【大学课件】陶瓷工艺学

陶瓷工艺学陶瓷工艺学是一门研究陶瓷材料的制备、加工、成型、烧成及装饰等工艺技术的学科，涵盖了从传统陶瓷到现代先进陶瓷的方方面面。陶瓷的定义及分类定义陶瓷是一种由无机非金属矿物材料制成的固体材料，通常由粘土、长石和石英等成分组成。陶瓷材料具有高硬度、耐高温、耐腐蚀等特性，广泛应用于建筑、电子、航空航天等领域。分类陶瓷的分类方法很多，按化学成分、工艺特点、用途等进行分类。常见的分类方法包括：传统陶瓷：日用陶瓷、建筑陶瓷、卫生陶瓷等新型陶瓷：功能陶瓷、结构陶瓷、生物陶瓷等陶瓷的原料及其性质粘土陶瓷的主要原料，具有可塑性、结合性和耐火性，用于成型和烧成。长石陶瓷的熔剂，降低烧成温度，提高釉料的流动性和光泽度。石英陶瓷的骨架，提供机械强度和耐热性，影响陶瓷的硬度和耐磨性。成型工艺塑形将陶瓷原料加工成所需形状的工艺，是陶瓷生产的关键步骤。多样化根据产品类型和尺寸选择不同的成型方法，如手工成型、机械成型等。手工成型捏塑成型用双手直接塑造陶瓷坯体，适合制作造型复杂、体积较小的陶器。拉坯成型利用转盘旋转，用双手将泥料拉制成圆形或近圆形的坯体，适合制作碗、盘、杯等器皿。模具成型将泥料压入模具中，根据模具形状成型，适合制作形状规则、数量较多的陶器。机械成型提高效率，降低成本。采用模具，产品形状一致。自动化程度高，减轻劳动强度。轮切成型1泥料准备将泥料充分揉捏，使其具有良好的可塑性。2上泥将泥料放置在旋转的轮盘上，并将其塑造成所需形状。3修整使用工具修整陶瓷坯体，使其更加平滑和美观。压制成型粉末压制将陶瓷粉末放入模具中，施加压力使其成型。模具选择模具材料、形状和尺寸决定了制品的最终形状和尺寸。压制设备使用压制机施加压力，使粉末紧密结合。干燥工艺干燥是陶瓷成型后的重要工序，将坯体中的水分去除，防止坯体开裂，为后续烧成做准备。自然干燥利用自然环境中的风和阳光进行干燥，成本低，但效率低，时间长，容易产生坯体开裂。人工干燥利用人工控制的干燥设备，如烘干机、热风炉等，快速干燥坯体，提高效率，控制干燥过程，减少坯体开裂。自然干燥1自然风干将成型后的坯体置于通风阴凉处，利用自然风干的方式进行干燥。2阳光照射利用阳光照射坯体表面，加速水分蒸发。3自然环境自然干燥简单易行，但干燥时间较长，且易受环境因素影响。人工干燥烘箱干燥利用烘箱中的热风对陶瓷制品进行干燥，可控制温度和湿度。微波干燥利用微波辐射产生的热量进行干燥，速度快、效率高。红外线干燥利用红外线辐射产生的热量进行干燥，可避免产品变形。烧成工艺烧成是陶瓷工艺中最关键的步骤，将生坯在高温下进行加热，使其发生物理和化学变化，最终形成具有特定性能的陶瓷产品。氧化炊烧定义在氧化气氛下进行的烧成，空气中的氧气充足，有利于材料氧化。特点氧化气氛下烧制，陶瓷材料呈现明亮的颜色，釉面光泽度高，不易出现黑斑等缺陷。还原炊烧控制气氛还原气氛是指窑炉内氧气含量低于正常空气，甚至接近于零。它通常通过向窑炉内通入可燃气体或减少空气量来实现。改变釉色在还原气氛下，金属氧化物会发生还原反应，使釉色发生改变。例如，氧化铜在还原气氛下会还原成氧化亚铜，使釉色呈现红色或黑色。增强强度还原气氛可以增强陶瓷的强度和耐用性。这主要是由于还原气氛下形成的晶体结构更致密，从而提高了陶瓷的物理性能。高温烧成温度高，时间长坯体收缩率大晶体长大低温烧成低温烧成一般指烧成温度低于1200℃的烧成工艺。低温烧成通常用于装饰性陶瓷，如日用陶瓷、工艺陶瓷等。低温釉料低温釉料的熔点较低，可以与低温烧成的陶瓷产品相匹配。装饰性强低温烧成的陶瓷产品可以进行多种装饰，如彩绘、刻花、釉下彩等。釉料及其配制釉料是覆盖在陶瓷坯体表面的玻璃质薄层，它不仅可以使陶瓷器皿表面光滑美观，还可以提高其耐腐蚀性和防水性。釉料组成釉料主要由玻璃形成剂、助熔剂、着色剂和乳浊剂等组成。釉料配制釉料的配制需要根据陶瓷器皿的种类和用途，选择合适的原料和比例进行配制。釉料的涂覆工艺釉料涂覆是将釉料均匀地涂布在陶瓷坯体表面，形成一层光滑、平整的釉层，赋予陶瓷制品光泽、装饰效果和保护作用。浸釉将坯体浸入釉浆中，使釉料均匀地覆盖在坯体表面。平刷用毛刷将釉浆均匀地涂刷在坯体表面。喷釉用喷枪将釉浆喷涂在坯体表面。辊压将坯体通过辊压机，使釉料均匀地涂布在坯体表面。浸釉工艺简介浸釉是将陶瓷坯体浸入釉料槽中，使釉料均匀地覆盖在坯体表面的一种方法。特点浸釉工艺简单，效率高，适用于形状简单的陶瓷制品。应用广泛应用于日用陶瓷、建筑陶瓷等领域的生产。平刷步骤将釉料均匀地涂刷在陶瓷坯体表面，并注意边缘的平整度。优点操作简单，适合小型生产，可实现较高的釉料覆盖率。缺点效率较低，难以控制釉料厚度，容易产生刷痕。喷釉均匀涂覆喷釉技术可确保釉料均匀涂覆在陶瓷表面，提升产品外观一致性。节约成本与传统浸釉相比，喷釉可以减少釉料浪费，降低生产成本。自动化操作喷釉工艺可实现自动化操作，提高生产效率。辊压用滚筒将釉料均匀涂覆在陶瓷坯体表面适合大批量生产，效率高釉层厚度均匀，质量稳定装饰工艺装饰工艺是陶瓷工艺中不可或缺的一部分，它赋予陶瓷制品独特的艺术魅力和文化内涵。印刷装饰利用印刷技术将图案、文字等装饰元素转移到陶瓷坯体表面。刻花装饰利用刻刀或其他工具在陶瓷坯体上刻出图案，呈现出凹凸效果。彩绘装饰用颜料在陶瓷坯体上绘制图案，展现丰富多彩的视觉效果。镶嵌装饰将不同材质的装饰元素镶嵌在陶瓷坯体表面，形成独特的艺术效果。印刷装饰图案丰富印刷装饰可以实现各种图案和纹理，满足不同的设计需求。色彩鲜艳印刷装饰的色彩鲜艳，能使陶瓷制品更具观赏性。成本较低印刷装饰的成本相对较低，适合大规模生产。刻花装饰手工雕刻传统工艺，用工具在陶瓷坯体上雕刻图案，展现精湛的技艺。模具压制利用模具，将图案压制在陶瓷坯体上，批量生产。图案多样花卉、几何、文字等，丰富装饰效果。彩绘装饰手绘用毛笔蘸取颜料，在陶瓷坯体上绘制图案。喷绘使用喷枪，将颜料喷洒在陶瓷坯体上，形成图案。彩绘装饰将手绘和喷绘结合，创造出更加丰富的装饰效果。镶嵌装饰材料多样陶瓷镶嵌装饰可使用各种材料，如瓷砖、玻璃、贝壳等。图案丰富可以根据不同的设计需求，创造出各种各样的图案，如几何图形、花卉、动物等。工艺精细需要细致的切割、粘贴和打磨，才能创造出完美的镶嵌效果。质量检验陶瓷产品的质量检验至关重要，确保产品符合标准和客户需求。外观检验检查产品表面是否有瑕疵，如裂纹、气泡、色差等。尺寸检验测量产品的尺寸是否符合标准，包括长度、宽度、厚度等。外观检验表面缺陷检查陶瓷表面是否有裂纹、气泡、釉面缺陷、色差等缺陷。这些缺陷会影响陶瓷的整体外观和美观度。形状和尺寸确保陶瓷产品的形状和尺寸符合设计要求。例如，检查陶瓷是否变形、尺寸是否一致等。尺寸检验精确测量确保陶瓷产品尺寸符合设计要求，满足使用标准。专业仪器使用卡尺、游标卡尺等工具进行精确的尺寸测量。质量控制尺寸检验是保证产品质量的关键环节，确保产品合格。硬度检验莫氏硬度陶瓷材料的硬度通常使用莫氏硬度计进行测试，它根据材料对标准矿物的相对划痕抵抗力来确定硬度。陶瓷材料的莫氏硬度通常在5-9之间，取决于其成分和烧成温度。维氏硬度维氏硬度计是一种更精确的硬度测试方法，它使用金刚石压头在陶瓷表面留下凹痕，然后测量凹痕的尺寸来确定硬度。耐冲击性检验落锤法通过落锤的高度和冲击力来评估陶瓷的抗冲