陶瓷工艺原理

兵马俑
陶瓷的起源
上海硅所的李家治先生认为：陶瓷发展三大突破 11％、)原料的选择和精制(瓷的Fe2O3少，陶6％，瓷小于 2、炉窑的改进和烧成温度的提高 3、釉的发现和使用
三个阶段：陶器→原始瓷器（过渡期）→瓷器 原始陶→精陶→有釉的陶→吸水率低的陶→瓷，烧
成温度逐步升高，Fe2O3含量逐步降低。
河北武安磁山约7300年。 烧成温度800－900℃：浙江余姚河姆渡遗址约7000年，
河姆渡文化。 烧成温度1000℃左右：3500年前，山东安城龙山发现
黑陶，厚度仅1mm，人称蛋壳陶，龙山文化、黑陶文化。 陶瓷已成为文化的载体而保存流传下来。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 陶瓷的起源
进入有文字的殷商时代，河南安阳发现距今约3000 年的商代刻纹白陶，1180℃左右烧成，并且有釉层出 现，是我国陶器史上的一次飞跃。釉的出现说明知 道使用熔剂型矿物，为陶向瓷过渡创造了条件。
中国认为ceramic＝硅酸盐＝无机非金属材料，《硅 酸 盐 学 报 》《Journal of the Chinese Ceramic Society》。Ceramic的起源可能是希腊字Keramos， 是指“加热土质原料而制成固体物件的技艺和科 学”，实际上现代陶瓷的定义要广泛得多，比如， 可以利用化工原料而不是土质原料制造陶瓷，也可 以通过物理或者化学沉淀的方法在低温制造陶瓷材 料。
陶瓷的定义
“陶瓷” 所包含的内容是随时间变化的。
硅酸盐－无机非金属材料
有的人认为现代陶瓷就是除金属材料和有机材料外， 一切材料的总称。比较准确的提法应当是，无机非 金属材料是除金属材料和有机材料外的一切材料的 总称，而陶瓷材料是无机非金属材料中除了玻璃、 水泥和混凝土外其余材料的总称。
陶瓷工艺原理
一、陶瓷是什么？
陶瓷是人类生活和生产中不可缺少的一种材料和其 制品的通称。 材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其 他产品的那些物质。
陶瓷包括的范围很广，如日用瓷、建筑卫生瓷、艺 术陶瓷、电子陶瓷、化工陶瓷、高性能结构陶瓷 （刀具，耐磨）、生物陶瓷等。
陶瓷的定义
国际上，ceramic通常是指陶瓷，但在不同国家的含义不 完全相同。
周代（公元前11世纪－公元前256年）陶制品开始用 于建筑，砖瓦成为建筑的重要材料，烧成温度可达 1200℃左右。
陶瓷的起源
秦代（公元前221－206年）陶制品的工艺达到很高 境界－兵马陶俑。
汉代（公元前206－公元220年）可以大量生产釉陶。 大规模生产普及，有秦砖汉瓦之说。
过渡时期：汉代之后，需着烧成温度升高，釉陶逐 渐发展成瓷器，使我国成为世界上最早发现瓷器的 国家。（三国、魏、晋或更早的汉代），李家治认 为在东汉（公元1～2世纪）已出现瓷器，吸水率0.5 ％以下的瓷片已找到。
饮食有关，为了保存食物，需要一些容器，可能先 以土制作土器。
公 元 前
3000 1000 冯端 师昌绪 刘治国《材料科学导论》
陶瓷的起源
陶器是由于用粘土涂在编制或者木制的容器上而出 现的（恩格斯）。竹木涂上粘土后能耐火。 粘在脚上的粘土被火烧后变硬，变结实？
总之陶器的发明年代和具体原因至今没有结论，从 考古的结果看，陶器大约在10000年以前就有，即在 新石器时期的早期已经出现，是人类最早的手工制 品.
我国南方地区如广东英德、江西万年、湖南道县、 江苏溧水、浙江浦江、广西桂林都出土了距今10000 年左右的陶器。（740-840℃烧成）
吃生食容易生病→用火烤熟。陶器用来贮水和煮熟
陶瓷的起源
陶器的发现促进了人类进入金属时代，陶器耐火→冶 炼→青铜器。
陶器发现→笨重易碎的陶器→定居→村庄→农业发展。 烧成温度700－930℃：河南新郑裴李岗，约8000年前；
陶瓷的分类
分类方法很多 按类别： 普通陶瓷：日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、艺术陶瓷、 耐火
材料等 特种陶瓷：电子、结构、生物陶瓷等 电瓷通常归于特种陶瓷，但其制备工艺与普通陶瓷基本
相同。
陶瓷的分类
按化学成分分： 氧化物陶瓷：氧化铝、莫来石（3Al2O3·2SiO2） 、 氧化
锆、钛酸钡（BaTiO3 ）、氧化镁… 普通陶瓷通常是氧化物陶瓷。 非氧化物陶瓷： 碳化物陶瓷：SiC、TiC、WC、B4C 氮化物陶瓷：TiN、AlN、Si3N4
porcelain瓷器，pottery陶器。

德国陶瓷协会认为，陶瓷是化学工业或化学生产工艺的 一％个的分 晶支 体， ，陶 在瓷 室材温料中属将于原无材机料非成金形属通材过料80，0℃最以少上含高有温30处
理。

美国和日本把ceramic定义为各种硅酸盐制品和材料在内 的无机非金属材料。
陶瓷的定义

“瓷”这字开始出现于魏晋（公元3～5世纪），可以 认为在此之前在中国已经出现了瓷，比西方早11～13
陶瓷的分类
按性能和用途： 结构陶瓷：强调力学性能。如：用于研磨的氧化
铝陶瓷、氧化锆陶瓷；用于轴承的氮化硅陶瓷等。 功能陶瓷：强调电、磁、光、生物等功能。如：
电子陶瓷、电工陶瓷、生物陶瓷、红外陶瓷、高导 热陶瓷等。
本课程主要讲什么？
主要讲陶瓷工艺原理，以普通陶瓷（传统陶瓷）和 经典陶瓷材料为载体，讲述原料制备、配方、成形 方法、干燥、烧成等的技术原理。
高性能陶瓷材料（结构陶瓷）和电子陶瓷材料另有 课程讲述。
二、陶瓷的起源
“陶器是人类最早的手工业制品”。 100万年前，人类开始用石头做工具，进入旧石器时
代。 1万年前，人类知道对石头进行加工，使之成为精致
的工具或器皿，进入新石器时代。 原始社会，上古之民、穴居野外、一切努力都是与
陶瓷的起源
首先出现的瓷器，只注重釉面，没有注意到加入适量 熔剂，使胎质烧结达到瓷化。
到底什么时候出现了瓷器？
对浙江上虞越窑出土青瓷片的研究，李家治先生考古 认为我国在公元1～2世纪的东汉已经出现瓷器，因为 找到的瓷片的吸水率为0.42%和0.28%，烧成温度已达 1300－1310℃，颜色灰白色（Fe2O3、TiO2含量较高）。