又是制造美术瓷、陈设陶瓷的最耐久最富于装饰性的材料。其装饰效果是其它材料无法替代的。
建筑工业中:砖、瓦、管道、卫生洁具等其在储多方面需求量非常大。现代工业中,陶瓷又在国防工业和尖端科学技术领域(如航空、航天、半导体、高温材料、新元件)中广泛使用。五、名陶瓷的概念“名陶瓷”一词是泛指的概念,可包括为:1、名窑烧制的精品;2瓷质优良、结构细腻、光泽如玉的各种瓷质的精品;3具有特殊艺术装饰、造型及绝无伦比的技艺精品。第一章陶瓷的宏观性质和使用性能一、物理性质1、机械强度制品经受抗压、抗张、抗折、抗冲击的能力,通常以抗折强度表征。即制品抵抗弯曲被折断时的最大应力。2、热稳定性
制品耐急冷急热的性能;即抵抗外界温度急剧变化而不出现裂纹和破损的能力。
通常热稳定性的好坏以其最大耐热温差(Δf)表示。
如:某种瓷的耐热温度为180℃。
3、力学性质
陶瓷制品抵抗划痕、压痕的能力,通常以摩氏硬度或维氏硬度表征。
摩氏硬度:指矿物抵抗划痕的能力。即用10个已知硬度的标准矿物,对未知硬度的矿物顺次划痕,以对应标准矿物的级别表示。4、化学稳定性:瓷器抵抗酸、碱、化学药品侵蚀破坏的能力。通常以式样在酸、碱中的水解度表示。三、光学性质(表观性能)光学性质主要指瓷器的白度、光泽度、透光度。1、白度指陶瓷表面对白光的本体反射能力。
白度值以试样对标准白板的漫反射强度的相对比值表示。国标规定日用瓷白度A>70%以上。2、光泽度指陶瓷釉面对入射光的镜面反射能力。光泽度值以标准黑玻璃镜面反射强度与试样对镜面反射强度的相对比值表示。国标规定日用瓷光泽度应>114%以上。第三章陶瓷坯料制备一、主要原料及其作用
俗话说“原料是基础,烧成是关键、成型是必不可少的重要环节”。通常,陶瓷原料包括天然矿物原料、化工原料、辅助原料。在此主要介绍生产中用量最大、最广的天然矿物原料(粘土、石英、长石)。(一)粘土原料
1、粘土的概念粘土是自然界土壤经长期风化而形成的一种呈疏松状、块状、胶状的天然物质。是多种微细颗粒(φ=2um)组成的混合体。它与水调和后,可塑成各种形状,干燥后仍保持原有形状,而不开裂,煅烧后成为坚硬的岩石。3、黏土的分类1)按成因和产状分为一次粘土:粗颗粒较多、可塑性差、耐火度较高、纯度高;二次粘土:细颗粒较多、可塑性好、耐火度较低、纯度低;2)按工艺性能和硬度分为软质粘土:可塑性高、粒细、分散度高、常呈疏松状、如膨润土、紫木节;硬质粘土:呈块状或石状、分散度小,如大同土、瓷石等。3)按矿物类型分为高岭石土、叶腊石土、蒙脱石土等。5、粘土的工艺性能粘土的工艺性能主要包括可塑性、结合性、收缩性、干燥性、烧结性等。
1)可塑性:含水的粘土泥团,在外力的作用下产生变形而不开裂,当外力除去后仍能保持其形状不变的性能。
2)结合性能
指塑性泥团干燥后仍能维持其原来形状而不散的性能。3)收缩性干燥收缩:粘土泥团干燥时,因其周围水分蒸发,颗粒间相互靠拢,引起体积的收缩。
烧成收缩:式样煅烧时,高温时经过一系列物理化学变化,再度引起的收缩。总收缩:干燥收缩与烧成收缩的和(一般粘土的总收缩在5~20%)。5、黏土在陶瓷生产中的作用※常温下的作用:A
是坯体中的Al2O3主要来源,决定了烧结性能;B
赋予坯体良好的可塑性和结合性,以满足干坯强度和耐火性能。C
有利于保证泥浆的良好悬浮性能和稳定能。※高温下的作用:A细分散的粘土颗粒与较粗的瘠性料相混,可以提高坯体的堆积密度,减少高温变形。B是结构中主晶相莫来石的主要来源,形成坯体骨架,极大的提高其机械强度、化学稳定性,赋予坯体良好的性能。(二)石英原料1、石英原料种类
根据产状、结晶程度、性质将石英分水晶、脉石英、石英岩、石英沙、燧石、硅藻土共六种。2、石英的性质及使用要求主要成分SiO2,含少量杂质,外观呈乳白色或灰色、半透明状,断面玻璃或脂肪光泽;莫氏硬度7、相对密度2.10~2.65;
熔点1713℃;
加热中有七种晶型转变,伴随体积收缩。使用要求:SiO2>97%、Fe2O3+TiO2<0.5%。3、石英在陶瓷生产中的作用常温下作用:石英是典型的瘠性原料,可调节泥料的可塑性,并降低坯体的干燥收缩、缩短干燥时间、防止坯体变形。高温下作用:高温下部分石英溶解于液相中、增加熔体粘度、抵抗高温变形。
而未熔石英形成坯体骨架、提高强度。在坯体中,熔融石英可填充瓷坯中空隙,使其达到致密化、提高强度和改善半透明性。(三)长石类原料
长石是不含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物,是陶瓷生产中最重要的熔剂原料。在高温加热中除自身熔化外,还与其它组分共融形成液相,最终使坯体烧结并致密化。2、长石的性质长石属瘠性原料,摩氏硬度为6、多为灰色、肉红色。断口呈玻璃光泽。熔点较低,具有助熔作用,高温阶段可溶解难熔物(粘土、石英)。3、长石在陶瓷生产中的作用常温时的作用:长石属于瘠性原料,可调节坯料的可塑性、减少干燥收缩;高温时的作用:※是良好的助熔剂,降低烧成温度;※长石熔体可填充于颗粒之间,使坯体致密,冷凝后,形成的玻璃相可增加坯体的透明度;二、塑性坯料的制备可塑坯料:用可塑状态的泥料加工成型的过程;注浆坯料:用浆料加工成型的过程:(一)坯料(长石质瓷)配方以长石、石英、粘土三种原料为主,按一定比例配合成坯料的方式,称为长石质瓷配方。以坯料中各种原料所占的重量百分比来表示;其特点:能够直观反映出所用原料的名称和用量。如粘土40~50%
石英25~35%
钾长石20~23%(三)坯料制备1、软质原料的拣选、洗涤和风化拣选:将杂质除去;风化:在外界光照、雨侵或冰冻后,使颗粒细化,组织达到均匀,提高使用性能;2、原料粉碎指单一原料在各种机械力的作用下(如挤压、撞击),使其粒度减小,分散度增大的过程。球磨方式:采用湿式球磨法,其球磨效率高、无粉尘;在球磨过程中水对原料微裂纹有霹雳作用。装载系数:料;球:水=1:1.5~2.5:0.8~1;球磨时间:12~15小时。3、过筛除铁与搅拌过筛:除去粗颗粒、杂质,改善坯料的性能;除铁:用磁选机除铁,减少制品表面的斑点;搅拌:采用螺旋桨式搅拌机,在六角浆池中搅拌,有利于物料混合和防止沉淀分层。4、压滤脱水球磨后泥浆的含水率一般为40~70%,通过压滤可除去多余水分。经压滤脱水后的泥料水分19~26%;5、陈腐与练泥陈腐(焖料):将泥丙在潮湿不通风的环境中储放一定时间,使泥料水分进一步均化、改善可塑性能的过程。储放时间,冬季>7天,夏季3~5天。练泥:使水分和各种组分均化,并排出泥料中的气体,提高泥料致密度和强度的过程。分为粗练、细练(抽真空)。三、注浆坯料的制备(一)注浆坯料应有的工艺性能⑴应具备良好的流动性,顺利实现浇注模型的操作;⑵含水率要降低,加入干料量的30~33%时,起似加入60~70%的流动性;⑶控制细度,确保其稳定性、悬浮性、触变性⑷注坯后,要保证坯体收缩率较低;⑸选择适当的电解质加入,以满足稀释性能。(二)稀释剂的选择和种类选择:具有水化能力大的一价阳离子,如Na+,可提供OH-,使系统呈碱性;种类:无机电解质:水玻璃、纯碱、氢氧化钠;有机电解质:腐植酸钠、单宁酸钠;聚合电解质:羧甲基纤维素等。(三)注浆坯料的制备流程原料的拣选处理→配料→球磨(加入稀释剂)→除铁→过筛→入浆池陈腐。第四章釉料制备一、釉及其作用釉系玻璃态物质。将其施于陶瓷表面,可使制品获得一层有光泽、坚硬、不吸水的表面。从而不仅改善了制品的各种性能,而且提高了陶瓷制品的实用性和艺术性。二、釉的分类(1)按制备方法分类:生料釉:直接将原料制成釉浆,未使用熟料;熔块釉:以熔块为主加适量生料制成的釉料。此釉是将配料中的一部分原料预先熔融,制成玻璃熔块,再与其它原料混合后研磨成釉浆。(2)按烧成温度分类:低温釉:烧成温度<1150℃;中温釉:烧成温度介1150~1250℃;高温釉:烧成温度>1250℃;3)按烧后特征分类:透明釉、乳浊釉、颜色釉、结晶釉、花釉、变色釉、无光釉等。五、釉料制备(一)生料釉制备原料拣选→洗涤→粗、中碎→配料→研磨→过筛→除铁→釉浆。二)工艺性能要求1、保证原料质量(严格拣选;将滑石、长石、氧化锌提前煅烧);2、保证细度适宜,控制在万孔筛余0.02~0.05%;3、保证釉浆PH值适中;PH=6~7;4、釉浆浓度调整适度、通常d=1.28~1.5。(二)熔块釉制备1熔块釉与生料釉比较,具有以下特点:A生料釉不可以用可溶性原料,而熔块釉可将此类原料制成不溶于水的熔块,减少了有害物质的溶析。B熔块釉成熟温度范围广,适应性强;C熔块釉比同一成分的生料釉易熔;2、熔块釉的制备方法(1)先制熔块:粉碎→细磨→混料(加入化工原料)→熔制(1250~1300℃)→急冷(备用);(2)熔块釉:熔块拣选→高龄土拣选→配料→研磨→过筛→除铁→釉浆。六、施釉方法1、准备工作清除毛坯表面的灰尘,增强吸釉效果;充分搅拌釉浆;比重调整适宜。2、浸釉法将坯件浸入静止的釉浆中,片刻后迅速提出。实用于小件制品的外釉。3、荡釉法将釉浆倒入空心坯件中,通过摇荡使釉浆上下左右流动而均匀涂敷在坯体内表面后,倒出余浆的方法。4、浇釉法将坯件置于旋转的电动辘轳上,通过向坯体中心浇釉浆;使的釉浆在离心力的作用下,均匀流散于坯体表面的方式。5、喷釉法用喷枪将釉浆雾化成细小的釉滴,并使之均匀涂敷在旋转的坯体表面的方法。6、刷釉法用毛笔蘸取釉浆涂刷于坯体上;适用于补釉或同一坯体上施几种釉(花釉)的制品。第五章成型与干燥(一)可塑成型法1可塑成型法利用坯泥具有的可塑性,通过模具和刀具施加外力,使之形成一定形状的方法。1)旋压成型:利用型刀和石膏模进行成型的一种方法。
旋压成型工艺要点:适用于较软的泥,含水率21~26%;坯表面需加水赶光;操作时要做到:投泥轻、投泥正、稳压刀、掸小水、赶光实、自己脱。2)滚压成型:利用滚头和石膏模成型的方法。滚压成型工艺要点:适用于较硬的泥,含水率18~22%;坯表面光滑、不需加水赶光;
操作时,滚头一面旋转、一面逐渐靠近泥料,并同时进行“滚”和“压”的作用。滚压成型又分为阳模成型和阴模成型二种:阳模成型:用滚压头成型坯体的外表面(外滚);合于成型扁平、敞口器皿以及内表面有花纹的制品。用滚压头成型坯体的内表面(内滚),适合于成型口径较小、较深的制品。阴模成型:滚头材料多用灰口铸铁(二)注浆法成型是基于多孔模型的吸水性,使浆料中分散的固体粒子,随水分扩散被多孔模型所吸附,堆积增厚而形成坯体的过程。注浆过程如下:泥浆→石膏模→逐渐形成坯体(达到要求厚度)→倒出余浆→继续吸水→自动脱模→毛坯。1、注浆成型对泥浆性能的要求:a泥浆流动性要好,流出时形成一条连续不断的细线;b泥浆稳定性要好,以保证成型后坯体的均匀;C泥浆渗透性性要强,有利于加快坯体的形成。2、对石膏模型的要求:模型吸水率要好(吸力大),一般要达到0.26~0.64大气压;工作面光洁耐用;
模型结构要合理,有利于脱模、取坯。3、注浆成型方法分类A
空心注浆(又称单面注浆):当注入的泥浆达到要求厚度时,倒出余浆而形成空心坯体的方法。B实心注浆(又称双面注浆):
注入浆体后,无析浆,而且要常续浆,形成实心坯体的方法。(三)石膏模型石膏模型是重要的辅助工具,其特点是:原料来源广泛,价格便宜;制作方便,成本低,使用广泛;复制清晰,棱角线条突出;吸水能力强,强度低,耐热性差。物理性能:无色透明、磨氏硬度2、产地多在兰州、山西、化学性能:在150~170℃,一个大气压下炒制成α-半水石膏,在225℃,一个大气压下炒制成β-石膏。二、干燥干燥是坯体水分蒸发,颗粒拉紧、致密增大的过程。既湿坯加热→表面吸附水蒸发→内、外表面形成温差→内部水分向表面迁移→表面继续蒸发→坯内水分不断排除→干燥。(二)干燥方法1热空气干燥:以热空气为热源进行干燥的方法。有室式和链式二种。室式干燥的特点:温度稳定、安全、占地大、不利于自动化;链式干燥的特点:工作连续、温度均匀、运行稳定、安全、占地小,有利于自动化;第六章烧成一、烧成的概念指陶瓷坯体在高温>1000℃至1350℃下,发生一系列物理化学反应后具有良好的结构,并使制品获得良好的性能和装饰效果特征的工艺过程。
二、烧成的分类一次烧成工艺:是将生坯上釉后,入窑在高温下煅烧一次的方法。优点:工艺过程简化、烧成周期短、能耗低、成本低。二次烧成工艺先将生坯素烧(在一定温度下),使之成瓷,然后施釉,再次入窑釉烧的方法。优点:素烧后的坯体具有多孔性,可快速施釉后形成平整釉面;三、装钵与装窑钵指匣钵:由耐火材料制作。有较高的耐火度、强度,是承放制品,入窑进行烧成的工具。目的:避免制品直接接触火焰;制品隔离,避免带釉制品粘结;匣钵间可规则堆码,有利于稳定。五、坯体在烧成中的物理化学变化坯体在整个连续烧成中,其变化可分为几个重要的阶段:1坯体残余水分蒸发阶段(室温~300℃)2氧化分解与晶形转变阶段(300~950℃);3玻化成瓷阶段(950℃~烧成温度);冷却阶段(烧成温度~800℃)。六、烧成制度烧成制度包括:温度制度、压力制度、气氛制度。其中温度、气氛制度根据产品而定,压力制度是保证前两者的重要条件。1、温度制度包括升温速度、烧成温度、保温时间以及冷却速度;(1)升温速度的确定室温~300℃30~70℃/hr300~950℃50~120℃/hr950~烧成温度30~50℃/hr(二)气氛制度与控制1、气氛类型A氧化气氛(氧化焰):指空气供给充分,燃烧完全时所产生的一种无烟而透明的火焰。燃烧产物中,B还原气氛(还原焰)指空气供给不充分,燃烧不完全时所产生的一种有烟而混浊的火焰。
(三)压力制度与控制压力制度是保证温度、气氛制度的条件。1、窑内压力的类型正压:指窑内压力大于窑外压力的条件;负压:指窑内压力小于窑外压力的条件;零压:指窑内压力等于窑外压力的条件;七、烧成缺陷及分析1、变形:表现特征为扭曲、歪斜、扁口、凹陷、不规则;产生原因:熔剂量过大、装钵不正、泥料水分过大、器
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