無機(jī)非金屬材料工學(xué)(陶瓷)課件

第三篇陶瓷工藝學(xué)

第三篇陶瓷工藝學(xué)

1第一章引言

第一章引言2一、概念和分類

1．概念：廣義無機(jī)非金屬固體材料制品的統(tǒng)稱。狹義固體原料經(jīng)成型、煅燒而制成的制品。普通陶瓷（傳統(tǒng)陶瓷）：以粘土及其它天然礦物（長(zhǎng)石、石英等）為原料經(jīng)粉碎、成型、焙燒等工藝過程而制得的制品。一、概念和分類

1．概念：廣義無機(jī)非金屬固體材料制品的32．分類：陶瓷按用途分為：傳統(tǒng)陶瓷（普通陶瓷）和新型陶瓷（特種陶瓷、精密陶瓷），而傳統(tǒng)陶瓷又分為日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、建筑陶瓷、化學(xué)陶瓷、化工陶瓷等；新型陶瓷又分為結(jié)構(gòu)陶瓷（機(jī)械和熱性能為主）和功能陶瓷（電、磁、光、生化、核能等）。2．分類：陶瓷按用途分為：傳統(tǒng)陶瓷（普通陶瓷）和新型陶42．分類：陶瓷按性能分為：拓器、陶器和瓷器。性能見P213表3-1-2和3-1-3。陶瓷按成分分為：氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、硅酸鹽陶瓷、鈦酸鹽陶瓷、磷酸鹽陶瓷、金屬陶瓷等。特種陶瓷的性能及用途，見教材P213表3-3-1。2．分類：陶瓷按性能分為：拓器、陶器和瓷器。性能見P213表5表3-3-1特種陶瓷的性能及用途

性能材料應(yīng)用高絕緣性介電性導(dǎo)電性壓電性

熱釋電性軟磁性硬磁性半導(dǎo)體性

離子導(dǎo)電性

電子發(fā)射性熒光性透光性偏光性光反射性紅外反射性紅外透射性光導(dǎo)性生物化學(xué)功能

研磨性切削性強(qiáng)度功能潤(rùn)滑功能耐熱性絕熱性導(dǎo)熱性核功能性

Ai2O3、BeO、C（人造金剛石）BaTiO3SiC、MoSi2P（Zr，Ti）O3（定向薄膜）SiO2（單晶薄片）P（Zr，Ti）O3（Zn，Mn，F(xiàn)e）2O4；γ-Fe3O4SrO·6Fe2O3SnO2過度金屬氧化物ZnO-Bi2O3BaTiO3β-Ai2O3穩(wěn)定性ZrO2LaB6Y2O3，S：EuAi2O3、SnO2（涂布膜）PLZTTiNSnO2（涂膜）ZnS、MgOSiO2（高純纖維）Ai2O3、Ca5（F，Cl）P3O12SiO2（孔徑控制多孔體）Ai2O3、B4C、人造金剛石（粉體）C-BN、TiC、WC、TiCSi3N4、SiCC、MoSi2、h-BNAi2O3、ThO2K2O·nTiO2，CaO·SiO2Be、C、SiCUO2C（石墨）、BeOB4C基板電容器發(fā)熱器震蕩元件、點(diǎn)火元件、壓電變換器時(shí)鐘震蕩元件紅外線檢測(cè)元件磁帶磁鐵、可塑性磁鐵氣體傳感器熱敏電阻電壓性穩(wěn)定元件，非線形電阻自控電阻發(fā)熱元件NaS電池氧敏感元件電子槍用熱陰極熒光體高壓鈉燈、防霧玻璃偏光學(xué)元件太陽能聚光器省能源窗玻璃導(dǎo)彈光導(dǎo)纖維人工骨、齒固定化酵素載體研磨材料切削工具發(fā)動(dòng)機(jī)材料潤(rùn)滑劑耐熱結(jié)構(gòu)材料絕緣材料基板核燃料減速劑控制棒材料表3-3-1特種陶瓷的性能及用途性能材6二、我國陶瓷工業(yè)的發(fā)展概況

China，瓷器，世界供認(rèn)是我國最早發(fā)明。8000年前，生產(chǎn)陶器；3000年前，生產(chǎn)瓷器（上釉），我國最早東漢時(shí)期陶瓷普及，唐三彩世界文明。景德鎮(zhèn)陶瓷從古至今享譽(yù)很好，但建筑陶瓷在我國發(fā)展相對(duì)落后。二、我國陶瓷工業(yè)的發(fā)展概況

China，瓷器，世界供認(rèn)是我國7第一章

普通陶瓷原料及作用

第一章普通陶瓷原料及作用8第一節(jié)粘土

第一節(jié)粘土

9一、粘土定義

具有可塑性且粒度小于幾微米的礦物?；蛄６刃∮趲孜⒚椎膶訝罟杷猁}礦物。一、粘土定義具有可塑性且粒度小于幾微米的礦物?；蛄６刃∮趲?0二、粘土的分類

高嶺土、膨潤(rùn)土、伊利石、葉臘石、鋁礬土等。二、粘土的分類高嶺土、膨潤(rùn)土、伊利石、葉臘石、鋁礬土等。11三、粘土組成

化學(xué)組成：SiO2、Al2O3為主，少量其它氧化物（K2O、Na2O、Fe2O3、MgO、CaO等）礦物組成：高嶺石、蒙脫石、伊利石等。含少量長(zhǎng)石、石英等碎屑礦物。

顆粒組成：碎屑顆粒一般較大，粘土顆粒一般較小，小于2微米的顆粒多為粘土礦物。

三、粘土組成化學(xué)組成：SiO2、Al2O3為主，少量其它氧12四、粘土的工藝性質(zhì)

1．可塑性和結(jié)合性（粘結(jié)劑）；2．離子交換性（脫色、過濾、填料等）；3．觸變性，即泥料放置一段時(shí)間后，在維持原有水分的情況下會(huì)出現(xiàn)變稠和固化現(xiàn)象；4．膨化性，即吸水膨脹性；5．收縮性，干燥收縮和焙燒收縮；6．燒結(jié)溫度與燒結(jié)范圍四、粘土的工藝性質(zhì)

1．可塑性和結(jié)合性（粘結(jié)劑）；13五、陶瓷中粘土的作用

粘土在陶瓷中起粘結(jié)作用。

五、陶瓷中粘土的作用粘土在陶瓷中起粘結(jié)作用。14第二節(jié)石英

第二節(jié)石英

15一、種類和性質(zhì)

1．種類：脈石英、石英砂巖、石英巖（變質(zhì)）、石英砂；2．性質(zhì)：以SiO2為主，其他雜質(zhì)很少。一、種類和性質(zhì)1．種類：脈石英、石英砂巖、石英巖（變質(zhì)）、16二、石英的相變

二、石英的相變17三、石英的作用

1．加快干燥；2．減小坯體變形；3．增加機(jī)械強(qiáng)度；4．提高耐磨、抗腐性。三、石英的作用1．加快干燥；18第三節(jié)長(zhǎng)石

第三節(jié)長(zhǎng)石

19一、種類

鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石一、種類鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石20二、作用

1．助溶；2．提高機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性3．提高透光度。二、作用1．助溶；21三、代用原料

花崗偉晶巖、霞石正長(zhǎng)巖、透輝石、硅繪事等。

三、代用原料花崗偉晶巖、霞石正長(zhǎng)巖、透輝石、硅繪事等。22第四節(jié)其它原料

第四節(jié)其它原料

23一、碳酸鹽

方解石、白云石、菱鎂礦。高溫下起溶劑作用。

一、碳酸鹽方解石、白云石、菱鎂礦。高溫下起溶劑作用。24二、滑石

釉料和滑石質(zhì)陶瓷二、滑石釉料和滑石質(zhì)陶瓷25三、硅灰石

助溶作用

三、硅灰石助溶作用26四、透輝石和透閃石

助溶作用

四、透輝石和透閃石助溶作用27第三章

普通陶瓷的配料和計(jì)算

第三章普通陶瓷的配料和計(jì)算28第一節(jié)

配料依據(jù)

第一節(jié)配料依據(jù)291．弄清各原料在陶瓷中的作用；2．坯料和釉料組成滿足產(chǎn)品的物化性質(zhì)；包括：收縮率、吸水率、熱震性、平整性、光滑性和抗腐性等。3．配方應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝設(shè)備條件；溫度、壓力、氣氛等。4．經(jīng)濟(jì)、合理；5．借鑒成熟的配方。

1．弄清各原料在陶瓷中的作用；30第二節(jié)

坯、釉料表示方法

第二節(jié)坯、釉料表示方法31一、實(shí)際配料比表示根據(jù)實(shí)際原料的種類和比例來表示。二、礦物組成表示根據(jù)各種原料的化學(xué)組成換算成長(zhǎng)石、石英、黏土的比例。三、化學(xué)組成表示以各種氧化物的質(zhì)量百分比來表示。四、實(shí)驗(yàn)公式（塞格爾式）表示一、實(shí)際配料比表示32四、實(shí)驗(yàn)公式（塞格爾式）表示

以堿性、中性、酸性氧化物的順序列出。坯式是以中性氧化物（R2O3）的mol數(shù)為1，計(jì)算其它化合物的摩爾數(shù)。釉式則是以堿性氧化物（R2O+RO）的mol數(shù)為1，計(jì)算其它化合物的摩爾數(shù)。四、實(shí)驗(yàn)公式（塞格爾式）表示以堿性、中性、酸性氧化物的順序33如：坯式表示0.3105K2O0.1405Na2O0.9931Al2O35.354SiO20.0297CaO0.0072Fe2O30.0259TiO20.0192MgO如：坯式表示34釉式表示0.088K2O0.065Na2O2.401Al2O312.946SiO20.195CaO0.032Fe2O30.0667TiO20.652MgO釉式表示35陶瓷的酸性指數(shù)：CA=RO2/（R2O+RO+3R2O3）硬瓷釉的CA一般為1.8～2.5,而軟瓷釉的CA一般為1.4～1.6CA大瓷脆，高溫時(shí)易變形，但燒成溫度低。陶瓷的酸性指數(shù)：CA=RO2/（R2O+RO+3R2O3）36第三節(jié)坯料的配方計(jì)算

第三節(jié)坯料的配方計(jì)算

37一、坯式的計(jì)算

1．已知坯料的化學(xué)組成計(jì)算坯式（1）

將各氧化物的百分含量換算成mol數(shù)；（2）

以中性氧化物的摩爾數(shù)為1計(jì)算其它各氧化物的相對(duì)含量；（3）安堿性、中性、酸性氧化物的順序列出坯式。

一、坯式的計(jì)算1．已知坯料的化學(xué)組成計(jì)算坯式38例：已知某陶瓷坯料的化學(xué)組成為(%)

SiO2Al2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2ONa2O灼減合計(jì)67.0821.120.230.430.350.165.921.352.4499.08例：已知某陶瓷坯料的化學(xué)組成為(%)39其坯式計(jì)算結(jié)果為：0.3105K2O0.1405Na2O0.9931Al2O35.354SiO20.0297CaO0.0072Fe2O30.0259TiO20.0192MgO注：灼減對(duì)實(shí)驗(yàn)式?jīng)]有影響。其坯式計(jì)算結(jié)果為：402．已知坯式求坯料的化學(xué)組成該計(jì)算為坯式的逆向計(jì)算。

2．已知坯式求坯料的化學(xué)組成41二、示性礦物的計(jì)算

（1）以Na2O的含量計(jì)算鈉長(zhǎng)石（Ab：Na2O·Al2O3·6SiO2）

以K2O的含量計(jì)算鉀長(zhǎng)石（Or：K2O·Al2O3·6SiO2）

以CaO的含量計(jì)算鈣長(zhǎng)石（An：CaO·Al2O3·2SiO2）二、示性礦物的計(jì)算（1）以Na2O的含量計(jì)算鈉長(zhǎng)石（Ab：42二、示性礦物的計(jì)算（2）以Al2O3的含量總量減去長(zhǎng)石中的Al2O3的含量，剩余的Al2O3計(jì)算高嶺石（Kao：Al2O3·2SiO2·2H2O）或蒙脫石（Mt：CaO·Al2O3·4SiO2·nH2O）伊利石（I：K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O）。

二、示性礦物的計(jì)算（2）以Al2O3的含量總量減去長(zhǎng)石中的A43二、示性礦物的計(jì)算

（3）以MgO計(jì)算菱鎂礦（MgCO3）或滑石（3MgO·4SiO2·H2O）。（4）以Fe2O3計(jì)算赤鐵礦（Fe2O3），多為黏土帶入。（5）以TiO2計(jì)算金紅石（TiO2），多為黏土帶入。（6）剩余的SiO2為石英。

二、示性礦物的計(jì)算

（3）以MgO計(jì)算菱鎂礦（MgCO3）或44三、根據(jù)礦物組成計(jì)算配方

主要是要考慮黏土中的長(zhǎng)石、石英。計(jì)算黏土含量時(shí)應(yīng)扣除其中的長(zhǎng)石、石英，而計(jì)算長(zhǎng)石、石英時(shí)應(yīng)考慮黏土已經(jīng)存在的量。

三、根據(jù)礦物組成計(jì)算配方主要是要考慮黏土中的長(zhǎng)石、石英。計(jì)45四、由化學(xué)組成計(jì)算配方

根據(jù)陶瓷的化學(xué)組成，計(jì)算其示性礦物，然后計(jì)算配方，過程同前。

四、由化學(xué)組成計(jì)算配方根據(jù)陶瓷的化學(xué)組成，計(jì)算其示性礦物，46五、用三元系統(tǒng)法計(jì)算配方

已知坯料和原料的化學(xué)組成，利用聯(lián)立方程組的方法或相圖的方法計(jì)算。

五、用三元系統(tǒng)法計(jì)算配方已知坯料和原料的化學(xué)組成，利用聯(lián)立47圖3-1計(jì)算坯料組成的三成分圖

圖3-1計(jì)算坯料組成的三成分圖48六、由坯式計(jì)算配方

可直接用摩爾數(shù)計(jì)算其示性礦物，然后計(jì)算配方。

例：

六、由坯式計(jì)算配方可直接用摩爾數(shù)計(jì)算其示性礦物，然后計(jì)算配49表3-1陶瓷中各氧化物的摩爾數(shù)

氧化物/molSiO20.987Al2O30.291Fe2O30.001CaO0.005KNaO0.006H2O0.5600.006molOr剩余0.0360.9510.0060.285---0.001---0.0050.0060---0.560.005molAn剩余0.280molKao剩余0.001molFe0剩余0.381molQ剩余0.0100.9410.5600.381---0.3810.38100.0050.2800.2800---------------0.001----0.0010.0010------0.0050---------------------------------------------0.560.560------------表3-1陶瓷中各氧化物的摩爾數(shù)氧化物/molSiO2Al50表3-2各礦物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和百分?jǐn)?shù)

礦物摩爾數(shù)相對(duì)化學(xué)式量質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)鉀長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石鈣長(zhǎng)石高嶺石赤鐵礦滑石石英合計(jì)0.006----0.0050.2800.001-----0.381

556.8540.0279.3258.1160.0378.060.06

3.341----1.39272.2680.16----22.883100.433.34----1.3972.240.16----22.87100.00表3-2各礦物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和百分?jǐn)?shù)

礦物摩爾數(shù)相對(duì)化學(xué)式量質(zhì)51所以陶瓷坯料的配方應(yīng)為長(zhǎng)石：石英：高嶺石=4.73：22.87：72.40所以陶瓷坯料的配方應(yīng)為長(zhǎng)石：石英：高嶺石=4.73：2252若已知坯料所用黏土的礦物組成為：黏土礦物90%，石英5%，長(zhǎng)石5%。則首先計(jì)算黏土的用量為72.4÷90%=80.45黏土中帶入的石英為80.45×5%=4.023黏土中帶入的長(zhǎng)石為80.45×5%=4.023需要補(bǔ)充的石英為22.87-4.023=18.85需要補(bǔ)充的長(zhǎng)石為4.730-4.023=0.707所以實(shí)際原料配比應(yīng)為長(zhǎng)石：石英：高嶺石=0.707：18.85：80.45若已知坯料所用黏土的礦物組成為：黏土礦物90%，石英5%，53第四章

坯料及制備

第四章坯料及制備54第一節(jié)坯料種類和質(zhì)量要求

第一節(jié)坯料種類和質(zhì)量要求

55一、坯料的種類

1．注塑料，含水率28-35%；2．可塑料，含水率18-25%；3．壓制料，含水率7-15%；

一、坯料的種類1．注塑料，含水率28-35%；56二、坯料的質(zhì)量要求

1．配方準(zhǔn)確；2．混合均勻；3．粒度符合工藝要求；4．含較少氣體；5．干坯強(qiáng)度大（可塑料）；6．懸浮性和流動(dòng)性好（注漿料）；7．自由堆積密度盡量大（壓制料）。

二、坯料的質(zhì)量要求1．配方準(zhǔn)確；57第二節(jié)可塑料的制備

第二節(jié)可塑料的制備

58一、質(zhì)量要求

1．可塑性，黏土含量越高，塑性越大；（工藝瓷）2．細(xì)度，粒徑小于60微米；3．水分：18-25%；4．空氣含量：小于1；5．干坯強(qiáng)度：抗折強(qiáng)度大于0.98Mpa.一、質(zhì)量要求1．可塑性，黏土含量越高，塑性越大；（工藝瓷）59二、制備

粗碎→細(xì)碎→混合球磨（干法、濕法）→除鐵（磁選）→練泥（粗練、真空練）→可塑泥料各種原料分別粉碎然后混合，具體如圖4～1。二、制備粗碎→細(xì)碎→混合球磨（干法、濕法）→除鐵（磁選）→60無機(jī)非金屬材料工學(xué)(陶瓷)課件61三、工藝要點(diǎn)

1．原料的預(yù)處理和精選；（石英預(yù)燒、清洗等，注意：書P245，β-石英是錯(cuò)誤的）2．原料的粉碎；3．泥漿的篩分、除鐵、攪拌；

三、工藝要點(diǎn)1．原料的預(yù)處理和精選；（石英預(yù)燒、清洗等，注624．泥漿的脫水；5．陳腐，即將泥料在一定溫度、濕度的環(huán)境下儲(chǔ)存一定時(shí)間，使泥料中的水分分布更加均勻，黏土顆粒充分水化和產(chǎn)生離子交換，細(xì)菌使有機(jī)物分解為腐殖酸，從而提高泥料的可塑性；6．練泥：

分為粗練和真空練泥。

4．泥漿的脫水；63第三節(jié)注漿料的制備

第三節(jié)注漿料的制備

64一、質(zhì)量要求

1．流動(dòng)性，保證泥漿能注滿整個(gè)模型；2．細(xì)度，粒徑小于60微米；3．水分：18-25%；4．觸變性：用稠化度表示，稠化度是指100ml泥漿在恩氏粘度計(jì)中靜置30min后，流出時(shí)間與靜置30s后流出時(shí)間的比值。一般陶瓷：1.8～2.2,精細(xì)陶瓷：1.5～1.6。5．懸浮性：保證成型過程中不易分層。一、質(zhì)量要求1．流動(dòng)性，保證泥漿能注滿整個(gè)模型；65二、制備

注漿料的制備與可塑料基本相似，只是多了稀釋的過程。

二、制備注漿料的制備與可塑料基本相似，只是多了稀釋的過程。66三、泥漿的稀釋

根據(jù)泥漿的成分，選擇添加電解質(zhì)。由于黏土一般帶負(fù)電，所以選擇Na+電解質(zhì)使電位平衡。一般SiO2/Na2O=3左右。另外，應(yīng)控制PH值。Na+電解質(zhì)可分為三類：即無機(jī)鈉鹽（硫酸鈉、碳酸鈉、磷酸鈉等）、有機(jī)鈉鹽（腐殖酸、檸檬酸等）和聚合物（樹膠、明膠等）。三、泥漿的稀釋根據(jù)泥漿的成分，選擇添加電解質(zhì)。由于黏土一67第四節(jié)壓制料的制備

第四節(jié)壓制料的制備

68一、工藝要求

1．水分：干壓3～6%，半干壓7～14%；2．粒度：小于65微米；3．流動(dòng)性：造粒以增加流動(dòng)性；4．自由堆積密度：盡量大。一、工藝要求1．水分：干壓3～6%，半干壓7～1469二、制備

其它過程與前兩者一樣。只是需要造粒。分為：1．普通造粒法；2．泥餅干燥打粉法；3．噴霧干燥造粒法。即注漿料在在熱氣中噴出呈球粒。見圖4～2二、制備其它過程與前兩者一樣。只是需要造粒。分為：70無機(jī)非金屬材料工學(xué)(陶瓷)課件71第五章

成型

第五章成型72第一節(jié)

可塑成型

第一節(jié)可塑成型731．?dāng)D壓成型：管形陶瓷2．車坯成型：復(fù)雜柱形3．旋坯成型：杯、盤子、碟子等，分為內(nèi)旋和外旋。（坯動(dòng)）4．滾壓成型：由旋坯發(fā)展而來，分為內(nèi)滾和外滾。（滾頭動(dòng)）5．濕壓成型1．?dāng)D壓成型：管形陶瓷74第二節(jié)

注漿成型

第二節(jié)注漿成型75一、工藝原理

將泥漿注入石膏模內(nèi)，利用石膏的吸水性使泥漿分散粘附在模壁上，干燥收縮后脫模取出。

一、工藝原理將泥漿注入石膏模內(nèi)，利用石膏的吸水性使泥漿分散76二、成型方法

1．基本注漿法：包括空心注漿（單面注漿）和實(shí)心注漿（雙面注漿）。二、成型方法1．基本注漿法：包括空心注漿（單面注漿）和實(shí)77圖4～3空心注漿

圖4～3空心注漿78圖4～4實(shí)心注漿

圖4～4實(shí)心注漿792．加速注漿法：包括

壓力注漿、離心注漿和真空注漿。

2．加速注漿法：包括壓力注漿、離心注漿和真空注漿。80三、注漿成型的物理化學(xué)變化

1．物理脫水（石膏吸入）2．化學(xué)凝聚：Na-黏土+CaSO4+Na2SiO3==Ca-黏土+CaSiO3+Na2SO4（絮凝）三、注漿成型的物理化學(xué)變化1．物理脫水（石膏吸入）81四、操作注意事項(xiàng)

1．新制成的泥漿陳腐一天以上，用前再攪拌5-10min；2．溫度大于10-12℃；3．模型濕度一致；4．注意不讓氣體殘留；5．模具可加滑石粉以便脫模；6．回收余漿時(shí)要去鈣；7．操作輕。

四、操作注意事項(xiàng)1．新制成的泥漿陳腐一天以上，用前再攪拌582五、常見缺陷

1．氣孔；2．開裂；3．變形；4．泥縷。五、常見缺陷1．氣孔；83第三節(jié)

壓制成型

第三節(jié)壓制成型84一、工藝原理

將配合料置入金屬模具中，加壓、脫模、成型。

一、工藝原理將配合料置入金屬模具中，加壓、脫模、成型。851．粉料的工藝性質(zhì)

（1）粒度和粒度分布；粗細(xì)造粒。（2）粉料的含水率；太大會(huì)粘模，太小坯體密度不夠。（3）粉料的拱橋效應(yīng)；顆粒越小，表面積越大越易發(fā)生。圖4～5（4）

粉料的流動(dòng)性。安息角越小流動(dòng)性越好。圖4～61．粉料的工藝性質(zhì)（1）粒度和粒度分布；粗細(xì)造粒。86圖4～5粉料堆積的拱橋效應(yīng)

圖4～5粉料堆積的拱橋效應(yīng)87圖4～6粉料自然堆積的外形

圖4～6粉料自然堆積的外形882．壓制過程中的坯體變化

密度變化：圖4～7圖4～7坯體密度與壓力關(guān)系

2．壓制過程中的坯體變化密度變化：圖4～7圖4～7坯體89圖4～8坯體強(qiáng)度與成型壓力的關(guān)系

（2）強(qiáng)度變化：圖4～8圖4～8坯體強(qiáng)度與成型壓力的關(guān)系（2）強(qiáng)度變化：圖4～8903．加壓制度

（1）填料方式：防止不均勻；（2）壓力確定：工業(yè)成型40～100Mpa，含黏土10～60Mpa。（3）加壓方式：?jiǎn)蜗蚝碗p向；圖4～9（4）脫模：脫模加壓不易過快。3．加壓制度（1）填料方式：防止不均勻；91圖4～9加壓方式

圖4～9加壓方式92二、壓制成型方法

1。手動(dòng)；2．自動(dòng)

二、壓制成型方法1。手動(dòng)；2．自動(dòng)93三、常見缺陷

1．尺寸不規(guī)范：薄厚不一，扭斜，不方等；2．裂紋：層裂、角裂、膨脹裂等；3．麻面：粘模；4．臟坯：污染；5．坯粉：清理不凈；6．掉邊、角等。

三、常見缺陷1．尺寸不規(guī)范：薄厚不一，扭斜，不方等；94第六章

釉料制備和施釉

第六章釉料制備和施釉95第一節(jié)

釉的分類

第一節(jié)釉的分類96一、按坯體分類

瓷釉、陶釉

一、按坯體分類瓷釉、陶釉97二、按制備方法

生料釉、熔塊釉、鹽釉

二、按制備方法生料釉、熔塊釉、鹽釉98三、按外觀特征

透明釉、乳濁釉、無光釉、結(jié)晶釉、金屬光澤釉、裂紋釉等。

三、按外觀特征透明釉、乳濁釉、無光釉、結(jié)晶釉、金屬光澤釉、99四、按釉的成熟溫度

高溫釉（T≥1250℃）、中溫釉（1150～1250℃）、低溫釉（T≤1100℃）

四、按釉的成熟溫度高溫釉（T≥1250℃）、中溫釉（115100五、按釉料中的熔劑

長(zhǎng)石釉、石灰釉、Pb、Li、Mg、Zn釉等。

五、按釉料中的熔劑長(zhǎng)石釉、石灰釉、Pb、Li、Mg、Zn釉101第二節(jié)釉層的形成

第二節(jié)釉層的形成

102一、釉料在加熱過程中的變化

1．分解反應(yīng)（分解、脫水）2．化合反應(yīng)（Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2，PbO→PbSiO3，ZnO→ZnSiO3）3．熔融（長(zhǎng)石、碳酸鹽、硝酸鹽等融化形成共熔物）一、釉料在加熱過程中的變化1．分解反應(yīng)（分解、脫水）103二、油層冷卻時(shí)的變化

1．再析晶2．熔體凝固3．氣泡形成二、油層冷卻時(shí)的變化1．再析晶104三、坯釉中間層的形成

坯、釉固相反應(yīng)層的形成

三、坯釉中間層的形成坯、釉固相反應(yīng)層的形成105第三節(jié)釉層的性質(zhì)

第三節(jié)釉層的性質(zhì)

106一、熔融態(tài)的性質(zhì)

1．熔融溫度：與成分、細(xì)度、均勻度有關(guān)，是一個(gè)范圍：從開始熔融到流動(dòng)。2．影響因素：（1）成分：Al2O3含量越高溫度越高，氧化鉀、鈉、鈣含量越高溫度越低。（2）細(xì)度：越細(xì)溫度越低。（3）均勻度：越均勻越好。一、熔融態(tài)的性質(zhì)1．熔融溫度：與成分、細(xì)度、均勻度有關(guān)，是107二、釉熔體的粘度、潤(rùn)濕性和表面張力

粘度決定釉的鋪平程度和均勻性。取決于化學(xué)組成和燒成溫度。氧化鉀、鈉、鈣含量越高粘度越低，而氧化鋁、硅、鋯越高粘度越大。

表面張力過大，阻礙氣體的排除和熔體的均化，高溫時(shí)對(duì)坯體的潤(rùn)濕性不好，易造成釉缺陷。

二、釉熔體的粘度、潤(rùn)濕性和表面張力粘度決定釉的鋪平程度和均108三、坯釉適應(yīng)性

1．熱膨脹系數(shù)2．中間層：發(fā)育不好易脫落3．釉的彈性、抗張強(qiáng)度：越高、越大越好4。釉層厚度：過厚會(huì)增加中間層的負(fù)擔(dān)，過薄會(huì)發(fā)生干釉。

三、坯釉適應(yīng)性1．熱膨脹系數(shù)109第四節(jié)

釉料制備和施釉

第四節(jié)釉料制備和施釉110一、釉料配方確定

1．原則：a根據(jù)坯體的燒結(jié)性質(zhì)確定；b根據(jù)坯體的膨脹系數(shù)確定；c根據(jù)坯體的化學(xué)性質(zhì)確定；d正確選用原料（石英、長(zhǎng)石、滑石、高嶺土）一、釉料配方確定1．原則：a根據(jù)坯體的燒結(jié)性質(zhì)確定；1112．方法：a根據(jù)已知配方調(diào)整；

b根據(jù)相圖計(jì)算。

2．方法：a根據(jù)已知配方調(diào)整；1123．計(jì)算：與坯體計(jì)算方法相似指標(biāo)：a酸性氧化物/堿性氧化物=1：3～3：1

bR2O/RO<1：1cSiO2/B2O3>2：1dAl2O3<0.2mol

3．計(jì)算：與坯體計(jì)算方法相似113二、釉料制備

1．要求：a生釉料不溶于水（長(zhǎng)石、石英+滑石+高嶺土）

b與坯料比，更細(xì)

c釉漿有良好的穩(wěn)定性、流動(dòng)性

d密度相當(dāng)，1.3～1.5g/cm2二、釉料制備1．要求：a生釉料不溶于水（長(zhǎng)石、石英+滑石1142．制備流程：原料→除雜→沖洗→稱量→球磨→過篩→除鐵→儲(chǔ)漿池→備用一般：料：球：水=1:1.8:0.5,磨70h2．制備流程：1153．溶塊釉制備原料→粉碎→混合→熔制→淬冷→球磨+土→過篩→釉漿3．溶塊釉制備116三、施釉

1．浸釉法2．澆釉法3．噴釉法4．刷釉法5．氣化施釉6．瓷釉一次燒成三、施釉1．浸釉法2．澆釉法3．噴釉法4．刷釉法5117第五節(jié)

陶瓷裝飾

第五節(jié)陶瓷裝飾118一、裝飾方法

1．雕塑2．色坯3．色釉4．釉上彩繪5．釉彩6．貴金屬裝飾

一、裝飾方法1．雕塑2．色坯3．色釉4．釉上彩繪119二、陶瓷顏料

1．離子著色2．膠體著色3．晶體著色

二、陶瓷顏料1．離子著色2．膠體著色3．晶體著色120第七章

干燥

第七章干燥121第一節(jié)

干燥原理

第一節(jié)干燥原理122一、物料中的水

干燥過程即將物料中的水分（分子水）去除的過程。物料中的水如圖4～7一、物料中的水干燥過程即將物料中的水分（分子水）去除的過程123圖4～7物料中的水分

圖4～7物料中的水分124二、干燥過程

1．加熱2．等速干燥3．降速干燥

如圖4～8二、干燥過程1．加熱2．等速干燥3．降速干燥125圖4～8物料的溫度、水分、干燥速率與時(shí)間的關(guān)系

圖4～8物料的溫度、水分、干燥速率與時(shí)間的關(guān)系126圖4～9坯體水分、干燥收縮與時(shí)間的關(guān)系

坯體干燥過程中的收縮情況見圖4～9。

圖4～9坯體水分、干燥收縮與時(shí)間的關(guān)系

坯體干燥過程中的127

三、影響因素

1．物料的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)2．坯體形狀、大小3．坯體含水量和干燥后殘余水分要求4．干燥介質(zhì)的溫度和濕度5．干燥介質(zhì)的流速6．加速對(duì)物料的傳熱7．使熱擴(kuò)散與濕擴(kuò)散的方向一致

三、影響因素1．物料的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)128第二節(jié)

干燥方法

第二節(jié)干燥方法129一、自然對(duì)流干燥二、強(qiáng)制對(duì)流干燥1．間歇式干燥室2．連續(xù)式干燥（隧道式、鏈?zhǔn)?、立式、輥式等）圖4～10、4～11一、自然對(duì)流干燥130圖4～10隧道式干燥器流程

圖4～10隧道式干燥器流程131圖4～11立式干燥器流程

圖4～11立式干燥器流程132三、輻射式干燥器

1．紅外線2．微波

三、輻射式干燥器1．紅外線2．微波133第三節(jié)

干燥缺陷及原因分析

第三節(jié)干燥缺陷及原因分析134一、缺陷

1．變形2．開裂一、缺陷1．變形2．開裂135二、原因

1．原料：粘土過多、顆粒太細(xì)、粒度不均、含水過大；2．成型：不均勻、含氣、泥漿未陳腐、顆粒定向排列、石膏模過干；3．干燥：速度過快、不均勻、放置不當(dāng)、介質(zhì)溫度過高。二、原因1．原料：粘土過多、顆粒太細(xì)、粒度不均、含水過大；136三、解決措施

1．坯體配方穩(wěn)定；2．控制水分；3．成型按規(guī)程，且均勻、合理；4．邊緣隔濕處理；5．雙面干燥；6．控制干燥制度；7．加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)控。

三、解決措施1．坯體配方穩(wěn)定；137第八章

燒成

第八章燒成138第一節(jié)

次燒成與二次燒成

第一節(jié)次燒成與二次燒成139一次燒成及特點(diǎn)：

即瓷釉一次燒成。特點(diǎn)：1工藝流程簡(jiǎn)化；2勞動(dòng)生產(chǎn)率高；3成本低，占地少；4節(jié)約能源。

一次燒成及特點(diǎn)：即瓷釉一次燒成。140二次燒成及特點(diǎn)

即先素?zé)笫┯?。特點(diǎn)：1避免氣泡，增加釉面的白度和光澤度；2因瓷坯有微孔，易上釉；3素?zé)稍黾优黧w的強(qiáng)度，適應(yīng)施釉、降低破損率；4成品變形小，（因素?zé)呀?jīng)收縮）；5通過素檢可降低次品率。近年發(fā)展了三次燒成（工藝瓷等）。二次燒成及特點(diǎn)即先素?zé)笫┯浴?41第二節(jié)

普通陶瓷的成瓷機(jī)理

第二節(jié)普通陶瓷的成瓷機(jī)理142即陶瓷燒制過程中的物理化學(xué)變化，有：

一、低溫階段

二、中溫階段

三、高溫階段

四、高溫保溫階段

五、冷卻階段

即陶瓷燒制過程中的物理化學(xué)變化，有：一、低溫階段143一、低溫階段

溫度低于300℃，為干燥階段，脫分子水；坯體質(zhì)量減小，氣孔率增大。一、低溫階段溫度低于300℃，為干燥階段，脫分子水；坯體質(zhì)144二、中溫階段

溫度介于300～950℃1．氧化反應(yīng)：（1）碳素和有機(jī)質(zhì)氧化；（2）黃鐵礦（FeS2）等有害物質(zhì)氧化。2．分解反應(yīng)：（1）結(jié)構(gòu)水脫出；（2）碳酸鹽分解；（3）硫酸鹽分解。3．石英相變和非晶相形成。

二、中溫階段溫度介于300～950℃145三、高溫階段

1．氧化保溫階段溫度大于950℃，各種反應(yīng)徹底；2．強(qiáng)還原階段CO濃度3%～5%三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵之后與二氧化硅反應(yīng)形成硅酸鐵。

FeO+SiO2==FeSiO3（1150℃）

另外，硫酸鹽分解釋放二氧化硫在釉面?；芭懦觥?/p>

三、高溫階段1．氧化保溫階段溫度大于950℃，各種反1463．弱還原階段非晶態(tài)（玻璃相）增多，出現(xiàn)偏高嶺石===模來石+SiO2（非晶態(tài)）該階段瓷坯的特點(diǎn)為：（1）強(qiáng)度增大；（2）吸收率和孔隙率降低；（3）體積收縮；（4）光澤度增加。3．弱還原階段非晶態(tài)（玻璃相）增多，出現(xiàn)147四、高溫保溫階段

一般陶器：溫度1150～1250℃，時(shí)間1小時(shí)；精陶：溫度1220～1250℃，時(shí)間2～3小時(shí)；日用瓷：溫度1280～1400℃，時(shí)間1～2小時(shí)；釉面磚：溫度1150～1250℃，時(shí)間1分鐘；四、高溫保溫階段一般陶器：溫度1150～1250℃，時(shí)148五、冷卻階段

急冷（溫度大于850℃）→緩冷（850～400℃）→終冷（室溫）五、冷卻階段急冷（溫度大于850℃）→緩冷（850～400149第三節(jié)

燒成窯爐

第三節(jié)燒成窯爐150一、窯爐分類

根據(jù)燃料：固體燃料窯（煤燒窯）、液體燃料窯（重油窯）和氣體燃料窯（煤氣、天然氣）；

根據(jù)火焰與制品的位置：明焰窯（必須凈化燃料）、隔焰窯（有隔焰板）和半隔焰窯（隔焰板開孔）；

一、窯爐分類根據(jù)燃料：固體燃料窯（煤燒窯）、液體燃料窯（重151根據(jù)燒成作用：素?zé)G、釉燒窯和烤花窯；根據(jù)燒成過程：間歇式窯（圖8～1）和梭式窯（圖8～2）（生產(chǎn)分批進(jìn)行）和連續(xù)式窯（生產(chǎn)連續(xù)進(jìn)行）。連續(xù)式窯又分為隧道式窯（圖8～3）和輥道式窯（圖8～4）。根據(jù)燒成作用：素?zé)G、釉燒窯和烤花窯；152無機(jī)非金屬材料工學(xué)(陶瓷)課件153圖8～1間歇式窯

圖8～1間歇式窯154圖