第七、八章陶瓷材料

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1、主要内容主要内容二、陶瓷材料的结构二、陶瓷材料的结构三、陶瓷材料的性能三、陶瓷材料的性能四、陶瓷材料的工艺四、陶瓷材料的工艺五、陶瓷材料的应用五、陶瓷材料的应用一、绪论一、绪论 1、陶瓷材料的概念、陶瓷材料的概念一、绪论一、绪论 陶瓷是陶器和瓷器的总称，用天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，由无机化合物构成的多相固体材料。 陶瓷材料是人类应用最早的材料。传统的陶瓷材料是以硅和铝的氧化物为主的硅酸盐材料，新近发展起来的先进陶瓷或称精细陶瓷，成分扩展到纯的氧化物、碳化物、氮化物和硅化物等，其内涵远远超出了传统陶瓷范畴，几乎涉及整个无机非金属领域。 什么是陶？什么是陶？什么是瓷

2、？什么是瓷？陶和瓷的区别是什么？陶和瓷的区别是什么？ 陶器是指以普通粘土为主要原料，经手捏、轮制、模塑等方法加工成型后在8001000高温下焙烧而成，坯体不透明、不致密、有微孔、易渗漏、强度不高、具有吸水性等特点，敲之声音不清。 瓷器是以瓷土（高岭土）、长石、石英等天然原料制得坯胎，通过在窑内经过高温（约1280-1400）烧制而成。胎体玻化或部分玻化，而且一般都上釉。气孔率低，吸水率不大于3%、质地硬、强度大、敲击声清脆等特点的一类制品。 陶器和瓷器的主要区别陶器和瓷器的主要区别 烧成温度不同。烧成温度不同。陶器烧成温度一般都低于瓷器，最低甚 至达到800以下，最高可达1100左右。瓷器的烧

3、成 温度则比较高，大都在1200以上，甚至有的达到 1400左右。 坚硬程度不同坚硬程度不同。陶器烧成温度低，坯体并未完全烧结， 敲击时声音发闷，胎体硬度较差，有的甚至可以用钢刀 划出沟痕。瓷器的烧成温度高，胎体基本烧结，敲击时 声音清脆，胎体表面用一般钢刀很难划出沟痕。 使用原料不同。使用原料不同。陶器的胎料是普通的粘土，瓷器的胎料则 是瓷土，即高岭土。 透明度不同。透明度不同。陶器的坯体即使比较薄也不具备半透明 的特点。瓷器的胎体无论薄厚，都具有半透明的特点。 釉料不同。釉料不同。陶器多不施釉或施低温釉陶器多不施釉或施低温釉, ,即即一般的陶器表 面无釉，即使有釉也是低温釉。瓷器则多施釉，

4、瓷器则多施釉，瓷器的 釉料有两种，既可在高温下与胎体一次烧成，也可在高 温素烧胎上再挂低温釉，第二次低温烧成。 吸水率不同。吸水率不同。陶器有较强的吸水性。一般来说，瓷的吸 水率小于0.5%，而陶的吸水率大于10%。 含铁量不同。含铁量不同。陶的含铁量一般在3%以上，瓷胎含铁量一 般在3%以下。 胎体特征不同胎体特征不同。陶器未玻化或玻化程度差，结构不致 密，断面粗糙。瓷器玻化程度高，结构致密。 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。 举世闻名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。使用如此一般的粘土烧制这样巨大的陶俑而不变型，历经2000余年不损

5、坏，这说明当时制陶技术的精湛、高超。 秦兵马俑秦兵马俑 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，以Cu、Fe、Co、Mn等的矿物做釉的着色剂，经两次烧制后，成为绚丽多彩的陶器精品。颜色以黄、绿和白色为主，故称“唐三彩”。但三彩是表示多色，并不是在一件器物上只限于三种色釉。 宜兴紫砂壶自明朝流传至今，制造技术精湛，色泽淳朴，用来泡茶，茶不失原味，耐热保温，不易变质。紫砂泥由粘土、石英、云母、赤铁矿组成，其中Fe2O3含量约占7%-10%，TiO21%。 经过了几千年的发展，出现了瓷器。从陶到瓷，在技术上主要实现了三大突破：瓷土的发现和利用瓷土的发现和利用 瓷土与陶土相比，Fe2

6、O3、CaO、MgO等称为助熔剂的物质明显减少，SiO2的含量也降至70%以下，而Al2O3的含量显著增加。釉的发明和创新釉的发明和创新 釉是覆盖在瓷器表面的一种玻璃态的物质，它是用矿物（长石、方解石、石英、滑石、高岭土等）和颜料按照一定的比例配制而成，用多种方法施于陶瓷胚体表面。 烧制温度的提高烧制温度的提高 烧制温度从8001000提高到1200以上，相应配套的出现了窑炉。高温使釉料被熔融并均匀地覆盖在瓷器的表面，冷却后之地坚硬、光滑、不沾污、高度绝缘、色彩艳丽动人。 瓷器是我国古代最重要的发明之一，凝聚着我国劳动人民的智慧。最早出现于距今3000多年前的商周，后经过近1000年的发展，到

7、汉代已日趋成熟，在唐、宋、元、明、清历代，造瓷技术水平登峰造极，江西景德镇的薄胎瓷器被赞为洁如玉、明如镜、薄如纸、声如磬。至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12711368年） 是中国青花瓷器烧造工艺发展历史的重要时期。这一时期在前代釉下彩等工艺基础上逐步确立、完善了青花瓷器的烧造技术，并形成了自身的独特风格。到明清时期（公元13681911年），青花瓷器已经发展成为中国瓷器中的主要产品。 主要种类主要种类类类 别别按用途、性能等细分的品种按用途、性能等细分的品种普通普通陶瓷陶瓷日用陶瓷日用陶瓷餐茶具餐茶具中西餐茶具：中西餐茶具：盘，碗，杯，碟，壶盘，碗，杯，碟，壶等等

8、陈设瓷陈设瓷花瓶，陶瓷雕塑花瓶，陶瓷雕塑，陶瓷画，陶瓷画，建筑卫生陶瓷建筑卫生陶瓷墙地砖墙地砖外墙砖，内墙砖，外墙砖，内墙砖，地砖地砖卫生陶瓷卫生陶瓷洗面器，大小便器，洗涤器洗面器，大小便器，洗涤器，手纸盒，手纸盒电电 瓷瓷低压电瓷低压电瓷用于用于1KV的电瓷的电瓷高压电瓷高压电瓷用于用于1KV的电瓷，的电瓷，先进先进陶瓷陶瓷功能陶瓷功能陶瓷电子陶瓷电子陶瓷利用本征特性，如装置瓷，电阻等利用本征特性，如装置瓷，电阻等功能陶瓷功能陶瓷利用功能特性，如敏感、压电陶瓷利用功能特性，如敏感、压电陶瓷结构陶瓷结构陶瓷结构陶瓷结构陶瓷利用本征特性，如高强度，耐高温，利用本征特性，如高强度，耐高温，耐磨，耐

9、腐蚀等耐磨，耐腐蚀等2、陶瓷的分类、陶瓷的分类 特征特征 类别类别吸水率吸水率（）（） 特特 征征 陶陶 器器粗陶器粗陶器15不施釉，制作粗糙不施釉，制作粗糙普通陶器普通陶器12断面颗粒较粗，气孔较大，表面施釉，制作不够精细断面颗粒较粗，气孔较大，表面施釉，制作不够精细细陶器细陶器710断面颗粒较细，断面颗粒较细，气孔较小，结构均匀，表面施釉，制作精细气孔较小，结构均匀，表面施釉，制作精细 炻炻 器器粗炻器粗炻器37透光性差，胎体较厚，断面呈石状，制作较粗，透光性差，胎体较厚，断面呈石状，制作较粗，细炻器细炻器13透光性差，胎体较薄，断面呈石状，制作较细透光性差，胎体较薄，断面呈石状，制作较细

10、 瓷瓷 器器普通瓷器普通瓷器1有一定透光性有一定透光性，断面呈石状或贝壳状，制作较精细，断面呈石状或贝壳状，制作较精细细瓷器细瓷器0.5透光性好透光性好，断面细腻断面细腻，呈贝壳状，呈贝壳状，制作精细制作精细日用陶瓷的细分类日用陶瓷的细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三阳开泰景德镇三阳开泰建筑卫生陶瓷建筑卫生陶瓷建筑陶瓷：用于建筑物饰面或作建筑陶瓷：用于建筑物饰面或作为建筑构件的陶瓷制品。为建筑构件的陶瓷制品。卫生陶瓷：用作卫生设施的有釉卫生陶瓷：用作卫生设施的有釉陶瓷制品。陶瓷制品。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

11、缘子盘型悬式绝缘子盘型悬式绝缘子电瓷电瓷 陶瓷材料的主要成分是氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等，因而其结合键以离子键(如Al2O3)、共价键(如Si3N4)及两者的混合键为主。二、陶瓷的晶体结构二、陶瓷的晶体结构1 1、陶瓷材料的结合键、陶瓷材料的结合键19共价键共价键离子键离子键 2 2、陶瓷材料的相组成、陶瓷材料的相组成晶相玻璃相气相 普通陶瓷普通陶瓷的典型组织是由晶体相晶体相、玻璃相玻璃相和气体相气体相组成的。特种陶瓷特种陶瓷的原料纯度高，组织比较单一。如含Al203在95%以上氧化铝陶瓷，其组织主要由Al203晶体和少量气体相组成。l晶相是陶瓷材料中主要的组成相，决定陶瓷材料物理化学性