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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划陶瓷胚体的主要材料第一章搪瓷材料介绍一.搪瓷材料的来源及定义1-1.什么是搪瓷材料？搪瓷材料一词英文为Enamel德文为Email日文为(HOLO)，但仅称Enamel时，非常容易和有机的干粉喷涂PaintEnamel混肴，故以瓷搪瓷(英国称之Vitreous，美国称之PorcelainEnamel)或铁搪瓷(FerroEnamel)称呼。而国人习惯称为新材料、搪瓷、珐琅、洋瓷、浇搪(福建语)，而南洋有些称为烧青。从搪瓷材料这个物质，并结合其生产实际，可以这样来描述；在金属基材上涂覆
2、玻璃质无机材料，经高温烧成，使二者熔合成为一种新型抗腐蚀、耐高温、耐磨绝缘、表面光滑清洁的复合材料。用这种材料制成的产品，叫搪瓷材料产品。美国ASTM(AmericanSocietyforTestingandMaterials：美国材料试验协会)对搪瓷材料的定义为：一种瓷化或玻璃化的无机薄膜，经过高温加热熔化的方法，附着于胚体表面。1-2.搪瓷材料的特性如上所述搪瓷材料是由金属及玻璃质无机材料，经高温烧制而成。金属与玻璃质无机材料，在很多物理和化学性能上是不相同的，甚至可以说是互相矛盾的；例如金属延伸性能很好，可以冷加工制成各种形状的产品，而玻璃质无机材料的延伸性能极差，根本不可能冷加工成型；
3、金属的耐化学腐蚀性，特别是耐酸性能很差，而玻璃质无机材料的化学稳定性，耐酸性能却很强；金属是电的良导体，而玻璃质无机材料却是绝缘体；金属的导热系数大，热膨胀系数大，而玻璃质无机材料的导热系数小，热膨胀系数小等等。但这两种性质截然不同的材料涂烧成为一个整体，它们各自的缺点能够得到相互补偿，优点能够得到很好的体现。例如当搪瓷材料得到外界冲击的时后，金属所具有的高强度能够承受外力而不会致使产品破坏，当其受到化学侵蚀时，玻璃质的涂成层起到了保护作用。因此，搪瓷材料具有一系列的可贵特性。二.搪瓷工业的发展历史2-1.西方搪瓷工艺的发展历史搪瓷材料是一种具有悠久历史的古老工艺，它的起源与玻璃工业同样悠久，
4、古埃及是最早生产搪瓷材料的国家，其次是希腊。在希腊的博物馆中至今还保存有公元前四世纪的珐琅产品，这说明搪瓷材料生产至今已有XX多年的历史。搪瓷艺术有一定的型态，始于第六世纪的拜占庭帝国。拜占庭帝国对搪瓷工艺的发展有极大贡献，其制品以金、银、铜等为胚制成美观价昂的装饰品。如戒指、头冠、胸饰、勋章、盾、等。由于这些制品仅是装饰，当时专供贵族享用。以后以君士坦丁堡(土耳其伊斯坦堡)为中心，搪瓷工艺逐渐向欧洲大陆1推广，至十一,二世纪时传入意大利、法国、德国而鼎盛。到了十八世纪中叶，开始在铸铁锅内壁涂烧瓷釉，以后又在铸铁炉子、管子、铸铁容器上涂烧瓷釉，获得成功。于是拉开了搪瓷材料成为日常生活品走向工业
5、化生产序幕。18001835年欧洲德国出现了世界上第一批搪瓷材料厂，铸铁搪瓷材料工业的诞生，开启了搪瓷材料工业的新纪元。现今应用甚广的软钢搪瓷，其制造始于十九世纪初叶。1850年英国就有类似现代搪瓷釉的使用，到1871年搪瓷釉材料的建立初步完成。其后由于钢铁工业及化学工业的发展，搪瓷器材开始进入现代化与工业化。十九世纪软钢板的制造发明，使搪瓷的胚体得以廉价供应。1942年隧道型自动式烧成窑炉完成后，奠定了搪瓷工业自动化的基础。零碳钢板(SPP钢板)于1959年问世以后，更穏定及提高了搪瓷制品的质量。目前搪瓷工业的制造法，多以自动化生产及严格的质量控制为发展方向。在胚材方面，软钢、铸铁、铝等已取
6、代以往的金、银、铜器而为主要的材料。搪瓷釉料的发展也已趋于成熟，各种色料、耐化学侵蚀、高反光性耐热性等成为研究发展的主要项目。至于产品方面，也由以往的装饰品转为以工业用及家庭用产品为主。2-1.我国搪瓷材料工业生产概况我国也是最早生产搪瓷材料的国家，据传汉朝已有彩色珐琅。其后随东西贸易的进展，搪瓷工艺受拜占庭文化的影响而缓慢改进。至元代西征以后，搪瓷器及技术才大量引进。我国制造搪瓷的技术大致沿习西方，以景泰蓝及无丝珐琅为主。但最大差异在我国大都以铜器为主，而金银产品极少。到了清代乾隆时期景泰蓝又有了新的发展，不仅品种繁多，而且也会制作具有西洋风味的西方仕女杯碟这类的作品。而且珐琅釉料从六七种发
7、展到十几种，使景泰蓝的色调更加丰富典雅，工艺技术更加细腻精湛。到了晚清时期景泰蓝从单纯的宫廷艺术逐渐走向了民间和国际市场。在1904年的美国芝加哥世界博览会上，景泰蓝获得了一等奖，这就使景泰蓝的声誉日益增高、身价倍增。景泰蓝可依制法不同分为下列两类：1.景泰蓝(Cloisonne)：学术上正式名称是铜胎掐丝珐琅，是一种将各种颜色的珐琅附在铜胎或是青铜胚上，烧制而成的瑰丽多彩的工艺美术品，最早的文字记载出现在元朝。因其是在明朝景泰年间兴盛起来，因此命名为景泰珐琅或是景泰琅。后来又因多用宝石蓝、孔雀蓝色釉作为底衬色，而且琅的发音近似蓝，最后演变成景泰蓝这个名字。后来这个名字广泛的包括所有的铜胎掐丝
8、珐琅。制法是以金属线焊于器皿或装饰物品上围成图案，然后以搪瓷釉粉末或糊状物填充于金属线内烧成。2.无丝珐琅(Champleve)：此法多用由于铜器体积较大且笨重，焊金属线不太方便，故先于铜器上刻好凹凸图形，再填充搪瓷釉料烧成。2图1-1景泰蓝珐琅制品我国近代搪瓷材料工业始于二十世纪初，1916年我国有了第一家搪瓷厂上海铸丰搪瓷厂，主要从日本引进。不久先后在上海、天津等沿海城市建立了搪瓷材料厂。当时只能生产一些简单的手工成型的日用器皿，而且化工原料、钢板，甚至耐火材料等都是依靠进口。到了二十年代初，我国已能生产铸铁及钢板搪瓷搪瓷材料制品。但是，由于落后技术不能自主，整个工业生产水平和产量都很低。
9、1949年解放后，搪瓷材料工业在生产工艺方面的接触了国外技术，发展十分迅速，制胚不再用手工敲打，全部以机械替代；烧成从间歇式炉窑发展到连续式自动窑；制釉从坩锅炉发展到转炉及池炉，搪瓷材料用的化工原料、耐火材料、钢板及各种机械设备都已自己生产，不再依赖进口，同时还向国外出口。发展到今天，我国已成为世界搪瓷制品生产第一大国。我国搪瓷工艺传播的概况：元明朝时期，景泰蓝工艺传到日本，日本称为七宝烧。二十世纪初，日本又将近代搪瓷材料工业引进到我国。1949年新中国成立时，许多企业家及工程师到了香港及台湾，相继建立搪瓷生产线，同时引进日本及欧洲的搪瓷材料工业、生产设备及技术，又纷纷不断的往国外拓展市场；目
10、前印度尼西亚、泰国、非洲及中南美洲有香港企业家经营的搪瓷工厂；而印度尼西亚、马来西亚、泰国、越南等有台湾企业家经营的搪瓷工厂，同时台湾企业家又将现代化的生产工艺及技述引进到大陆设厂生产搪瓷制品外销到欧美各国，不但创造了工作机会，同时也提升了国内搪瓷材料技术水平。3三.搪瓷的分类搪瓷制品种类繁多，但至目前尚无一有系统且完整的分类方法。通常多以搪瓷的胚体料，搪瓷器的特殊性质或用途，瓷釉敷施的先后等作为分类的标准。图1-2金银珐琅4图1-3铸铁搪瓷图1-4钢板搪瓷5浅谈陶瓷材料摘要：陶瓷的发明是人类文明的重要进程，它的出现，揭开了人类利用自然、改造自然的新的一页，是人类文明发展史上一个重要的里程碑，
11、具有重大的历史意义。关键词：陶瓷材料、结构、力学性能、发展历史陶瓷在人类生活和社会建设中是不可缺少的材料，它和金属材料、高分子材料并列为当代三大固体材料。陶瓷是以粘土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。人们把一种陶土制作成的在专门的窑炉中高温烧制的物品叫陶瓷，陶瓷是陶器和瓷器的总称。陶瓷的产生和发展，同人类的生活和生产实践是紧密相连的。大约在70万年前的原始时代，我们的先祖就发现，将泥巴晾干后加火一烧，泥巴就会变得坚硬起来，而且可以做成各种形状用来装水、盛放食物等等，这便是陶瓷产生的伊始。随着历史的发展和生活方式的变革，陶器由单纯的存储器具，发展到能够满足
12、人类各种不同的需要，逐渐向多功能演进。于是相继出现了与人类生活密切相关的炊器、食器、储水器、存水器、储藏器等等。陶瓷和金属相似，具有晶体构造，但与金属不同的是其结构中并没有大量的自由电子。这是因为陶瓷是以离子键或共价键为主的离子晶体或共价晶体。陶瓷的基本相及其结构要比金属复杂得多。将陶瓷材料经切割、磨制、腐蚀后制成试样，放在显微镜下观察，可看到陶瓷材料通常是由三种不同的相组成，即由晶体相、玻璃相和气相组成。晶体相是组成陶瓷的基本相，也称住镜像，它往往决定着陶瓷的力学、物理、化学性能等。例如，氧化铝晶体组成结构紧密的刚玉瓷，具有机械强度高、耐高温、耐腐蚀特性。玻璃相是非晶态结构的低熔点固体，不同
13、的陶瓷，玻璃相的含量不同。高纯度的氧化物陶瓷含玻璃相较少，一般日用瓷及电瓷含量较高。玻璃相的作用是填充晶粒间隙、粘结晶粒、使陶瓷材料致密、降低烧成温度、改善工艺性、抑制晶粒长大等。气相在陶瓷材料中占有重要的地位。气孔分为开口气孔和闭口气孔。开口气孔影响陶瓷材料的透气性、真空气密性、化学腐蚀性。陶瓷的许多电性能和热性能随着气孔率、气孔尺寸及分布的不同在很大的范围内变化。从微观概念出发，固体的理论强度是其原子间的结合力发挥到临界点的强度值。然而，由于陶瓷结构复杂的本性所决定，加上显微织构方面的特征以及点线面缺陷的影响，实际陶瓷晶体的强度与理论值之间存在着三个数量级的差别。影响陶瓷材料的三个主要参数
14、分别是弹性模量，取决于材料的组分和结构；断裂能，取决于材料的组分和结构，且对显微织构相当敏感，是材料断裂的阻力；裂纹半长度，可视之为材料中最危险的缺陷，作用在于造成局部的应力集中，促进材料断裂。可见，为了提高材料的强度，应尽可能的提高断裂能和降低裂纹半长度。另外陶瓷材料的强度也受到微观组织的影响，如晶粒尺寸、晶相、晶界特征和陶瓷的气孔率。脆性是陶瓷材料的特征性能，亦是陶瓷的致命弱点，它间接反映在陶瓷较低的抗机械冲击和较差的抗温度骤变性，直观地表现在一旦受到临界的外加负荷，陶瓷的断裂具有爆发性的特征和灾难性的后果。另外，断裂强度和屈服强度也是材料脆性的量度。所以，欲克服陶瓷的脆性和防止断裂，可以
15、提高陶瓷抵抗胚体内原有裂纹扩展的能力，或者减缓裂纹尖端的应力集中效应，亦即，提高材料的断裂性能，改善材料的韧性，如通过相变、弥散等方式增加陶瓷韧性，或减少配体内裂纹缺陷的尺度。采用化学抛光陶瓷表面、细化晶体、热处理钝化裂纹等措施，则是减缓应力集中的方法。另外，研究新型陶瓷复合材料如金属陶瓷、相变诱导裂纹陶瓷、纤维复合材料等等。陶瓷的种类繁多，生产制作过程各不相同，但一般要经历以下三个阶段：坯料制备、成形与烧结。陶瓷材料制品由多相的无机非金属材料所构成，所用原料大部分是天然的矿物原料或岩石原料，其中多为硅酸盐矿物。坯料是指将陶瓷原料经拣选、破碎等工序后进行配料，再经混合、细磨等工序后得到的具有成型性能的多组分混合物。坯料制备过程一般包括配料和坯料混合制备两部分。坯料混合制备一般要经过原料粉碎、精选、磨细、配料、脱水、练坯、陈腐等过程。原料经过坯料制备以后，根据含水量的不同，分为注浆料、可塑料、压制粉料三类。成形是将坯料加工成一定形状和尺寸的半成品，根据坯料的性能可将成形方法分为三类：可塑法、注浆法和压制法。陶瓷产品在成坯后经过干燥，就要进行烧结。烧结的目的是使坯料在高温下发生一系列的物理和化学反应，形成预期的矿物组成的显微结构，通过物质传递变成致密的具有一定强度和固定外形的陶瓷。陶瓷烧结按研究对象的不同可分为固相烧结和液相烧结。
