6.2陶瓷材料的成形资料优秀PPT.ppt

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1、6.2 陶瓷材料成形金属材料无机非金属材料（陶瓷材料）高分子材料复合材料材 料主要内容：6.2.16.2.1陶瓷材料成形基础陶瓷材料成形基础6.2.26.2.2陶瓷材料的成形陶瓷材料的成形6.2.6.2.3 3陶瓷材料产品制造陶瓷材料产品制造6.2.1 陶瓷材料成形基础1.陶瓷材料概述2.陶瓷材料的结构3.陶瓷材料的性能1.陶瓷材料概述 陶陶瓷瓷材材料料是是人人类类应应用用最最早早的的材材料料。传传统统的的陶陶瓷瓷材材料料是是以以硅硅和和铝铝的的氧氧化化物物为为主主的的硅硅酸酸盐盐材材料料，新新近近发发展展起起来来的的先先进进陶陶瓷瓷或或称称精精细细陶陶瓷瓷，成成分分扩扩展展到到纯纯的的氧氧化

2、化物物、碳碳化化物物、氮氮化化物物和和硅硅化化物物等等，其其内内涵涵远远远远超超出出了了传传统统陶陶瓷瓷范范畴畴，几几乎乎涉涉及及整整个个无机非金属领域。无机非金属领域。什么是陶？什么是瓷？陶和瓷的区分是什么？陶器和瓷器的主要区分烧烧成成温温度度不不同同。陶陶器器烧烧成成温温度度一一般般都都低低于于瓷瓷器器，最最低低甚甚至至达达到到800800以以下下，最最高高可可达达11001100左左右右。瓷瓷器器的的烧烧成成温温度度则则比较高，大都在比较高，大都在12001200以上，甚至有的达到以上，甚至有的达到14001400左右。左右。坚坚硬硬程程度度不不同同。陶陶器器烧烧成成温温度度低低，坯坯体

3、体并并未未完完全全烧烧结结，敲敲击击时时声声音音发发闷闷，胎胎体体硬硬度度较较差差，有有的的甚甚至至可可以以用用钢钢刀刀划划出出沟沟痕痕。瓷瓷器器的的烧烧成成温温度度高高，胎胎体体基基本本烧烧结结，敲敲击击时时声声音音洪洪亮，胎体表面用一般钢刀很难划出沟痕。亮，胎体表面用一般钢刀很难划出沟痕。运用原料不同。陶器的胎料是一般的粘土，瓷器的胎料则运用原料不同。陶器的胎料是一般的粘土，瓷器的胎料则 是瓷土，即高岭土。是瓷土，即高岭土。透透亮亮度度不不同同。陶陶器器的的坯坯体体即即使使比比较较薄薄也也不不具具备备半半透透亮亮的的特点。瓷器的胎体无论薄厚，都具有半透亮的特点。特点。瓷器的胎体无论薄厚，都

4、具有半透亮的特点。釉釉料料不不同同。陶陶器器多多不不施施釉釉或或施施低低温温釉釉,即即一一般般的的陶陶器器表表面面无无釉釉，即即使使有有釉釉也也是是低低温温釉釉。瓷瓷器器则则多多施施釉釉，瓷瓷器器的的釉釉料料有有两两种种，既既可可在在高高温温下下与与胎胎体体一一次次烧烧成成，也也可可在在高高温温素烧胎上再挂低温釉，其次次低温烧成。素烧胎上再挂低温釉，其次次低温烧成。吸吸水水率率不不同同。陶陶器器有有较较强强的的吸吸水水性性。一一般般来来说说，瓷瓷的的吸吸水率小于水率小于0.5%0.5%，而陶的吸水率大于，而陶的吸水率大于10%10%。含含铁铁量量不不同同。陶陶的的含含铁铁量量一一般般在在3%3

5、%以以上上，瓷瓷胎胎含含铁铁量量一一般在般在3%3%以下。以下。胎胎体体特特征征不不同同。陶陶器器未未玻玻化化或或玻玻化化程程度度差差，结结构构不不致致密密，断面粗糙。瓷器玻化程度高，结构致密。断面粗糙。瓷器玻化程度高，结构致密。在在远远古古的的石石器器时时代代，人人类类的的祖祖先先用用自自然然的的石石头头做做成成刀刀、斧、针和武器。斧、针和武器。在在人人类类学学会会用用火火之之后后，人人们们用用粘粘土土加加上上水水，合合成成泥泥，捏捏成成各各种种器器皿皿的的形形态态，然然后后在在火火中中焙焙烧烧，得得到到了了特特殊殊坚坚硬硬的的陶陶器器。据据考考古古学学家家分分析析，距距今今大大约约1 1万

6、万年年前前，就就有有陶陶器器出出现现。这这是是人人类类最最早早、最最宏宏大大的的文文明明创创建建。恩恩格格斯斯把把陶陶器器的的出出现现称称为新石器时代起先的标记。为新石器时代起先的标记。在在我我国国，陶陶器器大大约约出出现现在在80008000年年前前，经经过过历历代代的的改改进进，技术水平提高很快。技术水平提高很快。有有了了陶陶器器，人人类类可可以以吃吃煮煮熟熟的的谷谷物物，喝喝煮煮开开的的水水，可可以以长长时时间间地地储储存存食食物物；陶陶器器也也是是最最初初的的耐耐火火材材料料，为为以以后后的的铜铜、铁冶炼供应了物质条件，为人类的进化立下了不朽的功勋。铁冶炼供应了物质条件，为人类的进化立

7、下了不朽的功勋。陶器的不足是不致密、易渗漏、强度也不高。陶器的不足是不致密、易渗漏、强度也不高。兵马俑，亦称陶俑，是典型的陶制品兵马俑，亦称陶俑，是典型的陶制品.著名遐迩的秦兵马俑是秦代制陶工人的杰作。原料就地取著名遐迩的秦兵马俑是秦代制陶工人的杰作。原料就地取土，未加调配。运用如此一般的粘土烧制这样巨大的陶俑而土，未加调配。运用如此一般的粘土烧制这样巨大的陶俑而不变型，历经不变型，历经2000余年不损坏，这说明当时制陶技术的精湛、余年不损坏，这说明当时制陶技术的精湛、超群。超群。秦兵马俑秦兵马俑 著名的唐三彩创始于唐高宗时著名的唐三彩创始于唐高宗时期。所谓三彩，是用白色粘土做胎，期。所谓三彩

8、，是用白色粘土做胎，以以Cu、Fe、Co、Mn等的矿物做釉等的矿物做釉的着色剂，经两次烧制后，成为绚的着色剂，经两次烧制后，成为绚丽多彩的陶器精品。颜色以黄、绿丽多彩的陶器精品。颜色以黄、绿和白色为主，故称和白色为主，故称“唐三彩唐三彩”。但。但三彩是表示多色，并不是在一件器三彩是表示多色，并不是在一件器物上只限于三种色釉。物上只限于三种色釉。唐三彩色调富丽，图案美丽，尤唐三彩色调富丽，图案美丽，尤以塑造的各种舞俑和三彩马俑更为以塑造的各种舞俑和三彩马俑更为生动。生动。宜兴宜兴紫砂壶紫砂壶自明朝流传至今，制造技术精湛，色自明朝流传至今，制造技术精湛，色泽淳朴，用来泡茶，茶不失原味，耐热保温，不

9、易变泽淳朴，用来泡茶，茶不失原味，耐热保温，不易变质。紫砂泥由粘土、石英、云母、赤铁矿组成，其中质。紫砂泥由粘土、石英、云母、赤铁矿组成，其中Fe2O3含量约占含量约占7%-10%，TiO21%。经经过过了了几几千千年年的的发发展展，出出现现了了瓷瓷器器。从从陶陶到到瓷瓷，在在技术上主要实现了三大突破：技术上主要实现了三大突破：瓷瓷土土的的发发觉觉和和利利用用 瓷瓷土土与与陶陶土土相相比比，Fe2O3、CaO、MgO等等称称为为助助熔熔剂剂的的物物质质明明显显削削减减，SiO2的的含含量量也也降降至至70%以下，而以下，而Al2O3的含量显著增加。的含量显著增加。釉釉的的独独创创和和创创新新

10、釉釉是是覆覆盖盖在在瓷瓷器器表表面面的的一一种种玻玻璃璃态态的的物物质质，它它是是用用矿矿物物（长长石石、方方解解石石、石石英英、滑滑石石、高高岭岭土土等等）和和颜颜料料依依据据确确定定的的比比例例配配制制而而成成，用用多多种种方方法法施施于于陶瓷胚体表面。陶瓷胚体表面。烧烧制制温温度度的的提提高高 烧烧制制温温度度从从8001000提提高高到到1200以以上上，相相应应配配套套的的出出现现了了窑窑炉炉。高高温温使使釉釉料料被被熔熔融融并并匀匀整整地地覆覆盖盖在在瓷瓷器器的的表表面面，冷冷却却后后之之地地坚坚硬硬、光光滑滑、不不沾沾污、高度绝缘、色调明丽动人。污、高度绝缘、色调明丽动人。瓷瓷器

11、器是是我我国国古古代代最最重重要要的的独独创创之之一一，凝凝合合着着我我国国劳劳动动人人民民的的才才智智。最最早早出出现现于于距距今今30003000多多年年前前的的商商周周，后后经经过过近近10001000年年的的发发展展，到到汉汉代代已已日日趋趋成成熟熟，在在唐唐、宋宋、元元、明明、清清历历代代，造造瓷瓷技技术术水水平平登登峰峰造造极极，江江西西景景德德镇镇的的薄薄胎胎瓷瓷器器被被赞赞为为洁洁如如玉玉、明明如如镜镜、薄薄如如纸纸、声声如如磬磬。至至今藏于中国故宫博物院的大批古瓷器都是传世珍品。今藏于中国故宫博物院的大批古瓷器都是传世珍品。元代（公元元代（公元1271127113681368

12、年）年）是是中中国国青青花花瓷瓷器器烧烧造造工工艺艺发发展展历历史史上上的的重重要要时时期期。这这一一时时期期在在前前代代 釉釉下下彩彩 等等工工艺艺的的基基础础上上逐逐步步确确立立、完完善善了了青青花花瓷瓷器器的的烧烧造造技技术术，并并形形成成了了自自身身的的独独特特风风格格。到到明明清清时时期期（公公元元1368136819111911年年），青青花花瓷瓷器器已已经经发发展展成成为为中中国国瓷瓷器器中中的主要产品。的主要产品。骨骨瓷瓷是是骨骨质质瓷瓷的的简简称称，学学名名骨骨灰灰瓷瓷，是是以以动动物物的的骨骨粉粉（成成份份为为磷磷酸酸三三钙钙，可可以以增增加加瓷瓷器器的的硬硬度度与与透透光

13、光度度，因因为为骨骨粉粉含含量量太太大大在在烧烧制制过过程程中中简简洁洁烧烧裂裂，所所以以成成品品就就贵贵了了）、粘粘土土、长长石石和和石石英英为为基基本本原原料料，经过高温素烧和低温釉烧两次烧制而成的一种瓷器。经过高温素烧和低温釉烧两次烧制而成的一种瓷器。骨骨瓷瓷色色泽泽呈呈自自然然骨骨粉粉独独有有的的自自然然奶奶白白色色。一一般般说说来来，原原料料中中含含有有25%25%骨骨粉粉的的瓷瓷器器则则可可称称为为骨骨瓷瓷，国国际际公公认认骨骨粉粉含含量量要要高高于于4040以以上上，质质地地最最好好的的骨骨瓷瓷一一般般含含有有51%51%的的优优质质牛牛骨骨粉粉。其其中中骨骨粉粉成成分分为为40

14、%40%以以上上，器器具颜色则更呈乳白色，属高档骨瓷。具颜色则更呈乳白色，属高档骨瓷。由由于于用用料料探探究究、制制作作精精细细、标标准准严严格格，所所以以价价值值高高于于其其它它瓷瓷种种。骨骨粉粉的的含含量量越越高高，黏黏土土的的成成分分就就相相对对降降低低，在在制制作作过过程程中中就就越越易易烧烧裂裂，在在成成形形上上须须要要更更高高的的技技术术，增增加加了了烧烧制制难度，所以更加珍贵。难度，所以更加珍贵。骨骨质质瓷瓷在在烧烧制制过过程程中中，对对它它的的规规整整度度、洁洁白白度度、透透亮亮度度、热稳定性等诸项理化指标均要求极高，由此废品率很高。热稳定性等诸项理化指标均要求极高，由此废品率

15、很高。独独特特的的烧烧制制过过程程和和骨骨碳碳的的加加入入，使使瓷瓷土土中中的的杂杂质质被被消消退退，在在灯灯光光下下骨骨瓷瓷显显得得更更晶晶莹莹、白白皙皙、细细腻腻、通通透透、敏敏捷捷，极极少少瑕瑕疵疵，并并且且比比一一般般瓷瓷器器薄薄，在在视视觉觉上上有有一一种种特特殊殊的的清清洁洁感感，强强度度高高于于一一般般瓷瓷器器，是是日日用用瓷瓷器器的的两两倍倍，不不易易磨磨损损及及裂裂开开、有适度的透光性、保温。有适度的透光性、保温。试验：把四只骨瓷杯子垫在一辆劳斯莱斯车轮下，这四只晶莹的杯子竟能胜任支撑房车的重量！骨骨瓷瓷餐餐具具有有个个特特点点容容器器内内部部一一般般没没有有图图案案、莹莹白

16、白如如玉玉，只在外部装饰图案，部分在杯子边缘手描了金边。只在外部装饰图案，部分在杯子边缘手描了金边。如何选择骨瓷搭配咖啡如何选择骨瓷搭配咖啡?咖啡杯的色调相当重要。咖啡液咖啡杯的色调相当重要。咖啡液的颜色呈琥珀色，且很清澈，所以为的颜色呈琥珀色，且很清澈，所以为了将咖啡这种特色显现出来，最好是了将咖啡这种特色显现出来，最好是用杯内呈白色的咖啡杯，可让我们由用杯内呈白色的咖啡杯，可让我们由咖啡颜色来辨别咖啡冲泡完成的情形。咖啡颜色来辨别咖啡冲泡完成的情形。骨骨瓷瓷产产生生于于英英国国，长长期期以以来来是是英英国国皇皇家家和和贵贵族族的的专专用用瓷瓷，是是目目前前唯唯一一世世界界上上公公认认的的高

17、高档档瓷瓷种种，兼兼有有运运用用 和和艺艺术术的的双双重重价价值值，是是权权利利和和地地位位的的象象征征，号号称称瓷瓷器器之之王王。现现在在中中国国，日日本本，德国，俄罗斯，泰国有生产。德国，俄罗斯，泰国有生产。f骨瓷的选择：骨瓷的选择：f 1 1、将将杯杯子子罩罩在在灯灯泡泡上上 (当当然然也也可可以以对对着着光光就就好好 )，透光性强、色泽松软为上品。透光性强、色泽松软为上品。f 2 2、通体乳白色、釉面光滑，瓷质轻薄的是优质品通体乳白色、釉面光滑，瓷质轻薄的是优质品f 3 3、用瓷勺敲打或用手指轻弹，洪亮嘹亮、犹如洪钟。、用瓷勺敲打或用手指轻弹，洪亮嘹亮、犹如洪钟。f骨骨瓷瓷的的保保养养

18、很很简简洁洁，染染上上油油污污要要清清洗洗时时，不不需需用用洗洗涤涤剂剂，只只需需用用温温水水清清洁洁就就行行了了。可可以以放放进进消消毒毒碗碗柜柜里里高高温温消消毒毒。勿勿放放入入微微波波炉炉加加热热，否否则则腐腐蚀蚀金金边边。如如有有刮刮花花，可可以以用用牙牙膏膏轻轻地打磨，假如有茶渍，可以用柠檬汁或食醋清洗即可。轻轻地打磨，假如有茶渍，可以用柠檬汁或食醋清洗即可。金盅壶金盅壶1 1个个,金盅糖缸金盅糖缸1 1个个,金盅奶缸金盅奶缸1 1个个,金盅杯金盅杯6 6个个,金盅碟金盅碟6 6个个商品描述：商品描述：4.25韩式碗10支,小调羹10支,小吃碟10个,8寸汤盘6个,8寸平盘4个,6寸

19、面碗2个,品锅1个,10寸平盘1个,鱼盘1个,大调羹1个,烟缸与牙签筒各1个f中国红瓷中国红瓷f红瓷优品接受真骨瓷，瓷很轻壁很薄；红瓷优品接受真骨瓷，瓷很轻壁很薄；陶陶瓷瓷上上那那片片大大红红曾曾是是陶陶瓷瓷史史上上千千古古难难题题。在在中中国国陶陶瓷瓷艺艺术术长长河河中中，唐唐代代独独创创了了铜铜红红；后后来来，有有了了宋宋代代的的钧钧红红瓷瓷，明明清清时时期期的的祭祭红红、郎郎红红、胭胭脂脂红红、豇豆红、珊瑚红等红色釉瓷。豇豆红、珊瑚红等红色釉瓷。就就因因为为那那一一份份“红红”，使使得得烧烧制制工工艺艺要要求求极极高高，陶陶瓷瓷界界常常大大诉诉“十十窑窑九九不不成成”、“千千窑窑难难得得

20、一一品品”的的苦苦衷衷。民民间间至至今今还还流流传传着着“陶陶女女浴浴火火炼炼红红瓷瓷”的悲壮故事。的悲壮故事。对对于于“大大红红”的的追追求求，近近现现代代西西方方各各国国也也竞竞相相投投入入巨巨资资，可可研研制制工工作作至至今今没没有有实实质质性性的的突突破破。因因为为釉釉下下彩彩瓷瓷器器要要求求确确定定的的白白度度、硬硬度度和和透透亮亮度度，要要在在13001300摄摄氏氏度度的的高高温温下下才才能能烧烧成成。而而促促成成陶陶瓷瓷上上大大红红色色的的釉釉料料（主主要要是是硫硫硒硒化化镉镉，这这是是一一种种人人工工合合成成的的色色料料，也也是是目目前前唯唯一一能能够够呈呈现现明明丽丽大大红

21、红颜颜色色的的色色料料）。在在温温度度升升至至800800摄摄氏氏度度这这个个临临界界点点时时，“红红颜颜”完完全全褪褪尽尽。一一片片“中中国国红红”的醴陵（湖南省）红瓷的问世，引起了的醴陵（湖南省）红瓷的问世，引起了“当惊世界殊当惊世界殊”。手绘粉彩系列手绘粉彩系列开口梅瓶：开口梅瓶：锦上添花锦上添花 湖南醴陵福齐天湖南醴陵福齐天红瓷厂产品：红瓷厂产品：祥瑞如意茶具祥瑞如意茶具 镶金系列镶金系列 直筒瓶：直筒瓶：富贵牡丹富贵牡丹 彩金系列彩金系列 中国红瓷与一般瓷器不同的特点：中国红瓷与一般瓷器不同的特点：难：工艺难难：工艺难中中国国红红烧烧制制难难度度很很高高，工工艺艺困困难难，通通常常是

22、是四四次次进进炉炉：一一是是素素烧烧；二二是是釉釉烧烧；三三是是红红烧烧；四四是是金金烧烧。每每一一环环节节不不行行偏偏差差。通通常常状状况况下下，中中国国红红瓷瓷器器在在烧烧制制多多件件中中才才能能出出一一件件成成品品，大大型型成成品品的的合合格格率率更更低低，所所谓谓“十十窑窑九九不不成成”。近近乎乎苛苛刻刻的的制制造造工工艺艺与与极极低的成品率，彰显中国红瓷稀缺性与珍贵性。低的成品率，彰显中国红瓷稀缺性与珍贵性。红红瓷瓷的的形形成成难难。铜铜红红在在800800度度要要分分解解，中中国国红红在在14501450度度的的高高温温下成瓷，难中之难。下成瓷，难中之难。好：陶瓷好好：陶瓷好中国红

23、瓷在中国红瓷在14501450度的高温下烧成，玉如凝脂，足显珍贵。度的高温下烧成，玉如凝脂，足显珍贵。简简约约雅雅致致、细细致致白白润润、胎胎薄薄如如纸纸、击击声声如如磬磬是是其其真真实实写写照照。自自其其诞诞生生之之日日起起，红红瓷瓷以以其其“薄薄如如纸纸、透透如如镜镜、声声如如磬磬、白白如如玉玉”，瓷瓷质质细细腻腻通通透透，器器形形美美观观高高雅雅，彩彩面面润润泽泽光光亮亮，花花面面多多姿姿多多彩彩的的特特点点，成成就就了了它它洁洁白白的的质质地地和和华华贵贵的的造造型型，兼兼有有运运用用和和艺术的双重价值，是保藏与赠友的珍品。艺术的双重价值，是保藏与赠友的珍品。贵：材料贵贵：材料贵 红红

24、釉釉现现在在是是用用稀稀有有金金属属钽钽烧烧制制而而成成的的，金金属属钽钽是是比比黄黄金金还还贵贵的的稀稀有有金金属属，且且红红瓷瓷上上的的金金色色图图案案是是用用纯纯度度在在99%99%以以上上的的纯纯金金烤烤制制而而成成，可可以以说说中中国国红红瓷瓷是是用用黄黄金金烧烧成成的的。中中国国红红瓷瓷从从用用材材方方面面就就体体现现了了珍珍贵贵艺艺术术珍珍品品的的品品尝尝与与内内含含的的现现实实价价值。值。釉是附着于陶瓷坯体表面的玻璃质薄层，有与玻璃相类似的某些物釉是附着于陶瓷坯体表面的玻璃质薄层，有与玻璃相类似的某些物理与化学性质，一般以长石、石英、黏土等为原料。釉的化学组成为氧理与化学性质，

25、一般以长石、石英、黏土等为原料。釉的化学组成为氧代硅、氧化铝、氧化铁、氧化钛、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠等，代硅、氧化铝、氧化铁、氧化钛、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠等，经温式球磨调成油浆，用浸、喷、浇等方法施于坯体表面焙烧而成。由经温式球磨调成油浆，用浸、喷、浇等方法施于坯体表面焙烧而成。由于所含金属氧化物的不同，以及烧成气氛的各异，釉色有青、黑、绿、于所含金属氧化物的不同，以及烧成气氛的各异，釉色有青、黑、绿、黄、红、蓝、紫等黄、红、蓝、紫等(白釉其实是无色透亮釉白釉其实是无色透亮釉)。瓷器上釉不仅可使自身表。瓷器上釉不仅可使自身表面光滑，防止对液体、气体的吸取，提高机械强度和绝缘性

26、能，而且还面光滑，防止对液体、气体的吸取，提高机械强度和绝缘性能，而且还使瓷器更具欣赏性，成为一件件精致的艺术品。使瓷器更具欣赏性，成为一件件精致的艺术品。我国瓷器生产源远流长，不同历史时期各地瓷窑由于装烧和施釉工我国瓷器生产源远流长，不同历史时期各地瓷窑由于装烧和施釉工艺的差异，各具自己的时代和地域特征。这种特征反映在釉彩上便形成艺的差异，各具自己的时代和地域特征。这种特征反映在釉彩上便形成很多釉彩品种，如青瓷、白瓷、青白瓷、青花、釉里红等等。不同历史很多釉彩品种，如青瓷、白瓷、青白瓷、青花、釉里红等等。不同历史时期各地瓷窑生产出的瓷器产品，几乎都有自己的代表性釉彩品种，我时期各地瓷窑生产出

27、的瓷器产品，几乎都有自己的代表性釉彩品种，我们可以通过这点判定某一瓷器为何时何地的产品。因此，了解瓷器的釉们可以通过这点判定某一瓷器为何时何地的产品。因此，了解瓷器的釉彩品种，对于瓷器的断代和辨伪具有特殊重要的意义。彩品种，对于瓷器的断代和辨伪具有特殊重要的意义。贝贝瓷瓷属属高高钙钙瓷瓷，即即将将确确定定量量的的贝贝壳壳经经特特殊殊工工艺艺处处理理后后，掺掺入入陶陶瓷瓷原原料料中中，然然后后经经过过素素烧烧、釉釉烧烧两两次次烧烧制制而而成成。贝贝壳壳中中的的钙钙可可以以增增加加瓷瓷器器的的硬硬度度和和透透光光度度，贝贝壳壳在在烧烧制制过过程程中中能能与与高高岭岭土土中中的的杂杂质质发发生生作作

28、用用，起起到到消消退退杂杂质质的的效效果果，使使得得贝贝瓷瓷胎胎质质纯纯净净，釉釉面面光光润润，光光泽泽松松软软，有有如如脂脂似似玉玉之之感感，且且强强度度高高于于一一般般瓷瓷器器。贝贝瓷瓷用用料料特特殊殊探探究究，工工艺艺困困难难，成成型型难难、烧烧成成温温度度范范围窄、易烧裂，生产难度大，所以成品特殊珍贵。围窄、易烧裂，生产难度大，所以成品特殊珍贵。目目前前世世界界上上只只有有中中国国一一、二二家家瓷瓷厂厂生生产产（山山东东“珍珍贝贝瓷瓷业业”与与“长长城城海海的的”两两个个有有限限责责任任公公司司，属属国国家家重重点点高高新新技技术术企企业业，国国家家旅旅游游饭饭店店协协会会会会员员、清

29、清华华高高校校社社会会实实践践基基地地。国国家家火火炬炬支支配配项项目目担担当当单单位位及及国国家家十十一一五五科科技技支支撑撑支支配配项项目目担担当单位。）已获得中国独创专利。当单位。）已获得中国独创专利。早早在在明明代代，人人们们就就发发觉觉，将将金金银银、珍珍宝宝、玛玛瑙瑙掺掺入入瓷瓷胎胎，可可以以烧烧制制出出流流出出溢溢彩彩、精精致致绝绝伦伦的的瓷瓷器器。“贝贝瓷瓷”也也正正因因为为其其原原料料贝贝壳壳中中富富含含珍珍宝宝成成分分，而而显显现现出出一一般般瓷瓷器器所所没没有有的的风风采采和神韵。所以贝瓷也是世界上公认的最高档瓷种之一。和神韵。所以贝瓷也是世界上公认的最高档瓷种之一。西餐

30、白瓷西餐白瓷汁斗汁斗 西餐白瓷西餐白瓷旋纹长方形糖缸旋纹长方形糖缸 f镁镁质质瓷瓷（强强化化瓷瓷）也也是是一一种种高高档档瓷瓷，英英国国早早在在1818世世纪纪末末就就以以滑滑石石为为主主要要原原料料制制作作镁镁质质瓷瓷。滑滑石石是是镁镁的的含含水水硅硅酸酸盐盐矿矿物物。所所以以镁镁质质瓷瓷又又称称滑滑石石瓷瓷。镁镁质质瓷瓷瓷瓷质质细细腻腻乳乳白白、薄薄胎胎半半透透亮亮、有有脂脂肪肪光光泽泽、手手摸摸有有滑滑腻腻感感、镁镁质质瓷瓷成成片片状状结结构构，裂裂开开时时易易成成片片状状，不不易易粉粉碎碎。一一般般用用于于生生产产高高级级日日用用瓷瓷，我我国只有少数大企业生产。国只有少数大企业生产。1

31、、陶瓷材料、陶瓷材料概述概述（1 1）陶瓷的定义陶瓷的定义 陶瓷的传统定义：陶器和瓷器的总称，包括玻陶瓷的传统定义：陶器和瓷器的总称，包括玻 璃、搪瓷、耐火材料、砖瓦、水泥、石膏等。璃、搪瓷、耐火材料、砖瓦、水泥、石膏等。陶瓷的狭义定义陶瓷的狭义定义以粘土为主要原料，经高温以粘土为主要原料，经高温 烧制的制品。烧制的制品。陶瓷的广义定义陶瓷的广义定义经高温烧制的无机非金属材经高温烧制的无机非金属材 料的总称。料的总称。陶瓷的精确定义陶瓷的精确定义用自然原料或人工合成的粉用自然原料或人工合成的粉 状化合物，经过成形和高温烧结制成的，由无状化合物，经过成形和高温烧结制成的，由无 机化合物构成的多相

32、固体材料。机化合物构成的多相固体材料。日用陶瓷日用陶瓷 日用瓷器是日常生活中人们接触最多，也是熟日用瓷器是日常生活中人们接触最多，也是熟悉的瓷器，如餐具、茶具、咖啡具、酒具、饭具悉的瓷器，如餐具、茶具、咖啡具、酒具、饭具等陈设瓷等。在历史上，日用瓷器是从日用陶器等陈设瓷等。在历史上，日用瓷器是从日用陶器发展而来的，又因为两者在性能和制造工艺上有发展而来的，又因为两者在性能和制造工艺上有相像之处，所以，习惯上把它们放在一起，统称相像之处，所以，习惯上把它们放在一起，统称为日用陶瓷。为日用陶瓷。（2）陶瓷的分类陶瓷的分类日用陶瓷日用陶瓷唐山骨质瓷茶具唐山骨质瓷茶具景德镇飞天雕塑景德镇飞天雕塑景德镇

33、三阳开泰景德镇三阳开泰日用陶瓷的细分类日用陶瓷的细分类土器：砖瓦土器：砖瓦(自然冷却，自然冷却，Fe2O3含量较多含量较多)(淋水冷却，淋水冷却，Fe3O4、FeO较多较多)陶器：陶器：彩陶彩陶江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑瓷器：瓷器：碗盘碗盘茶具茶具保藏珍品保藏珍品炻器：炻器：水缸、砂锅水缸、砂锅瓷都景德镇瓷都景德镇红瓦红瓦青瓦青瓦f一一般般陶陶瓷瓷加加工工成成型型性性好好，成本低，产量大。成本低，产量大。f除除日日用用陶陶瓷瓷、瓷瓷器器外外，大大量量用用于于电电器器、化化工工、建筑、纺织等工业部门。建筑、纺织等工业部门。景景德德镇镇瓷瓷器器绝绝缘缘子子现代陶瓷的分

34、类现代陶瓷的分类建筑卫生陶瓷建筑卫生陶瓷建筑陶瓷：用于建筑物饰面或建筑陶瓷：用于建筑物饰面或作为建筑构件的陶瓷制品。作为建筑构件的陶瓷制品。卫生陶瓷：用作卫生设施的有卫生陶瓷：用作卫生设施的有釉陶瓷制品。釉陶瓷制品。电瓷电瓷：主要由粘土、长石、石英（或铝氧原料）等：主要由粘土、长石、石英（或铝氧原料）等 硅酸盐原料混合配制，经加工成形，在较高温度下硅酸盐原料混合配制，经加工成形，在较高温度下烧制而获得的无机绝缘材料。烧制而获得的无机绝缘材料。金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器10kV瓷拉棒绝缘子瓷拉棒绝缘子盘型悬式绝缘子盘型悬式绝缘子电瓷电瓷传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的对比传统无机非

35、金属材料与新型无机非金属材料的对比能承受高温、强度高。能承受高温、强度高。例例如如：氮氮化化硅硅陶陶瓷瓷在在12001200左左右右的的高高温温下下，仍仍具具有有很很高高的强度，可用来制造汽轮机叶片、轴承、永久性模具等。的强度，可用来制造汽轮机叶片、轴承、永久性模具等。Si3N4轴承轴承具具有有电电学学特特性性，一一些些新新型型无无机机非非金金属属材材料料可可以以作作为为半半导导体体、导导体体、超超导导体体等等，一一些些绝绝缘缘性性材材料料常常被被用用于于集集成成电电路路的的基基板。板。具具有有光光学学特特性性。有有些些新新型型无无机机非非金金属属材材料料能能发发出出各各色色的的光光，有有的的

36、能能透透过过可可见见光光，有有的的能能使使红红外外线线、雷雷达射线穿过。达射线穿过。处处于于高高温温下下的的光光导导纤纤维维具具有有生生物物特特性性。有有些些新新型型无无机机非非金金属属材材料料强强度度高高、无无毒毒、不不溶溶于于水水，对对人人体体组组织织有有较较好好的的适适应应性性，可可干干脆脆植植入入人人体体内内，用用这这类类材材料料制制成成的的人人造造牙牙齿齿、人人造骨骼，已被应用在医疗上。造骨骼，已被应用在医疗上。人人造造关关节节（3）新型结构陶瓷新型结构陶瓷 氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷 f氧氧化化铝铝陶陶瓷瓷以以AlAl2 2O O3 3为为主主要要成成分分,含含有有少少量量SiOSiO2

37、 2的的陶陶瓷瓷，又又称称高高铝铝陶瓷。陶瓷。Al2O3化工、耐磨陶化工、耐磨陶瓷配件瓷配件Al2O3密封、气动密封、气动陶瓷配件陶瓷配件单相单相单相单相AlAl2 2OO3 3陶瓷组织陶瓷组织陶瓷组织陶瓷组织f依依据据Al2O3Al2O3含含量量不不同同分分为为7575瓷瓷(含含75%Al2O375%Al2O3，又又称称刚刚玉玉-莫来石瓷莫来石瓷)、9595瓷和瓷和9999瓷，后两者又称刚玉瓷。瓷，后两者又称刚玉瓷。f氧氧化化铝铝陶陶瓷瓷耐耐高高温温性性能能好好，可可运运用用到到1950,1950,。具具有有良良好好的的电电绝绝缘缘性性能能及及耐耐磨磨性性。微微晶晶刚刚玉玉的的硬硬度度极极高

38、高(仅次于金刚石仅次于金刚石)。95瓷纺织件瓷纺织件99瓷纺织件瓷纺织件氧化铝耐高温喷嘴氧化铝耐高温喷嘴氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷 高高压压钠钠灯灯高压钠灯内温度高达高压钠灯内温度高达14001400，氧化铝陶瓷又叫人造刚玉，氧化铝陶瓷又叫人造刚玉，是一种高温结构陶瓷，可以抵抗钠蒸汽的猛烈腐蚀性。是一种高温结构陶瓷，可以抵抗钠蒸汽的猛烈腐蚀性。氧化铝陶瓷转心球阀氧化铝陶瓷转心球阀氧氧化化铝铝陶陶瓷瓷密密封封环环氧化铝陶瓷坩埚氧化铝陶瓷坩埚 氧氧化化铝铝陶陶瓷瓷被被广广泛泛用用作作耐耐火火材材料料，如如耐耐火火砖砖、坩坩埚埚、热热偶偶套套管管，淬淬火火钢钢的的切切削削刀刀具具、金金属属拔拔丝丝模模，内

39、内燃燃机机的的火火花花塞塞，火箭、导弹的导流罩及轴承等。火箭、导弹的导流罩及轴承等。氮化硅（氮化硅（Si3N4Si3N4）陶瓷）陶瓷 氮化硅是由氮化硅是由Si3N4Si3N4四面体组成的共四面体组成的共价键固体。价键固体。氮化硅的制备与烧结工艺氮化硅的制备与烧结工艺工业硅干脆氮化：工业硅干脆氮化：3Si+2N2Si3N43Si+2N2Si3N4二氧化硅还原氮化：二氧化硅还原氮化：3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO3SiO2+6C+2N2Si3N4+6COf反反应应烧烧结结氮氮化化硅硅用用于于形形态态困困难难、尺尺寸寸精精度度要要求求高高的的零零件件，如如机械密封环等。机械密封环等。汽轮

40、机转子汽轮机转子叶片气阀等零件叶片气阀等零件碳化硅（碳化硅（SiCSiC）陶瓷）陶瓷碳碳化化硅硅是是通通过过键键能能很很高高的的共共价键结合的晶体。价键结合的晶体。碳碳化化硅硅是是用用石石英英沙沙(SiO2)(SiO2)加加焦焦碳碳干干脆脆加加热热至至高高温温还还原原而而成：成：SiO2+3CSiC+2COSiO2+3CSiC+2CO。l 碳化硅的烧结工艺也有热压和反应烧结两种。由碳化硅的烧结工艺也有热压和反应烧结两种。由于碳化硅表面有一层薄氧化膜，因此很难烧结，需于碳化硅表面有一层薄氧化膜，因此很难烧结，需添加烧结助剂促进烧结，常加的助剂有硼、碳、铝添加烧结助剂促进烧结，常加的助剂有硼、碳、

41、铝等。等。常压烧结碳化硅常压烧结碳化硅碳碳化化硅硅的的最最大大特特点点是是高高温温强强度度高高，有有很很好好的的耐耐磨磨损损、耐耐腐腐蚀蚀、抗抗蠕蠕变变性性能能，其其热热传传导导实实力力很很强强，仅仅次次于于氧化铍陶瓷。氧化铍陶瓷。SiC密封件密封件碳碳化化硅硅陶陶瓷瓷用用于于制制造造火火箭箭喷喷嘴嘴、浇浇注注金金属属的的喉喉管管、热热电电偶偶套套管管、炉炉管管、燃燃气气轮轮机机叶叶片片及及轴轴承承，泵泵的的密密封封圈圈、拉拉丝成型模具等。丝成型模具等。SiC陶瓷件陶瓷件SiC陶瓷件陶瓷件SiC轴承轴承氧化锆陶瓷氧化锆陶瓷 氧氧化化锆锆的的晶晶型型转转变变：立立方方相相四四方方相相单单斜斜相相

42、。四四方方相相转转变变为为单单斜斜相相特特殊殊快快速速，引引起起很很大大的的体体积积变变更更，易使制品开裂。易使制品开裂。ZrO2氧氧氧氧化化化化锆锆锆锆单单单单相相相相陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷在在氧氧化化锆锆中中加加入入某某些些氧氧化化物物(如如CaOCaO、MgOMgO、Y Y2 2O O3 3等等)能能形形成成稳稳定定立立方方固固溶溶体体，不不再再发发生生相相变变，具具有有这这种种结结构构的的氧氧化化锆锆称称为为完完全全稳稳定定氧氧化化锆锆(FSZ)(FSZ)，其其力力学学性性能能低低，抗热冲击性差。抗热冲击性差。ZrOZrO2 2陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷耐火件耐火件耐火件耐火件l削减加入的氧化物数量，

43、削减加入的氧化物数量，使部分氧化物以四方相的使部分氧化物以四方相的形式存在。由于这种材料形式存在。由于这种材料只使一部分氧化锆稳定，只使一部分氧化锆稳定，所以称部分稳定氧化锆所以称部分稳定氧化锆(PSZ)。f氧氧化化锆锆中中四四方方相相向向单单斜斜相相的的转转变变可可通通过过应应力力诱诱发发产产生生。当当受受到到外外力力作作用用时时，这这种种相相变变将将吸吸取取能能量量而而使使裂裂纹纹尖尖端端的的应应力力场场松松弛弛，增增加加裂裂纹纹扩扩展展阻阻力力，从从而而大大幅幅度度提提高陶瓷材料的韧性。高陶瓷材料的韧性。部分稳定氧化锆组织部分稳定氧化锆组织f部部分分稳稳定定氧氧化化锆锆的的导导热热率率低

44、低，绝绝热热性性好好；热热膨膨胀胀系系数数大大，接接近近于于发发动动机机中中运运用用的的金金属属，抗抗弯弯强强度度与与断断裂裂韧韧性性高高，除除在在常常温温下下运运用用外外，已已成成为为绝绝热热柴柴油油机机的的主主要要侯侯选选材材料料，如如发发动动机机汽汽缸缸内内衬衬、推推杆杆、活活塞塞帽、阀座、凸轮、轴承等。帽、阀座、凸轮、轴承等。部分稳定氧化锆制品部分稳定氧化锆制品氧化锆制品氧化锆制品氧化锆油泵氧化锆油泵氧化柱塞氧化柱塞氧化锆拉线轮氧化锆拉线轮氧化锆球阀氧化锆球阀部分稳定氧化锆喷涂层部分稳定氧化锆喷涂层增增韧韧氧氧化化锆锆导导轮轮芯芯轴轴68共价键共价键离子键离子键（1 1）陶瓷材料的结合

45、键陶瓷材料的结合键 陶瓷材料的主要成分是氧化物、碳化物、氮陶瓷材料的主要成分是氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等，因而其结合键化物、硅化物等，因而其结合键以离子键以离子键(如如Al2O3)、共价键、共价键(如如Si3N4)及两者的混合键为主及两者的混合键为主。2、陶瓷材料的、陶瓷材料的结构结构69f陶陶瓷瓷材材料料以以离离子子键键结结合合为为主主，由由于于离离子子键键的的结结合合力力大大，因因此此离离子子晶晶体体的的硬硬度度高高，强强度度大大，热热膨膨胀胀系系数数小小，但脆性大。但脆性大。NaCl（2 2）陶瓷材料的陶瓷材料的物相物相通常由三种不同的相组成通常由三种不同的相组成晶相晶相玻璃相玻璃

46、相气相气相晶相是陶瓷材料中主要的晶相是陶瓷材料中主要的组成相，确定陶瓷材料物组成相，确定陶瓷材料物理化学性质的主要是晶相。理化学性质的主要是晶相。玻璃相的作用是充填晶粒间隙、玻璃相的作用是充填晶粒间隙、粘结晶粒、提高材料致密度、降粘结晶粒、提高材料致密度、降低烧结温度和抑制晶粒长大。低烧结温度和抑制晶粒长大。气相是在工艺过程中形气相是在工艺过程中形成并保留下来的。成并保留下来的。(1)(1)硬度硬度是各类材料中最高的。是各类材料中最高的。（高聚物（高聚物20HV20HV，淬火钢，淬火钢500-800HV500-800HV，陶瓷，陶瓷1000-5000HV1000-5000HV）(2)(2)刚度

47、刚度 是各类材料中最高的。是各类材料中最高的。（塑料（塑料1380MN/m21380MN/m2，钢，钢 207000MN/m2)207000MN/m2)(3)(3)强度强度 理论强度很高；由于晶界的存在，实际强度比理论值理论强度很高；由于晶界的存在，实际强度比理论值 低的多。耐压（抗压强度高），抗弯（抗弯强度高），不耐低的多。耐压（抗压强度高），抗弯（抗弯强度高），不耐 拉（抗拉强度很低，比抗压强度低一个数量级）较高的高温拉（抗拉强度很低，比抗压强度低一个数量级）较高的高温 强度。强度。(4)(4)塑性低：塑性低：在室温几乎没有塑性。在室温几乎没有塑性。(5)(5)韧性差，脆性大，是陶瓷的最大

48、缺点韧性差，脆性大，是陶瓷的最大缺点。（3）陶瓷材料的性能陶瓷材料的性能(6)(6)热膨胀性低导热性差，多为较好的绝热材料热膨胀性低导热性差，多为较好的绝热材料 （=10-210-5w/mK=10-210-5w/mK）(7)(7)热稳定性热稳定性抗热振性（在不同温度范围波动时的寿命）急抗热振性（在不同温度范围波动时的寿命）急冷到冷到 水中不裂开所能承受的最高温度。陶瓷的抗热振性很水中不裂开所能承受的最高温度。陶瓷的抗热振性很低（比金属低的多，日用陶瓷低（比金属低的多，日用陶瓷220220）(8)(8)化学稳定性：耐高温，耐火，不行燃烧，抗蚀（抗液体金化学稳定性：耐高温，耐火，不行燃烧，抗蚀（抗

49、液体金属、属、酸、碱、盐）酸、碱、盐）(9)(9)导电性：大多数是良好的绝缘体，同时也有不少半导体导电性：大多数是良好的绝缘体，同时也有不少半导体（NiONiO，Fe3O4Fe3O4等）等）(10)(10)其它：不行燃烧，高耐热，不老化，温度急变抗力低。其它：不行燃烧，高耐热，不老化，温度急变抗力低。原料的制备原料的制备粘土粘土细颗粒含水铝硅酸盐用水混合，具细颗粒含水铝硅酸盐用水混合，具有可塑性，是作为基础。有可塑性，是作为基础。石英石英无水无水SiO2，难熔，可减粘，在瓷，难熔，可减粘，在瓷坯中起骨架作用。坯中起骨架作用。长石长石含含K、Na、Ca离子的无水硅酸盐，离子的无水硅酸盐，属熔剂。

50、属熔剂。可塑成形可塑成形传统陶瓷用较多传统陶瓷用较多注浆成形注浆成形浆料浇注到石膏模中成形，浆料浇注到石膏模中成形，用于制造日用陶瓷和建筑陶瓷等形态困难用于制造日用陶瓷和建筑陶瓷等形态困难件件压制成形压制成形粉料加入塑化剂，在金属模粉料加入塑化剂，在金属模具加压成形具加压成形干燥的毛坯加热干燥的毛坯加热高温烧结高温烧结，相变获得要，相变获得要求的性能求的性能坯体成型坯体成型陶瓷的烧结陶瓷的烧结6.2.2 陶瓷材料的成形 1.1.陶 瓷 材 料 陶瓷材料用原料有自然原料和化工原料两类。依据在陶瓷中的作用不同，分为主要原料和帮助原料。主要原料有粘土、膨润土、滑石、菱镁矿、方解石、长石（碱金属和碱土