【大學課件】陶瓷工藝學

陶瓷工藝學陶瓷工藝學是一門研究陶瓷材料的制備、加工、成型、燒成及裝飾等工藝技術的學科，涵蓋了從傳統(tǒng)陶瓷到現(xiàn)代先進陶瓷的方方面面。陶瓷的定義及分類定義陶瓷是一種由無機非金屬礦物材料制成的固體材料，通常由粘土、長石和石英等成分組成。陶瓷材料具有高硬度、耐高溫、耐腐蝕等特性，廣泛應用于建筑、電子、航空航天等領域。分類陶瓷的分類方法很多，按化學成分、工藝特點、用途等進行分類。常見的分類方法包括：傳統(tǒng)陶瓷：日用陶瓷、建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷等新型陶瓷：功能陶瓷、結構陶瓷、生物陶瓷等陶瓷的原料及其性質(zhì)粘土陶瓷的主要原料，具有可塑性、結合性和耐火性，用于成型和燒成。長石陶瓷的熔劑，降低燒成溫度，提高釉料的流動性和光澤度。石英陶瓷的骨架，提供機械強度和耐熱性，影響陶瓷的硬度和耐磨性。成型工藝塑形將陶瓷原料加工成所需形狀的工藝，是陶瓷生產(chǎn)的關鍵步驟。多樣化根據(jù)產(chǎn)品類型和尺寸選擇不同的成型方法，如手工成型、機械成型等。手工成型捏塑成型用雙手直接塑造陶瓷坯體，適合制作造型復雜、體積較小的陶器。拉坯成型利用轉盤旋轉，用雙手將泥料拉制成圓形或近圓形的坯體，適合制作碗、盤、杯等器皿。模具成型將泥料壓入模具中，根據(jù)模具形狀成型，適合制作形狀規(guī)則、數(shù)量較多的陶器。機械成型提高效率，降低成本。采用模具，產(chǎn)品形狀一致。自動化程度高，減輕勞動強度。輪切成型1泥料準備將泥料充分揉捏，使其具有良好的可塑性。2上泥將泥料放置在旋轉的輪盤上，并將其塑造成所需形狀。3修整使用工具修整陶瓷坯體，使其更加平滑和美觀。壓制成型粉末壓制將陶瓷粉末放入模具中，施加壓力使其成型。模具選擇模具材料、形狀和尺寸決定了制品的最終形狀和尺寸。壓制設備使用壓制機施加壓力，使粉末緊密結合。干燥工藝干燥是陶瓷成型后的重要工序，將坯體中的水分去除，防止坯體開裂，為后續(xù)燒成做準備。自然干燥利用自然環(huán)境中的風和陽光進行干燥，成本低，但效率低，時間長，容易產(chǎn)生坯體開裂。人工干燥利用人工控制的干燥設備，如烘干機、熱風爐等，快速干燥坯體，提高效率，控制干燥過程，減少坯體開裂。自然干燥1自然風干將成型后的坯體置于通風陰涼處，利用自然風干的方式進行干燥。2陽光照射利用陽光照射坯體表面，加速水分蒸發(fā)。3自然環(huán)境自然干燥簡單易行，但干燥時間較長，且易受環(huán)境因素影響。人工干燥烘箱干燥利用烘箱中的熱風對陶瓷制品進行干燥，可控制溫度和濕度。微波干燥利用微波輻射產(chǎn)生的熱量進行干燥，速度快、效率高。紅外線干燥利用紅外線輻射產(chǎn)生的熱量進行干燥，可避免產(chǎn)品變形。燒成工藝燒成是陶瓷工藝中最關鍵的步驟，將生坯在高溫下進行加熱，使其發(fā)生物理和化學變化，最終形成具有特定性能的陶瓷產(chǎn)品。氧化炊燒定義在氧化氣氛下進行的燒成，空氣中的氧氣充足，有利于材料氧化。特點氧化氣氛下燒制，陶瓷材料呈現(xiàn)明亮的顏色，釉面光澤度高，不易出現(xiàn)黑斑等缺陷。還原炊燒控制氣氛還原氣氛是指窯爐內(nèi)氧氣含量低于正常空氣，甚至接近于零。它通常通過向窯爐內(nèi)通入可燃氣體或減少空氣量來實現(xiàn)。改變釉色在還原氣氛下，金屬氧化物會發(fā)生還原反應，使釉色發(fā)生改變。例如，氧化銅在還原氣氛下會還原成氧化亞銅，使釉色呈現(xiàn)紅色或黑色。增強強度還原氣氛可以增強陶瓷的強度和耐用性。這主要是由于還原氣氛下形成的晶體結構更致密，從而提高了陶瓷的物理性能。高溫燒成溫度高，時間長坯體收縮率大晶體長大低溫燒成低溫燒成一般指燒成溫度低于1200℃的燒成工藝。低溫燒成通常用于裝飾性陶瓷，如日用陶瓷、工藝陶瓷等。低溫釉料低溫釉料的熔點較低，可以與低溫燒成的陶瓷產(chǎn)品相匹配。裝飾性強低溫燒成的陶瓷產(chǎn)品可以進行多種裝飾，如彩繪、刻花、釉下彩等。釉料及其配制釉料是覆蓋在陶瓷坯體表面的玻璃質(zhì)薄層，它不僅可以使陶瓷器皿表面光滑美觀，還可以提高其耐腐蝕性和防水性。釉料組成釉料主要由玻璃形成劑、助熔劑、著色劑和乳濁劑等組成。釉料配制釉料的配制需要根據(jù)陶瓷器皿的種類和用途，選擇合適的原料和比例進行配制。釉料的涂覆工藝釉料涂覆是將釉料均勻地涂布在陶瓷坯體表面，形成一層光滑、平整的釉層，賦予陶瓷制品光澤、裝飾效果和保護作用。浸釉將坯體浸入釉漿中，使釉料均勻地覆蓋在坯體表面。平刷用毛刷將釉漿均勻地涂刷在坯體表面。噴釉用噴槍將釉漿噴涂在坯體表面。輥壓將坯體通過輥壓機，使釉料均勻地涂布在坯體表面。浸釉工藝簡介浸釉是將陶瓷坯體浸入釉料槽中，使釉料均勻地覆蓋在坯體表面的一種方法。特點浸釉工藝簡單，效率高，適用于形狀簡單的陶瓷制品。應用廣泛應用于日用陶瓷、建筑陶瓷等領域的生產(chǎn)。平刷步驟將釉料均勻地涂刷在陶瓷坯體表面，并注意邊緣的平整度。優(yōu)點操作簡單，適合小型生產(chǎn)，可實現(xiàn)較高的釉料覆蓋率。缺點效率較低，難以控制釉料厚度，容易產(chǎn)生刷痕。噴釉均勻涂覆噴釉技術可確保釉料均勻涂覆在陶瓷表面，提升產(chǎn)品外觀一致性。節(jié)約成本與傳統(tǒng)浸釉相比，噴釉可以減少釉料浪費，降低生產(chǎn)成本。自動化操作噴釉工藝可實現(xiàn)自動化操作，提高生產(chǎn)效率。輥壓用滾筒將釉料均勻涂覆在陶瓷坯體表面適合大批量生產(chǎn)，效率高釉層厚度均勻，質(zhì)量穩(wěn)定裝飾工藝裝飾工藝是陶瓷工藝中不可或缺的一部分，它賦予陶瓷制品獨特的藝術魅力和文化內(nèi)涵。印刷裝飾利用印刷技術將圖案、文字等裝飾元素轉移到陶瓷坯體表面?？袒ㄑb飾利用刻刀或其他工具在陶瓷坯體上刻出圖案，呈現(xiàn)出凹凸效果。彩繪裝飾用顏料在陶瓷坯體上繪制圖案，展現(xiàn)豐富多彩的視覺效果。鑲嵌裝飾將不同材質(zhì)的裝飾元素鑲嵌在陶瓷坯體表面，形成獨特的藝術效果。印刷裝飾圖案豐富印刷裝飾可以實現(xiàn)各種圖案和紋理，滿足不同的設計需求。色彩鮮艷印刷裝飾的色彩鮮艷，能使陶瓷制品更具觀賞性。成本較低印刷裝飾的成本相對較低，適合大規(guī)模生產(chǎn)?？袒ㄑb飾手工雕刻傳統(tǒng)工藝，用工具在陶瓷坯體上雕刻圖案，展現(xiàn)精湛的技藝。模具壓制利用模具，將圖案壓制在陶瓷坯體上，批量生產(chǎn)。圖案多樣花卉、幾何、文字等，豐富裝飾效果。彩繪裝飾手繪用毛筆蘸取顏料，在陶瓷坯體上繪制圖案。噴繪使用噴槍，將顏料噴灑在陶瓷坯體上，形成圖案。彩繪裝飾將手繪和噴繪結合，創(chuàng)造出更加豐富的裝飾效果。鑲嵌裝飾材料多樣陶瓷鑲嵌裝飾可使用各種材料，如瓷磚、玻璃、貝殼等。圖案豐富可以根據(jù)不同的設計需求，創(chuàng)造出各種各樣的圖案，如幾何圖形、花卉、動物等。工藝精細需要細致的切割、粘貼和打磨，才能創(chuàng)造出完美的鑲嵌效果。質(zhì)量檢驗陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗至關重要，確保產(chǎn)品符合標準和客戶需求。外觀檢驗檢查產(chǎn)品表面是否有瑕疵，如裂紋、氣泡、色差等。尺寸檢驗測量產(chǎn)品的尺寸是否符合標準，包括長度、寬度、厚度等。外觀檢驗表面缺陷檢查陶瓷表面是否有裂紋、氣泡、釉面缺陷、色差等缺陷。這些缺陷會影響陶瓷的整體外觀和美觀度。形狀和尺寸確保陶瓷產(chǎn)品的形狀和尺寸符合設計要求。例如，檢查陶瓷是否變形、尺寸是否一致等。尺寸檢驗精確測量確保陶瓷產(chǎn)品尺寸符合設計要求，滿足使用標準。專業(yè)儀器使用卡尺、游標卡尺等工具進行精確的尺寸測量。質(zhì)量控制尺寸檢驗是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié)，確保產(chǎn)品合格。硬度檢驗莫氏硬度陶瓷材料的硬度通常使用莫氏硬度計進行測試，它根據(jù)材料對標準礦物的相對劃痕抵抗力來確定硬度。陶瓷材料的莫氏硬度通常在5-9之間，取決于其成分和燒成溫度。維氏硬度維氏硬度計是一種更精確的硬度測試方法，它使用金剛石壓頭在陶瓷表面留下凹痕，然后測量凹痕的尺寸來確定硬度。耐沖擊性檢驗落錘法通過落錘的高度和沖擊力來評估陶瓷的抗沖