陶瓷工艺学课程教学大纲

陶瓷工艺学课程教学大纲

课程名称：陶瓷工艺学课程编号：16118541学时/学分：40/2.5开课学期：6适用专业：材料科学与工程课程类型：专业方向选修课

一、课程说明本课程是材料科学与工程专业的一门专业方向选修课，主要面对建筑材料方向。本课程主要掌握陶瓷原料、坯体的工艺基础、釉层的工艺基础及陶瓷的生产过程。熟悉陶瓷生产过程中发生的物理—化学变化，掌握工艺因素对陶瓷产品结构与性能的影响和基本的实验技能。能够从技术与经济的角度分析陶瓷生产中的问题和提出改进生产的方案，为毕业后从事专业工作打下必要的基础。二、课程对毕业要求的支撑毕业要求1工程知识：具有数学、自然科学、工程基础和材料专业知识，并能够将其应用于解决本专业的复杂工程问题。指标点1.5：掌握材料制备、生产、应用的基本原理和相关知识，并结合数学、自然科学、工程基础知识，用于解决本专业的复杂工程问题。毕业要求2问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析材料复杂工程问题，以获得有效结论。指标点2.2：能够应用物理、化学知识对材料的组成、结构、物相、性能以及相互关系进行识别、表达和分析，并获得有效结论。毕业要求4研究：掌握材料结构和性能的分析方法、实验设计和材料的制备与加工工艺，具备设计和开展实验的能力，并能对实验结果进行有效分析并得到合理有效的结论。指标点4.1：掌握材料制备与加工的方法和相关设备，能够根据材料研究的需求选择不同设备、工艺条件、操作过程，并能对结果进行分析，得到合理有效的结论。三、课程的教学目标1.掌握陶瓷材料的设计、制备和应用等工程问题的基本原理和专业知识。2.能够理解陶瓷材料的组成、结构、物相、性能以及相互关系。3.具备分析复杂工程问题、制定解决方案、评价合理性、开展实施及综合分析的能力。四、四、课程基本内容和学时安排第一章绪论（2学时）知识点：陶瓷材料在国民经济中的地位及国内外发展概况，陶瓷材料生产的一般工艺流程，陶瓷材料的分类方案；重点：陶瓷材料的分类方案；难点：陶瓷材料生产的一般工艺流程，陶瓷材料的分类方案。第二章陶瓷原料（10学时）知识点：原料质量与陶瓷生产工艺与产品性能的关系，二氧化硅的晶型、性质及其在陶瓷生产中的作用，氧化铝的生产方法，氧化铝的晶型、性质和用途，二氧化锆和二氧化钛的晶型、性质和一般用途，氧化铅、氧化锌等氧化物类原料及其在陶瓷生产中的用途，粘土的成因及产状，粘土的化学组成、矿物组成和颗粒组成的具体含义，高岭石、蒙脱石化学组成、晶体结构、性质和用途，叶腊石、伊利石的化学组成、晶体结构、性质和用途，粘土的工艺性质，长石的种类和性质，钾长石、钠长石的化学组成、性质和熔融特性，长石类原料在陶瓷生产中的作用，滑石、硅灰石、碳酸盐、硼酸盐等原料在陶瓷生产中的作用；重点：二氧化硅的晶型、性质及其在陶瓷生产中的作用，粘土的工艺性质，长石类原料在陶瓷生产中的作用；难点：高岭石、蒙脱石化学组成、晶体结构、性质和用途，叶腊石、伊利石的化学组成、晶体结构、性质和用途。第三章坯体的工艺基础（12学时）知识点：主要陶瓷品种的坯体组成，配方的依据、计算方法，可塑泥团的流变特性，影响泥团可塑性的因素，泥团的颗粒取向及其对陶瓷制品性能的影响，陶瓷泥浆的流变特性，影响泥浆流变性能的因素，影响泥浆浇注性能的因素，注浆过程中发生的物理－化学变化，压制成型过程中粉料的致密化过程，影响坯体密度的因素，调整坯料性能的添加剂的种类、性能及作用等，陶瓷材料显微结构的组成，工艺因素对显微结构的影响，普通陶瓷坯体形成过程中发生的变化，陶瓷材料强度的特征，影响陶瓷材料常温强度的因素，提高常温强度、克服陶瓷脆性的方法，陶瓷材料的高温力学性质及影响高温力学性质的因素，晶界状态与陶瓷高温力学性能的关系；重点：主要陶瓷品种的坯体组成，配方的依据、计算方法，陶瓷泥浆的流变特性，陶瓷材料显微结构的组成，工艺因素对显微结构的影响；难点：主要陶瓷品种的坯体组成，配方的依据和计算方法。第四章釉层的工艺基础（10学时）知识点：釉的概念，釉的作用和分类方案，各种成分在釉中所起的作用，确定釉料组成的原则，釉料配方的计算，釉层形成过程的反应，坯釉中间层的形成过程和影响因素，釉层的显微结构，坯－釉适应性的调控方法及其对陶瓷制品性能的影响，釉熔体的析晶过程、影响釉熔体析晶的因素及析晶对釉面性能的影响；重点：坯釉中间层的形成过程、影响因素，釉层的显微结构，坯－釉适应性的调控方法及其对陶瓷制品性能的影响；难点：确定釉料组成的原则，釉料配方的计算。第五章生产过程（6学时）知识点：原料的精选方法，原料预烧的目的，原料合成的目的、作用和方法，坯料的质量要求，原料粉碎的目的、方法，球磨粉碎的原理、设备、影响球磨机粉碎效率的因素，其它原料细粉碎的方法，泥浆脱水的方法、原理，造粒的原理、一般造粒方法，坯料陈腐和真空处理的目的和作用，基本注浆方法的原理和方法，热压注成型的原理、工艺流程，流延法成型的基本原理，滚压成型工艺原理、特点及控制因素，塑压成型方法，注塑成型的原理及工艺流程，轧膜成型工艺，压制成型工艺，等静压成型的原理、工艺流程和设备，粘土的干燥敏感性，陶瓷坯体的干燥动力过程及成型方法对干燥收缩的影响，干燥开裂的类型及产生条件，坯体干燥后性质的影响因素，影响干燥速度的因素，确定干燥介质参数的依据，各种干燥方法的原理、工艺及特点，釉浆的制备工艺，釉浆的质量要求及控制，基本的施釉方法，静电施釉、干法施釉工艺，与陶瓷制品烧成相关的基本概念，陶瓷材料的烧结机理，烧成制度对产品性能的影响，拟定烧成制度的依据，低温烧成与快速烧成的原理及应采取的工艺措施，热压烧结的原理、设备、工艺过程及其特点，热等静压烧结的原理、设备、工艺过程及其特点，真空烧结的原理、设备、工艺过程及其特点，陶瓷生产使用的窑具；重点：原料预烧的目的，坯料的质量要求，原料粉碎的目的、方法，釉浆的制备工艺，釉浆的质量要求及控制，陶瓷材料的烧结机理，烧成制度对产品性能的影响，拟定烧成制度的依据，低温烧成与快速烧成的原理及应采取的工艺措施；难点：陶瓷材料的烧结机理，烧成制度对产品性能的影响，拟定烧成制度的依据。序号章节内容教学模式对应毕业要求指标点对应课程教学目标1绪论讲课2学时1.51

2陶瓷原料讲课5学时，小测1学时，实验4学时1.5，2.21，2，3

3坯体的工艺基础讲课9学时，小测1学时，实验2学时1.5，2.2，4.11，2

4釉层的工艺基础讲课10学时4.12，3

5生产过程讲课2学时，，小测1学时，实验2学时1.5，2.2，4.11，2，3

6复习课复习1学时1.5，2.2，4.11，2，3

合计40学时五、结合理论教学的实践教学内容与要求1.实验陶瓷工艺实验安排在课程内，开设4个实验：序号项目内容和要求实验学时主要仪器设备备注（1）烧结温度和烧1.掌握烧结温度与电阻炉、抽真空装置结温度范围的测定烧结温度范围的测定原理和测定方法；2.了解影响烧结温度与烧结温度范围的复杂因素；3.理解烧结温度与烧结温度范围对陶瓷生产的实际意义。2或水浴锅、感量0.001g天平、挤泥设备、游标卡尺、烘箱、干燥器、铁钳、防户手套，烧杯、毛巾、毛刷、煤油、铁盒、铁架

（2）陶瓷坯釉应力的测定1.掌握施釉陶瓷制品坯釉应力的测定原理和测定方法。2电阻炉、100目筛子、研钵、三种不同配方釉粉、石膏模、泥浆

（3）泥釉料含水率、细度的测定1.了解泥釉料含水率测定对生产的指导作用；2.掌握测定泥釉料含水率测定的原理及方法。2恒温干燥箱、感量不低于0.01g的天平、100ml瓷蒸发皿、干燥器、玻璃棒、坩埚钳、

（4）球磨机粉磨实验1.了解筛分法测粉体粒度分布的原理和方法；2.根据筛分分析数据绘制粒度累计分布曲线和频率分布曲线；掌握球磨机粉磨机理。2球磨机、分子筛、烘箱

2.课程设计（无）六、先修课程材料科学基础，材料工程基础，材料性能学七、建议教材或参考书教材：《陶瓷工艺学》，马铁成，中国轻工业出版社，2011参考书：1.《无机非金属材料学》，王培铭，同济大学出版社，20072.《陶瓷工艺学》，张锐，化学工业出版社，2007八、考核方式和要求课程成绩(100%)期末考试成绩（50%）考试形式闭卷；满分100分；考试时间：120分钟

内容及比例陶瓷原料10%左右；坯料、釉料工艺40%左右；显微结构与性质、坯、釉料制备30%左右；陶瓷坯体的成形、陶瓷材料的烧成20%左右。题型及比例填空题15%；选择题15%；简答题20%；分析论述题25%；计算题25%。平时成绩50%考勤及课堂表现（10%）满勤，课堂表现好（10分）；旷课1次扣2分；迟到、早退、课堂表现差等每次扣1分；本项最多扣10分。作业（10%）1次/10分；缺交扣10分、迟交×0.8、雷同0分小测（30%）3次/每次10分九、课程教学目标与毕业要求关系表123

指标点1.5√

指标点2.2√

指标点4.1√十、课程的评价与持续改进机制课程考核结束后，任课教师对本课程的毕业要求达成度进行相应的分析。主要根据学生的课程考试试卷、平时作业和考勤情况进行分析。学院本科教学工作委员会指派2-3名教授对任课教师的课程教学目标达成度分析进行审核。教师应根据达成度分析结果，改进相应教学方法、内容、考核环节，以便学生更好达到毕业要求。除了学院的本科教学工作指导委员会对课程进行审核外，教师也要根据校、院两级督导的听课检查情况、在答疑和批改作业或试卷过程中发现的问题进行自评和及时总结，并加以改进。本课程是材料科学与工程专业的一门专业方向选修课，主要面对建筑材料方向。，随着陶瓷材料新成果、新技术的不断发展，在教学内容上根据课时情况对教学内容进行调整。教学目标毕业要求