【大學(xué)課件】陶瓷工藝學(xué)

陶瓷工藝學(xué)陶瓷工藝學(xué)是一門(mén)研究陶瓷材料的制備、加工、成型、燒成及裝飾等工藝技術(shù)的學(xué)科，涵蓋了從傳統(tǒng)陶瓷到現(xiàn)代先進(jìn)陶瓷的方方面面。陶瓷的定義及分類定義陶瓷是一種由無(wú)機(jī)非金屬礦物材料制成的固體材料，通常由粘土、長(zhǎng)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(yīng)用于建筑、電子、航空航天等領(lǐng)域。分類陶瓷的分類方法很多，按化學(xué)成分、工藝特點(diǎn)、用途等進(jìn)行分類。常見(jiàn)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(jié)構(gòu)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(jié)合性和耐火性，用于成型和燒成。長(zhǎng)石陶瓷的熔劑，降低燒成溫度，提高釉料的流動(dòng)性和光澤度。石英陶瓷的骨架，提供機(jī)械強(qiáng)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(guān)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(jī)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(fù)雜、體積較小的陶器。拉坯成型利用轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)，用雙手將泥料拉制成圓形或近圓形的坯體，適合制作碗、盤(pán)、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(jī)械成型提高效率，降低成本。采用模具，產(chǎn)品形狀一致。自動(dòng)化程度高，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。輪切成型1泥料準(zhǔn)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(zhuǎn)的輪盤(pán)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(shè)備使用壓制機(jī)施加壓力，使粉末緊密結(jié)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(kāi)裂，為后續(xù)燒成做準(zhǔn)備。自然干燥利用自然環(huán)境中的風(fēng)和陽(yáng)光進(jìn)行干燥，成本低，但效率低，時(shí)間長(zhǎng)，容易產(chǎn)生坯體開(kāi)裂。人工干燥利用人工控制的干燥設(shè)備，如烘干機(jī)、熱風(fēng)爐等，快速干燥坯體，提高效率，控制干燥過(guò)程，減少坯體開(kāi)裂。自然干燥1自然風(fēng)干將成型后的坯體置于通風(fēng)陰涼處，利用自然風(fēng)干的方式進(jìn)行干燥。2陽(yáng)光照射利用陽(yáng)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(jiǎn)單易行，但干燥時(shí)間較長(zhǎng)，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(fēng)對(duì)陶瓷制品進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(guān)鍵的步驟，將生坯在高溫下進(jìn)行加熱，使其發(fā)生物理和化學(xué)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(jìn)行的燒成，空氣中的氧氣充足，有利于材料氧化。特點(diǎn)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?？諝?，甚至接近于零。它通常通過(guò)向窯爐內(nèi)通入可燃?xì)怏w或減少空氣量來(lái)實(shí)現(xiàn)。改變釉色在還原氣氛下，金屬氧化物會(huì)發(fā)生還原反應(yīng)，使釉色發(fā)生改變。例如，氧化銅在還原氣氛下會(huì)還原成氧化亞銅，使釉色呈現(xiàn)紅色或黑色。增強(qiáng)強(qiáng)度還原氣氛可以增強(qiáng)陶瓷的強(qiáng)度和耐用性。這主要是由于還原氣氛下形成的晶體結(jié)構(gòu)更致密，從而提高了陶瓷的物理性能。高溫?zé)蓽囟雀撸瑫r(shí)間長(zhǎng)坯體收縮率大晶體長(zhǎng)大低溫?zé)傻蜏責(zé)梢话阒笩蓽囟鹊陀?200℃的燒成工藝。低溫?zé)赏ǔＳ糜谘b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(diǎn)較低，可以與低溫?zé)傻奶沾僧a(chǎn)品相匹配。裝飾性強(qiáng)低溫?zé)傻奶沾僧a(chǎn)品可以進(jìn)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(jìn)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(hù)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(guò)輥壓機(jī)，使釉料均勻地涂布在坯體表面。浸釉工藝簡(jiǎn)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(diǎn)浸釉工藝簡(jiǎn)單，效率高，適用于形狀簡(jiǎn)單的陶瓷制品。應(yīng)用廣泛應(yīng)用于日用陶瓷、建筑陶瓷等領(lǐng)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(diǎn)操作簡(jiǎn)單，適合小型生產(chǎn)，可實(shí)現(xiàn)較高的釉料覆蓋率。缺點(diǎn)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(shù)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(fèi)，降低生產(chǎn)成本。自動(dòng)化操作噴釉工藝可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(dú)特的藝術(shù)魅力和文化內(nèi)涵。印刷裝飾利用印刷技術(shù)將圖案、文字等裝飾元素轉(zhuǎn)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(jué)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(dú)特的藝術(shù)效果。印刷裝飾圖案豐富印刷裝飾可以實(shí)現(xiàn)各種圖案和紋理，滿足不同的設(shè)計(jì)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(duì)較低，適合大規(guī)模生產(chǎn)。刻花裝飾手工雕刻傳統(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(jié)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(shè)計(jì)需求，創(chuàng)造出各種各樣的圖案，如幾何圖形、花卉、動(dòng)物等。工藝精細(xì)需要細(xì)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(yàn)陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)至關(guān)重要，確保產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)和客戶需求。外觀檢驗(yàn)檢查產(chǎn)品表面是否有瑕疵，如裂紋、氣泡、色差等。尺寸檢驗(yàn)測(cè)量產(chǎn)品的尺寸是否符合標(biāo)準(zhǔn)，包括長(zhǎng)度、寬度、厚度等。外觀檢驗(yàn)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(huì)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(shè)計(jì)要求。例如，檢查陶瓷是否變形、尺寸是否一致等。尺寸檢驗(yàn)精確測(cè)量確保陶瓷產(chǎn)品尺寸符合設(shè)計(jì)要求，滿足使用標(biāo)準(zhǔn)。專業(yè)儀器使用卡尺、游標(biāo)卡尺等工具進(jìn)行精確的尺寸測(cè)量。質(zhì)量控制尺寸檢驗(yàn)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，確保產(chǎn)品合格。硬度檢驗(yàn)?zāi)嫌捕忍沾刹牧系挠捕韧ǔＪ褂媚嫌捕扔?jì)進(jìn)行測(cè)試，它根據(jù)材料對(duì)標(biāo)準(zhǔn)礦物的相對(duì)劃痕抵抗力來(lái)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(jì)是一種更精確的硬度測(cè)試方法，它使用金剛石壓頭在陶瓷表面留下凹痕，然后測(cè)量凹痕的尺寸來(lái)確定硬度。耐沖擊性檢驗(yàn)落錘法通過(guò)落錘的高度和沖擊力來(lái)評(píng)估陶瓷的抗沖