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1、瑞鹏陶瓷新招人员培训教材之陶瓷工艺(一) 陶瓷的概念陶瓷是指所有以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经过粉碎、混炼、成形、烧结等过程而制成的各种制品。常见的日用陶瓷制品和建筑陶瓷、电瓷等都属于传统陶瓷。由于它的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物(如粘土、长石、石英等)，所以可归属于硅酸盐类材料和制品。陶瓷工业可与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业同属“硅酸盐工业”的范畴。(二)陶瓷的分类陶瓷制品种类繁多，为了便于掌握各种制品的特征，需要进行分类。由于分类的依据不同，因此有多种分类方案，下面介绍几种比较普遍的分类法1、按用途分类日用陶瓷：人们日常用的陶瓷，如碗、碟、盘等建筑陶瓷：建筑行业用的陶瓷，如
2、地板砖、外墙砖、内墙砖等卫生陶瓷：卫生洁具类瓷，如洗脸盆、座便器、蹲便器等艺术瓷：艺术装饰、陈列、摆设等用的陶瓷，如花瓶、人物雕塑、佛像雕塑等陶瓷电瓷：电力输送和控制等用的陶瓷，如电线竿上绝缘电瓷瓶、陶瓷灯座等2、按坯体的物理性能分类按陶瓷制品的坯体结构及其相应的物理性能的不同分陶器和瓷器。陶器是一种坯体结构较疏松、致密度较差的陶瓷制品，通常有一定吸水率，断面粗糙无光，没有半透明性，敲之声音粗哑；瓷器的坯体致密，基本上不吸水，有一定的半透明性，断面成石状或贝壳状我国国家标准（GB500185）日用陶瓷的分类见表1-1、表1-2、表13。特征吸水率一般大于15%，不施釉，制作粗糙吸水率一般不大于
3、12，断面颗粒较粗，气孔较大，表面施釉，制作不够精细吸水率一般不大于15，断面颗粒细，气孔较小，结构均匀，施釉或不施釉，制作精细表13 日用瓷器分类3、按坯体的熔剂种类分类长石质瓷：以长石作助熔剂的“长石高岭土石英” 陶瓷，也是最普遍采用的陶瓷，德化大部份属于这类陶瓷骨灰瓷：以牛、猪动物骨灰作助熔剂的瓷。特点是透光性强、质感好。滑石瓷：以滑石作助熔剂的瓷。特点是白度高、透光性好、色泽光润。白云陶：以白云石作助熔剂的精陶。特点是烧成温度底、强度差、因坯体较轻，也称轻质瓷。但花色品种多，易制成颜色丰富的工艺品(二)陶瓷生产工艺1、陶瓷用的原料(1)粘土是一种颜色多样、细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的
4、混合体，其矿物粒径一般小于2 m，主要由粘土矿物以及其它一些杂质矿物组成。粘土在自然界中分布广泛，种类繁多，储量丰富，是一种宝贵的天然资源。粘土的种类不同，物理化学性能也各不相同。粘土可呈白、灰、黄、红、黑等各种颜色。有的粘土疏松柔软且可在水中自然分散，有的粘土则呈致密坚硬的块状。粘土具有独特的可塑性与结合性，调水后成为软泥，能塑造成型，烧结后变得致密坚硬。粘土的这种性能，构成了陶瓷生产的工艺基础，赋予陶瓷以成型性能与烧结性能，以及一定的使用性能。因而它是陶瓷生产的基础原料，也是整个传统硅酸盐工业的主要原料。粘土按形成原因可以分为原生粘土和次生粘土粘土按矿物组成分为高岭土、蒙脱石土（膨润土）、
5、叶蜡石、伊利石粘土等一种粘土并不全是只含有一种粘土矿物，往往同时含有两种或多种粘土矿物。粘土具有可塑性、结合性、收缩性、烧结性等工艺性质粘土在陶瓷生产中的作用粘土陶瓷生产中的主要原料，它可赋予坯料可塑性和烧结性，从而保证了陶瓷制品的成型、烧结和较好的性能。因此，粘土在陶瓷生产中具有重要的作用，概括如下：粘土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成型的基础。粘土可塑性的变化对陶瓷成型的品质影响很大，因此选择各种粘土的可塑性，或调节坯泥的可塑性，已成为确定陶瓷坯料配方的主要依据之一。粘土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性。这是陶瓷注浆泥料与釉料所必备的性质，因此选择能使泥浆有良好悬浮性与稳定性的粘土，也是注浆配料
6、和釉浆配料中的主要问题之一。粘土一般呈细分散颗粒，同时具有结合性。这可在坯料中结合其它瘠性原料并使坯料具有一定的干燥强度，有利于坯体的成型加工。另外细分散的粘土颗粒与较粗的瘠性原料相结合，可得到较大堆积密度而有利于烧结。粘土是陶瓷坯体烧结时的主体。粘土中的Al2O3含量和杂质含量是决定陶瓷坯体的烧结程度、烧结温度和软化温度的主耍因素。粘土是形成陶器主体结构和瓷器中莫来石晶体的主要来源。粘土的加热分解产物和莫来石晶体是决定陶瓷器主要性能的结构组成。莫来石晶体能赋予瓷器以良好的力学强度、介电性能、热稳定性和化学稳定性。(2)石英主成份为二氧化硅（SiO2）。由于经历的地质作用及成矿条件不同，石英呈
7、现多种状态，并有不同的纯度。主要有水晶、脉石英、砂岩、石英岩、石英砂等。脉石英是陶瓷生产中最常用的原料。石英在陶瓷生产中的作用石英是日用陶瓷的主要原料之一，在陶瓷生产中具有重要的的作用，现概括如下：石英是瘠性原料，可对泥料的可塑性起调节作用。石英颗粒常呈多角的尖棱状，提供了生坯水分快速排出的通路，增加了生坯的渗水性，有利于施釉工艺，且能缩短坯体的干燥时间、减少坯体的干燥收缩，并防止坯体变形。在陶瓷烧成时，石英的体积膨胀可部分地抵消坯体收缩的影响，当玻璃质大量出现时，在高温下石英能部分熔解于液相中，增加熔体的粘度，而未熔解的石英颗粒，则构成坯体的骨架，可防止坯体发生软化变形等缺陷。但在冷却过程中
8、，若在熔体固化温度以下降温过快，坯体中未反应的石英（称为残余石英）以及方石英会因晶型转化的体积效应给坯体产生相当大的内应力而产生微裂纹，甚至导致开裂，影响陶瓷产品的抗热震性和机械强度。在瓷器中，石英对坯体的力学强度有着很大的影响，合理的石英颗粒能大大提高瓷器坯体的强度，否则效果相反。同时，石英也能使瓷坯的透光度和白度得到改善。在釉料中，二氧化硅是生成玻璃质的主要组分，增加釉料中的石英含量能提高釉的熔融温度与粘度，并减少釉的热膨胀系数。同时，它是赋予釉以高的力学强度、硬度、耐磨性和耐化学侵蚀性的主要因素。(3)长石的种类和性质长石是陶瓷生产中的主要熔剂性原料，一般用作坯料、釉料、色料熔剂等的基本
9、成分，用量较大，是日用陶瓷的三大原料之一。自然界中长石主要有钠长石、钾长石、钙长石、钡长石等种类。长石在1000多度就熔融，钾长石从1130开始软化熔融，温度再升高，逐渐全部变成液相。钠长石的开始熔融温度比钾长石还低。长石在陶瓷生产中的作用长石在陶瓷生产中是作为熔剂使用的，因而长石在陶瓷生产中的作用主要表现为它的熔融和熔化其它物质的性质。 长石在高温下熔融，形成粘稠的玻璃熔体，是坯料中碱金属氧化物（K2O，Na2O）的主要来源，能降低陶瓷坯体组分的熔化温度，有利于成瓷和降低烧成温度。 熔融后的长石熔体能熔解部分高岭土分解产物和石英颗粒（见表1.15）。液相中Al2O3和SiO2互相作用，促进莫
10、来石晶体的形成和长大，赋予了坯体的力学强度和化学稳定性。长石熔体能填充于各结晶颗粒之间，有助于坯体致密和减少空隙。冷却后的长石熔体，构成了瓷的玻璃基质，增加了透明度，并有助于瓷坯的力学强度和电气性能的提高。在釉料中长石是主要熔剂。长石作为瘠性原料，在生坯中还可以缩短坯体干燥时间、减少坯体的干燥收缩利变形等。(4)白云石白云石是碳酸钙和碳酸镁的复合盐。化学通式为CaCO3&S226;MgCO3，其中氧化钙30.4%,氧化镁21.9%, 二氧化碳47.7%,常含铁,锰等杂质。是生产白云瓷主要熔剂原料2、原料加工（1）软质原料（黏土类）加工流程为：软质原料碓打淘洗泥浆除铁过筛压滤泥饼（2）硬质原料（
11、长石、石英、白云石等）加工流程为：硬质原料拣选粗碎粗磨球磨除铁过筛压滤可塑坯料（3）釉料加工流程：釉原料（细度应5目以上）称量配料球磨除铁过筛釉浆3、陶瓷成型对已制备好的坯料，通过一定的方法或手段，迫使坯料发生形变，制成具有一定形状大小坯体的工艺过程称为成形，其中所应用的方法或手段叫做成形方法。成形对坯料提出细度、含水率、可塑性、流动性等成形性能要求；成形应满足烧成所要求的生坯干燥强度、坯体致密度、生坯入窑含水率、器形规整等装烧性能。成形后的坯体还只是半成品，后面还要经历生坯干燥、上釉、装坯等多道工序操作，如人手或机械手的多次取拿，所以，足够高的生坯强度以尽可能减少生坯破损，对于提高成形工序的
12、生产效益有着重要的意义。总之，成形工序应当满足下列要求：（1）成形坯体应符合产品图纸或产品样品所要求的生坯形状和尺寸；以产品图纸和产品样品为依据时，生坯尺寸是根据坯料的收缩率放尺计算后的尺寸。（2）坯体应具有工艺要求的力学强度，以适应后续工艺的操作。（3）坯体结构均匀，具有一定的致密度（4）成形适应生产组合，尽可能与前后工序联动。成形方法通常分为可塑法成形、注浆成形、压制法成形。可塑法成形是利用模具或刀具等工艺装备运动所造成的压力、剪力或挤压力等外力，对具有可塑性的坯料进行加工，迫使坯料在外力作用下发生可塑变形而制作坯体的成形方法。具体有拉坯、滚压、旋压、挤压、塑压、雕塑等。德化常用滚压、旋压
13、成型 。 注浆成形是利用石膏模具具有吸水性，将流动性好的泥浆倒入石膏模内，石膏模内表面吸收泥浆的水份而吸附一层坯泥，适当干燥后就可以脱模，注浆成型主要用于工艺品等异形产品的成形。注浆成形又分为空心注浆和压力注浆。石膏模是成形的重要辅助工具。由于它的多孔性具有吸收水分的能力，使坯料在模内逐渐脱水硬化形成一定的外形。石膏的质量、模型的设计及制造工艺不仅直接影响陶瓷产品的外形尺寸，而且对坯体变形、干裂等缺陷的产生也有一定的影响。石膏的主要成分为含结晶水的硫酸钙，含半个结晶水的石膏加水制成石膏浆；在几分钟内就凝固而制成石膏模。4、陶瓷烧成 (1)窑炉窑炉是陶瓷制品烧成与彩烤不可缺少的热工设备。按热源种
14、类分：煤窑、煤气窑、油窑、电窑；按生产特点分为：间接式窑炉和连续式窑炉。间接式窑即指陶瓷制品的装、烧、冷、出（卸）等操作工序是依次间接地、周而复始地完成的窑炉。德化最常见的间接式窑是抽屉窑（也称立方窑）。抽屉窑在窑外进行制品的装卸，装好坯体的窑车推人窑内经烧成、冷却后再拉出窑外。连续式窑即指陶瓷制品的装、烧、冷、出（卸）等操作工序是连续不断进行的窑炉。德化常见的连续式窑炉有窑车式隧道窑、圆形回转窑、辊道窑。(2)烧成制度烧成制度包括：温度制度、气氛制度、压力制度。温度制度是指陶瓷在烧成过程中升温速度，烧成温度、保温时间，冷却速度。升温速度对制品的影响：坯体在300以下升温速度主要取决与坯体的含
15、水率、致密度、厚度和窑内实际温度以及装坯量。一般入窑水分应小于2%，坯体在300-950升温速度主要根据窑内温差以及坯料组成、细度、坯体的厚度、大小和装窑密度等因素来确定。坯体在950以上开始收缩，釉层开始溶化，升温速度不能太快。德化陶瓷一般从常温到高温烧成时间在6-10个小时。烧成温度:坯体烧成时获得最优性质时的相应温度,即烧成时的止火温度。德化日用瓷、高档工艺瓷烧成温度为1290-1330，普通瓷化工艺瓷烧成温度为1230-1270，白云瓷烧成温度为1060-1100。气氛制度：根据烧成火焰中含氧气、一氧化碳、氢气量的不同分为氧化气氛、中性气氛、还原气氛。和制品接触的火焰中氧气过剩，没有一氧化碳和氢气为氧化气氛烧成，制品一般显浅黄色。和制品接触的火焰中氧气不足，含有一氧化碳和氢气为还原气氛烧成，制品一般显白里乏青。压力制度：压力制度是为了保证窑炉按预先制定好的温度制度，气氛制度进行烧成，其本身对陶瓷质量影响不大5、陶瓷装饰随着陶瓷产生技术的成熟发展，当今行业的优势已逐渐依重于装饰技术。只有提高陶瓷制品的综合装饰水平，加大产品的功能性、实用性及艺术性，大幅度提高产品附加值，才能在国际市场的竟争中立于不败之地。陶瓷产品的装饰方法很多，各具工艺特点和艺术风格，主要有釉上装饰、釉下装饰、釉中装饰、
