《20 陶瓷材料》讲义

《20陶瓷材料》讲义一、知识梳理（一）陶瓷材料的认识1、什么是陶瓷材料同学们，咱们日常生活中能看到很多陶瓷制品呢，像家里的碗、花瓶，还有瓷砖。陶瓷材料就是用天然的或者人工合成的粉状原料，经过成型和高温烧结制成的材料。它的种类可多啦，有传统的陶瓷，像咱们老祖宗传下来的那些精美的瓷器；还有现代的陶瓷，功能可强大了。那传统陶瓷的原料主要是黏土、石英、长石这些天然矿物。比如说做碗的陶瓷，就是把黏土捏成碗的形状，然后放在窑里高温烧制出来的。现代陶瓷就不一样啦，它会加入一些特殊的成分，像氧化物、氮化物之类的，来让它具备特殊的性能。2、陶瓷材料的特性硬度高大家想想看，咱们用陶瓷做的碗，用刀去划它，是不是很难划出痕迹呀？这就是因为陶瓷材料的硬度很高。它比很多金属都硬呢。比如说，咱们厨房用的金属刀具，如果不小心碰到陶瓷碗，刀具可能会受损，但是陶瓷碗基本不会有什么大问题。耐高温这陶瓷材料啊，特别耐高温。就像窑里烧制陶瓷的时候，温度很高很高，陶瓷都能承受得住。在一些高温的工业环境里，像烧制玻璃的窑炉里面，也会用到陶瓷材料，因为普通的金属材料在那么高的温度下早就熔化或者变形了，但是陶瓷不会。化学稳定性好陶瓷材料不容易和其他物质发生化学反应。比如说，咱们把醋倒在陶瓷碗里，陶瓷碗不会像有些金属容器那样被腐蚀。这是因为陶瓷的化学性质很稳定，它不会和酸、碱这些常见的化学物质轻易地发生反应。绝缘性好同学们知道电是很危险的东西，有些材料能导电，有些材料不能导电。陶瓷就是那种不能导电的材料，它的绝缘性很好。在电器里面，有很多地方会用到陶瓷材料来做绝缘部件，像电线的瓷绝缘子，就是为了防止电流传到其他地方去，保证用电安全。（二）陶瓷材料的制作过程1、原料准备就像咱们前面说的，首先要准备原料。传统陶瓷的原料要进行挑选和加工，把黏土里面的杂质去掉，石英、长石也要磨成很细很细的粉末。现代陶瓷的原料就更讲究啦，要精确地按照配方来调配各种成分的粉末。2、成型原料准备好了，就要把它做成想要的形状。这就有很多方法啦，比如可以用手工捏制成型，就像做小泥人一样，不过做陶瓷的时候要捏得更精细些。还有一种方法叫注浆成型，就像把泥浆灌到模具里，等泥浆里的水被吸收或者蒸发掉一部分后，就会在模具里留下一层泥壳，这个泥壳就是咱们想要的陶瓷形状啦。还有一种是压制成型，把粉末原料放在模具里，用压力把它压成一定的形状。3、干燥成型后的陶瓷坯体里面还有很多水分呢，这时候就要把它干燥。就像咱们洗完衣服要晾干一样，不过陶瓷坯体的干燥要更小心，要慢慢地让水分散发出去，要是干燥得太快，坯体可能会开裂。一般会放在通风良好的地方慢慢干燥。4、烧制干燥后的陶瓷坯体就可以烧制啦。烧制的温度很高，而且不同的陶瓷材料烧制的温度也不一样。传统陶瓷烧制的时候，温度可能在几百摄氏度到一千多摄氏度不等。现代陶瓷有的可能需要更高的温度。在烧制的过程中，坯体里面的物质会发生一些变化，就像魔术一样，最后变成坚硬的陶瓷。（三）陶瓷材料的应用1、在日常生活中的应用咱们前面说过碗、花瓶、瓷砖这些都是陶瓷在日常生活中的应用。还有像卫生间里的马桶、洗手盆，很多也是陶瓷做的。陶瓷做的这些东西又美观又耐用，而且还容易清洗呢。2、在工业中的应用在工业上，陶瓷材料可发挥了大作用。除了前面说的在窑炉里做耐高温的部件，还可以做刀具。有些陶瓷刀具特别锋利，而且不容易磨损，在加工一些硬度高的材料的时候特别好用。还有在汽车发动机里面，也会用到陶瓷材料，因为它耐高温，能提高发动机的性能呢。3、在高科技领域的应用在高科技领域，陶瓷材料更是大显身手。比如说在航天领域，陶瓷材料可以用来做航天飞机的隔热瓦，在飞船返回地球的时候，外面温度特别高，陶瓷隔热瓦就能保护飞船里面的设备和宇航员不被高温烧坏。还有在电子行业，陶瓷可以做集成电路的基板，因为它绝缘性好，能让电子元件稳定地工作。二、重点难点（一）重点1、陶瓷材料的特性同学们一定要记住陶瓷材料硬度高、耐高温、化学稳定性好、绝缘性好这些特性哦。这是陶瓷材料区别于其他材料很重要的地方。比如说，在做选择题或者简答题的时候，如果问你陶瓷材料有什么特点，你就能准确地回答出来。2、陶瓷材料的制作过程这个制作过程也是很重要的知识点呢。从原料准备到成型、干燥再到烧制，每个环节都有它的讲究。大家可以想象一下自己做陶瓷的过程，这样就能更好地记住啦。3、陶瓷材料的应用了解陶瓷材料在日常生活、工业和高科技领域的应用，能让咱们更好地认识到陶瓷材料的重要性。在生活中看到一些东西的时候，就可以想一想，这里面有没有用到陶瓷材料呢？（二）难点1、陶瓷材料现代制作工艺中的特殊成分和精确配比现代陶瓷材料在制作的时候会加入一些特殊的成分，像氧化物、氮化物这些。而且这些成分的配比要很精确，这对于咱们同学来说可能有点难理解。不过大家可以把它想象成做蛋糕，蛋糕的原料配比不对的话，蛋糕就做不好，陶瓷材料也是一样的道理。2、陶瓷材料在高科技领域应用的原理像陶瓷材料在航天飞机上做隔热瓦，它是怎么隔热的呢？这涉及到一些比较复杂的物理和化学原理。同学们可能会觉得有点头疼，不过没关系，咱们只要大概了解是因为陶瓷材料的一些特殊性能，比如它的低导热性等，能阻止热量传递就好啦。三、互动环节1、提问老师来问个问题啊，同学们想一想，咱们家里还有哪些东西是陶瓷做的呢？（让同学们举手回答，根据回答情况给予肯定和补充）那谁能说一说陶瓷材料为什么能在窑炉里使用而不会被烧坏呢？（引导同学回答陶瓷材料耐高温的特性）2、小组讨论现在咱们分成小组讨论一下。如果让你们自己设计一个陶瓷制品，你们会做什么呢？在制作过程中，你们觉得哪个环节是最重要的呢？（每个小组讨论后，派代表发言，老师进行总结和评价）四、例题分析（一）选择题1、陶瓷材料的以下特性中，哪一个使得它可以用于做电线的绝缘子（）A.硬度高B.耐高温C.化学稳定性好D.绝缘性好答案：D。因为电线的绝缘子需要防止电流传导，而陶瓷材料绝缘性好，所以能用于做电线的绝缘子。2、陶瓷材料在制作过程中，干燥这个环节很重要，主要是因为（）A.干燥可以让陶瓷变得更硬B.干燥能去除杂质C.如果干燥不好，坯体容易开裂D.干燥后才能进行烧制答案：C。干燥的目的是让成型后的陶瓷坯体中的水分慢慢散发出去，如果干燥得太快，坯体可能会开裂，这是干燥环节重要的原因。（二）简答题1、请简述陶瓷材料的制作过程。答案：首先是原料准备，传统陶瓷挑选和加工黏土、石英、长石等原料，现代陶瓷精确调配各种成分的粉末；然后是成型，有手工捏制、注浆成型、压制成型等方法；接着是干燥，把成型后的坯体放在通风良好的地方慢慢干燥；最后是烧制，在高温下烧制