陶瓷工艺学-

绪论一、陶瓷的概念和分类传统概念——指所有以黏土为主要原料与其他天然矿物原料经过适当的配比，粉碎、成型并在高温焙烧情况下进过一系列的物理化学反应后，形成的坚硬物质。

广义概念——用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的统称。

德国——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或元件。

陶瓷材料属于无机非金属材料，最少含30%晶体。

一般是在室温下将原料成型，通过800℃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，甚至可经过熔化及析晶等过程。

美国日本——Ceramics,包括各种硅酸盐材料和制品在内的无机非金属材料的统称，不仅指陶瓷、还包括水泥、玻璃、搪瓷等材料。

日用陶瓷——用铝硅酸盐矿物或某些氧化物等为主要原料，依照人类意愿，通过特定的化学工艺在高温下以一定的温度和气氛（氧化、炭化、氮化等）制成的工艺岩石，满足生活上、生产上和工程技术上的使用要求，绝大多数基本上不吸水。

（一）按陶瓷概念和用途分类普通陶瓷（传统陶瓷）：包括日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、化工陶瓷、化学瓷、电瓷及其他工业用陶瓷。

特种陶瓷（精密陶瓷）：Fine Ceramics.（二）按坯体的物理性能分类陶器：坯体结构疏松，未玻化或玻化程度差，致密性较差的陶瓷制品。

通常有一定的吸水率，断面粗糙无光，没有半透明性，敲之声音暗哑。

✧粗陶器：吸水率大于15%，不施釉，制作粗糙。

✧普通陶器：吸水率不大于12%，断面颗粒较粗，气孔较大，表面施釉，制作不够精细。

✧细陶器：吸水不大于15%，断面粒细，气孔较小，结构均匀，施釉或不施釉，制作精细。

瓷器：玻化程度高，坯体致密，细腻，基本上不吸水，有一定的半透明性，断面呈石状或贝壳状。

✧炻瓷类：吸水率一般大于3%，透光性差，通常胎体较厚，呈色，断面呈石状，制作较精细。

✧普通瓷器：吸水率一般不大于1%，有一定的透光性，断面呈石状或贝壳状，制作较精细。

✧细瓷器：吸水率一般不大于0.5%，透光性好，断面细腻，呈贝壳状，制作精细。

陶瓷工艺学名词解释：一次烧成——是指陶瓷工艺过程中将素烧与釉烧合成一次的烧制工艺。

二次烧成——是指陶瓷坯体在施釉前后各进行一次高温处理的烧成方法。

一次黏土——原生黏土，又称一次黏土、残留黏土，是母岩风化崩解后在原地残留下来的黏土。

其质地较纯，耐火度高，但颗粒大小不一，可塑性差。

二次黏土-----次生黏土，又称二次黏土、沉积黏土，是由风化生成的黏土，经雨水、河流、风力作用而搬运至盆地或湖泊水流缓慢的地方沉积下来而形成的黏土层。

素烧------是指未施釉的生坯经一定温度热处理，使坯体具有一定机械强度的过程。

釉烧-------经过素烧的坯体施釉后，再入窑焙烧的过程。

可塑性-----物质在外力或高温等条件下，发生形变而不破裂的性质。

触变性-----触变性亦称摇变，是分散体系流变学研究的重要内容之一，是指一些体系在搅动或其它机械作用下，体系的粘度或切力随时间变化的一种流变现象。

耐火度-------是指耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性能滚压成型-------用旋转的滚头，对同方向旋转的模型中的可塑坯料进行滚压，坯料受压延力的作用均匀展开而形成坯体的方法。

注浆成型------注浆成型是利用多孔模型的吸水性，将泥浆注入其中而成形的方法真空炼泥-----泥料经过真空练泥，可以排除泥饼中的残留空气，提高泥料的致密度和可塑性，并使泥料组织均匀，改善成形性能，提高干燥强度和成瓷后的机械强度。

胎釉的适应性------釉层与胎具有相匹配的膨胀系数,不致于使釉出现龟裂或剥落的性能。

陈腐——陈腐可以促使泥料中水分的均匀分布，同时在陈腐过程中还有细菌作用，促便有机物的腐烂，并产生有机酸使泥料的可塑性进一步提高。

生料釉——以生料配方经混合磨细后施釉烧成的。

熔块釉——毒性原料和其他原料预先溶质成不溶于水或微溶于水无毒的硅酸盐溶块。

简答题;1.坯体（料）可塑性怎么提高？①将粘土矿物进行陶洗、除去所夹杂的非可塑物料或进行长期风化。

陶瓷工艺学一．名词术语解释1.陶瓷制品——以粘土类及其它天然矿物岩石为原料，经加工烧制成的上釉或不上釉硅酸盐制品（如日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、普通电瓷等）。

2.胎——经高温烧成后构成陶瓷制品的非釉、非化妆土部分。

3.釉——融着在陶瓷制品表面的类玻璃薄层。

4.陶瓷显微结构——在显微镜下观察到的陶瓷组成相的种类、形状、大小、数量、分布、取向；各种杂种（包括添加物）与显微缺陷的存在形式、分布；晶界特征。

5.胎釉适应性——釉层与胎具有相匹配的膨胀系数，不致于使釉出现龟裂或剥落的性能。

6.实验式——表示物质成分中各种组分数量比的化学式。

陶瓷物料通常以各种氧化物的摩尔数表示。

7.坯式——表示陶瓷坯料或胎体组成的氧化物按规定顺序排列的实验式。

8.釉式——表示陶瓷釉料或釉组成的氧化物按规定顺序排列的实验式。

9.粘土矿物——颗粒大小在2µm以下，具有层状结构的含水铝硅酸盐晶体矿物。

10.粘土—一种天然细颗粒矿物集合体，主体为粘土矿物，并含有部分非粘土矿物和有机物。

与水混合具有可塑性。

11.一次粘土——母岩经风化、蚀变作用后形成的残留在原生地，与母岩未经分离的粘土。

12.二次粘土——一次粘土从原生地经风化、水力搬运到远地沉积下来的粘土。

13.高岭石——一种二层型结构的含水铝硅酸矿物(Al2O3·2S¡O2·2H2O)，因首次在我国江西景德镇附近的高岭村发现而命名。

14.瓷石——一种可供制瓷的石质原料，主要矿物为绢云母和石英，或含有少量长石、高岭石和碳酸盐矿物。

15.釉石——制釉用瓷石，其矿物组成与瓷石相似，但具有较低的熔融温度，熔融物具有较好的透明度。

16.石英——天然产出的结晶态二氧化硅。

17.长石——一系列不含水的碱金属或碱土金属铝硅酸盐矿物的总称。

18.ɑ—半水石膏——石膏在水蒸气存在的条件下加压蒸煮而得到的晶体呈针状、结晶尺寸较大的半水石膏(ɑ—CaSO4·1/2H2O)。

第1篇陶瓷工艺学是一门研究陶瓷材料的制备、加工、性能和应用的科学。

陶瓷材料具有硬度高、耐磨、耐腐蚀、绝缘性好等特点，广泛应用于建筑、电子、医疗、环保等领域。

本文将从陶瓷工艺学的起源、分类、制备工艺、加工工艺、性能及应用等方面进行介绍。

一、陶瓷工艺学的起源陶瓷工艺学的起源可以追溯到远古时期。

在我国，早在新石器时代，人们就开始了陶器的制作。

经过长期的发展，陶瓷工艺学逐渐形成了独立的学科体系。

二、陶瓷工艺学的分类根据陶瓷材料的组成、性能和应用，陶瓷工艺学可以分为以下几类：1. 传统陶瓷工艺学：主要研究黏土、长石、石英等原料的制备、加工和应用。

2. 高分子陶瓷工艺学：主要研究有机高分子材料与陶瓷材料的复合，制备高性能复合材料。

3. 先进陶瓷工艺学：主要研究陶瓷材料的制备、加工、性能和应用，包括纳米陶瓷、生物陶瓷、功能陶瓷等。

4. 陶瓷加工工艺学：主要研究陶瓷材料的成型、烧结、加工等工艺。

三、陶瓷工艺学的制备工艺1. 原料选择：陶瓷材料的制备首先要选择合适的原料。

传统陶瓷原料主要包括黏土、长石、石英等，而先进陶瓷原料则包括碳化硅、氮化硅、氮化硼等。

2. 原料制备：将原料进行粉碎、混合、球磨等处理，得到具有一定粒度分布和细度的原料。

3. 成型：将原料进行压制、注塑、拉坯等成型工艺，得到具有一定形状和尺寸的陶瓷坯体。

4. 烧结：将陶瓷坯体在高温下进行烧结，使原料发生化学反应，形成致密的陶瓷材料。

四、陶瓷工艺学的加工工艺1. 精加工：对陶瓷材料进行磨削、抛光、切割等加工，提高其尺寸精度和表面光洁度。

2. 表面处理：对陶瓷材料进行涂层、镀膜、刻蚀等表面处理，提高其性能和应用范围。

3. 复合加工：将陶瓷材料与其他材料进行复合，制备高性能复合材料。

五、陶瓷工艺学的性能1. 物理性能：陶瓷材料具有硬度高、耐磨、耐腐蚀、绝缘性好等特点。

2. 化学性能：陶瓷材料具有良好的耐酸碱、耐腐蚀性能。

3. 生物学性能：生物陶瓷具有良好的生物相容性、生物降解性。

一、名词解释：1.等静压成型：利用液体介质不可压缩性和均匀传递压力性的一种成型方法。

3.造粒：为了干压和半干压成型的需要，将细磨后的陶瓷粉料制备成具有一定大小的团粒的坯料，这个过程成为造粒。

4.原料标准化：将开采的陶瓷原料用科学的方法按化学组成、颗粒组成分成若干个等级，是每个等级的原料的化学组成颗粒组成在一个规定的范围内波动。

5.烧结温度及烧结温度范围：随着温度的升高，粘土的气孔率不断降低，收缩不断增大，当其密度达到最大状态时，称为完全烧结，相应于此时的温度称为烧结温度。

烧结温度到软化温度之间粘土式样处于相对稳定阶段的温度范围成为烧结范围。

6.触变性：泥料放置一段时间后，在维持原有水分的情况下，也会出现变稠和固化现象。

影响触变性因素：粘土矿物组成，粒度大小与形状，水分含量，使用电介质种类与用量以及泥料的温度。

7.拱桥效应：粉料自由堆积的孔隙率往往比理论计算值大很多，这因为实际粉料不是球形，加上表面粗糙结果颗粒互相交错咬合，形成拱桥型空间，增大孔隙率。

8.压制成型：利用压力将置于模具内的粉料压紧至结构紧密而具有一定形状和尺寸的坯体的成型方法。

9.二次粘土：由风化形成的，可塑性好，耐火度差的粘土。

10.粘土结合性：指粘土能粘结一定细度的瘠性物料，形成可塑泥团并有一定干燥强度的性能。

11.低温烧成：烧成温度有较大幅度降低，且产品性能与通常烧成产品性能相近的烧成方法。

12.可塑性：粘土与适量的水混炼以后形成泥团，这种泥团在一定的外力作用下，产生形变，但不开裂。

当外力去掉以后，仍能保持其形状不变，粘土这种性质成为可塑性。

13.釉：是施于陶瓷坯体表面一层极薄的玻璃态物质。

14.熔块釉：部分原料以熔块的形式引入釉。

15.湿传导：水分浓度差英气的水分传导。

16.喷雾干燥：将物料置于干燥室中将其雾化后，在与热空气的接触中，水分迅速汽化达到干燥物料的方法。

17.助磨剂：在水泥粉磨过程中，掺入的可提高粉磨效率，消降或者降低阻碍粉磨正常工作的物质。

定义：传统陶瓷: 以无机矿物岩石为原料,经过人工加工和高温处理,历经一系列物理化学变化后而得到的质地坚硬的制品,包括日用陶瓷、耐火材料、水泥、玻璃等.新型陶瓷：定义一：以氧化物Al2O3、ZrO2、TiO2等人工原料或合成原料为坯料,按传统陶瓷生产工艺而制得的陶瓷,也称特种陶瓷,包括纯氧化物陶瓷、电子陶瓷、工程陶瓷等。

定义二：采用高度精选和合成的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术加工的、便于进行结构设计，并且有优异特性的陶瓷。

第一章原料及原料的合成天然原料：天然岩矿、共生或混入不同杂质的矿物，化学组成不纯，用于普通陶瓷制品。

传统陶瓷原料大致分三类：粘土类原料、瘠性原料、熔剂。

化工原料：将天然原料通过化学或物理方法进行加工提纯，使化学组成得以富集，以达到一定性能和纯度要求的原料，用于配制色坯、色釉、制品的表面装饰及特种陶瓷。

§1.1 氧化物类原料1、石英具有很强耐酸侵蚀能力（氢氟酸除外），但与碱性物质接触时能起反应而生成可溶性的硅酸盐。

高温下，石英易与碱金属氧化物作用生成硅酸盐与玻璃态物质。

石英材料的熔融温度范围取决于二氧化硅的形态和杂质的含量。

石英在陶瓷生产中的应用（1）起瘠性作用，石英颗粒多呈角尖棱状，提供了水分排出的通道，缩短干燥时间，减少干燥收缩。

（2）石英在高温下的多晶转变产生的体积膨胀可抵消由于粘土矿物的脱水收缩。

（3）高温下部分熔于液相中，形成玻璃相，提高了玻璃体粘度，减少制品变形，可与Al2O3反应形成莫来石，成分瓷胎的骨架。

过多的石英在冷却时会由于晶形转变带来较大的体积效应，降低热稳定性。

（4）石英是釉料的主要成分，增加石英含量，可提高釉料的熔融温度和高温粘度，增加釉的耐磨性、硬度、机械强度、化学稳定性。

2、ZrO2的性质：自然界中，游离ZrO2只有单斜锆石，产量少，杂质多，工业中都是化工原料，是由锆英石提炼而得。

较纯ZrO2粉呈黄色或灰色，高纯的呈白色，但常含有二氧化铪（HfO2），二者性质相似，不易分离，它们对材料的电性能影响也相似。

1.胎釉适应性——釉层与胎具有相匹配的膨胀系数，不致于使釉出现龟裂或剥落的性能。

2.可塑成型——在外力作用下，使可塑坯料发生塑性变形而制成坯体的方法。

3.滚压成型——用旋转的滚头，对同方向旋转的模型中的可塑坯料进行滚压，坯料受压延力的作用均匀展开而形成坯体的方法。

4.注浆成型——将泥浆注入多孔模型内，当注件达到所要求的厚度时，排除多余的泥浆而形成空心注件的注浆法。

5.二次烧成——生坯先经素烧，然后釉烧的烧成方法。

6.一次烧成——施釉或不施釉的坯体，不经素烧直接烧成制品的方法。

7.釉上彩——用釉上颜料或由它所制成的贴花纸及其他装饰材料，在制品釉面上进行彩饰，经900℃以下温度烤烧而成的装饰方法。

8.釉中彩——用能耐一定高温的颜料或由它所制成的贴花纸，在釉坯或制品釉面上进行彩饰，以釉烧时同一温度或接近温度下烧成，颜料沉入并熔合在釉中的装饰方法。

9.釉下彩——用釉下颜料或由它所制成的贴花纸，在精坯、素烧坯、釉坯的表面上进行彩饰，再覆盖一层釉，经高温烧制而成的装饰方法。

10.泥浆触变性——泥浆受到振动和搅拌时，粘度降低，流动性增加，静置一段时间后，泥浆又重新稠化的性能。

11.可塑性——含适量水的泥团，在一定外力作用下产生形变而不开裂，除去外力后仍保持其形变的性能。

3.一次粘土（原生粘土）和二次粘土（沉积粘土）各有什么特点？答：一次粘土：是母岩经风化、蚀变作用后形成的残留在原生地，与母岩未经分离的粘土。

二次粘土：是一次粘土从原生地经风力、水力搬运到远地沉积下来的粘土。

特点：一次粘土颗粒粗，纯度高，耐火度高，可塑性差；二次粘土颗粒细，纯度低，耐火度低，可塑性高。

6.论述长石、粘土在陶瓷生产中的作用？答：（1）长石在陶瓷生产中的作用：①是坯料中氧化钾和氧化钠的主要来源；起熔剂作用，有利于成瓷和降低烧成温度。

②长石熔体能溶解部分高岭土分解产物和石英颗粒，在液相中氧化铝和氧化硅相互作用，促进莫来石生成。

③长石熔体填充于各晶体颗粒之间，提高坯体致密度，透明度等。

一、写出如下矿物质的化学式钾长石sio o Al k o 62322.. 硅灰石sio Cao .2 莫来石 sio Al 2322. 锂辉石 sio o Al Li O 2322.. 高岭石O H sio o Al 222232..滑石 O MgO H sio .422.3 方解石 CaCo 3 石英 sio 2二、名词解释1、石灰釉：主要由石英、长石、石灰石和粘土等原料配制而成，但Cao 的摩尔数可以高到0.7~0.8，标准石灰釉式为sio o Al k o 42322.5.0Cao 7.03.0⎭⎬⎫。

2、长石质瓷：由粘土-长石-石英三组成分组成其中20%~60%粘土，20%~30%长石，25%~40%石英3、粘土：粘土是一种重要的矿物原料。

是颗粒非常小的（<2µm ）可塑的硅酸铝盐。

除了铝外，粘土还包含少量镁、铁、钠、钾和钙，一般由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成。

4、硬质瓷：坯料中熔剂成分少，烧成温度高（1320~1450℃），从而坯体中的玻璃相含量少、硬度较高的一类细瓷。

5、软质瓷：坯料中熔剂成分相对硬质瓷多，烧成温度低（1320~1450℃），从而坯体中的玻璃相含量多、硬度较低的一类细瓷。

6、陶瓷烧结：坯体在高温下致密化过程和现象的总称。

随着温度升高，陶瓷坯体中具有比表面大，表面能较高的粉粒，力图向降低表面能的方向变化，不断进行物质迁移，晶界随之移动，气孔逐步排除，产生收缩，使坯体成为具有一定强度的致密的瓷体。

7、可塑性：当粘土与适量的水混合后形成泥团，此泥团在外力作用下产生变形但不开裂，当外力去掉以后，仍然保持其形状不变，粘土的这种性质称为可塑性。

8、烧成制度：烧成制度包括温度制度、压力制度和气氛制度。

9、白度：白度是陶瓷制品质量的重要指标之一，系反映对光的选择性吸收大小的参数。

三.简答题1.釉中的Na2o 可以由哪些原料引入？答：钠长石，硼砂为主，碎玻璃，碳酸钠，硝酸钠，冰晶石2.为了提高泥浆流动性，生产中常用的电解质有哪些？答：常用的电解质有碳酸钠，单宁酸钠，腐植酸钠，木质素磺酸盐，羧基甲基纤维素等3.日用陶瓷生产原料影响质量的氧化物是哪两种？答：钾长石，钠长石4.辊道窑的烧成过程分哪三个阶段？答：预热，烧成，冷却5.粘土颗粒对陶瓷生产有哪些影响？答：可塑性，结合性，悬浮性，烧结性6.长石质瓷中，溶剂矿物是什么？答：长石，方解石，滑石7.可塑泥料与注浆泥料加工有什么不同点？答：注坯所用泥浆，按原料组成来说与可塑性坯料没有很大区别，但是由于浇注坯料对可塑性的要求不高，其中可以减少高可塑性粘土的含量，而相应地可以增加优质高岭土的数量8.泥料投入生产首先要放置数日，称为什么？答：陈腐或闷料9.强化注浆方法中常采用哪些方式？（五种方式）答：压力注浆，真空注浆，离心注浆，成组注浆，热液注浆10.成型方法分哪三大类？答：塑法成型，注浆成型，压制成型11.陶瓷原料粉碎设备主要有哪几种？答：瓷衬球磨机，瓷质研磨体粉磨12.陶瓷颜料分哪五种类型？答：简单化合物型色料，固溶体单一氧化物类型色料，，钙钛矿型色料，尖晶石型色料，硅酸盐类型色料13.粉料放置的容器称为什么？答：模具四;问答题1.试分析釉中气泡产生的原因，如何避免气泡过多产生？答：（1）由于坯釉本身的原因产生的气泡。

复习I一、陶瓷的概念（广义、狭义）广义：是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。

（P1. D2最后一行）狭义：是指所有以粘土为主要原料与其他天然矿物原料经过适当的配比、粉碎、成型并在高温焙烧情况下经过一系列的物理化学反应后，形成的坚硬物质。

（P1.D1.L2~L4)二、瓷器、陶器、炻器的特征（区别）1、瓷器：吸水性一般不大于3%，透光，其胎体特征是玻化程度高，结构致密、细腻，断面呈石状或贝壳状，敲击声清脆。

2、陶器：吸水性一般大于3%，不透光，其胎体特征是未玻化或玻化程度差，结构不致密，断面粗糙，敲击声沉浊。

3、炻器：吸水性一般大于3%，透光性差，通常胎体较厚，呈色，断面呈石状，制作较精细。

三、陶瓷原料一般分为哪三类？可塑性原料、不可塑原料（瘠性原料）和熔剂性原料。

四、什么是一次粘土、二次粘土？各有什么特征（按粘土成分来分）(P18)一次粘土，又称原生粘土、残留粘土，是母岩风化崩解在原地残留下的粘土。

特征：质地较纯，耐火度较高，可塑性较差。

二次粘土，又称次生粘土、沉积粘土，是经水流搬运或风力作用后缓慢沉积而形成的。

特征：质地不纯，可塑性较好，耐火度较差，呈色。

五、粘土的矿物类型有哪些？主要化学成分？(P19)1、高岭石类；2、蒙脱石类；3、伊利石类（水云母类）；4、水铝石英。

主要化学成分：二氧化硅（SiO₂）、氧化铝（Al₂O₃）、氧化钾（K₂O）、水（H₂O）六、粘土的可塑性P23、结合性P34、触变性P35的概念可塑性：是粘土粉碎以后与水结合，在外力作用下，产生形变但不开裂，除去外力后，仍然保持形状不变的性质。

结合性：是粘土能粘结一定细度的瘠性物料，形成可塑泥团并有一定干燥强度的性能。

触变性：是粘土泥浆或可塑泥团，静置时可塑性和流动性降低，震动或搅拌时可塑性和流动性会提升的性质。

七、泥浆、泥料的触变性含水量与温度之间的关系。

（P36）泥料的触变性与含水量有关，含水量大的泥浆，不易形成触变结构，含水量小的泥浆则易形成触变结构而呈触变现象。