陶瓷材料及其加工工艺
陶瓷加工工艺
陶瓷加工工艺简介陶瓷是一种广泛应用于各个领域的材料，其加工工艺对最终产品的质量和性能起着至关重要的作用。
本文将介绍一些常见的陶瓷加工工艺。
陶瓷成型工艺陶瓷的成型是指将原始材料通过一系列工艺加工，赋予其所需的形状和尺寸。
常见的陶瓷成型工艺包括：1. 模压成型：将陶瓷原料压入预先制作好的模具中，通过压力使其成型。
这种成型工艺适用于形状简单的产品，如砖块和瓷砖。
2. 注塑成型：将陶瓷原料加热至可塑状态，然后通过注塑机将其注入模具中。
注塑成型适用于形状复杂的产品，如陶瓷器皿。
3. 浇铸成型：将陶瓷原料熔化后倒入模具中，待其冷却凝固后取出。
这种成型工艺适用于大型和复杂形状的产品。
4. 手工成型：通过手工操作将陶瓷原料成型，常见的手工成型工艺有拉坯、揉捏和雕刻等。
手工成型适用于制作工艺品和艺术陶瓷等产品。
陶瓷烧结工艺烧结是将成型后的陶瓷材料进行高温处理的过程，通过烧结可以增强陶瓷材料的致密性和硬度。
常见的陶瓷烧结工艺包括：1. 窑炉烧结：将成型的陶瓷制品放入窑炉中，进行高温烧结。
窑炉烧结适用于各种陶瓷制品，如瓷器、瓷砖和陶艺品等。
2. 电子束烧结：通过电子束加热将陶瓷材料进行烧结。
电子束烧结具有加热速度快和能量利用高等特点。
3. 微波烧结：利用微波的加热效应将陶瓷材料进行烧结。
微波烧结可以提高烧结速度和效率。
陶瓷涂覆工艺陶瓷涂覆工艺是将陶瓷材料涂覆在其他材料的表面，以改善材料的性能和耐用性。
常见的陶瓷涂覆工艺包括：1. 热喷涂：将陶瓷粉末熔化后通过喷枪喷射到材料表面，形成陶瓷涂层。
热喷涂适用于高温工作环境和耐磨损的要求。
2. 汽相沉积：将陶瓷原料蒸发后与基材反应生成陶瓷膜。
汽相沉积适用于薄膜涂覆和微观结构的控制。
3. 浸渍涂覆：将基材浸入陶瓷材料的溶液中，通过干燥和烧结使其形成陶瓷涂层。
浸渍涂覆适用于复杂形状和大面积的涂覆。
4. 溶胶凝胶法：利用溶胶和凝胶的物理和化学性质，在基材表面形成陶瓷涂层。
溶胶凝胶法适用于制备薄膜和纳米陶瓷材料。
陶瓷材料加工工艺
陶瓷材料加工工艺
陶瓷是一种复合材料，由无机非金属材料组成，常见的陶瓷材料有：陶瓷砖、瓷板、瓷柱、瓷盘、瓷碗、瓷工艺品等。
陶瓷材料在人们的生活中是常见的，它和人们的生活息息相关。
陶瓷材料是由无机非金属材料组成的，通过烧成后具有特殊性能，比如：硬度高，耐磨、耐高温等特点。
陶瓷材料由于其结构致密、坚硬耐磨等特点在工业生产中应用广泛，比如：汽车发动机缸体、飞机发动机壳体、机械零部件等。
陶瓷材料加工工艺有：研磨、抛光、砂带打磨，车削，磨削，铣削，加工中心加工等。
下面就来介绍一下陶瓷材料加工工艺。
一、研磨
研磨是指利用研具（如研具和磨料）使陶瓷制品表面发生机械作用的过程。
主要用于去除陶瓷表面的毛刺和氧化皮。
也可以进行表面改性处理。
如：用抛光轮抛光，用喷砂处理等。
二、抛光
抛光是利用磨料与工件表面发生相对运动而去除表面多余物质的过程。
主要用于去除金属表面氧化膜和粗糙度较高的工件表面。
如：镜面抛光、亚光抛光等。
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陶瓷及加工工艺
陶瓷及加工工艺
注浆成型分为空心注浆和实心注浆。
图为空心注浆，实心注浆就是将泥浆注入两石膏模面之间（模 型与型芯）的空穴中，泥浆被两面吸水，水分不断被吸收后形 成泥胚。
陶瓷及加工工艺
3.干压成型
干压成型是利用压力，将干粉胚料在 模型中压成致密胚体的一种成型方法。干 压成型过程简单，产量大，缺陷少，并便 于机械化，对成型形状简单的小型坯体， 有广泛的应用价值。由于干压成型的坯料 水分少，压力大，坯体致密，因此能获得 收缩小，形状准确，易于干燥的生坯。
陶瓷及加工工艺
陶瓷的装饰
1．陶瓷坯体装饰 是在陶或瓷的胚体上，通过一定的工艺方式对陶瓷胚
体本身进行加工所形成的由凹凸、虚实以及色彩变化的装 饰。，中国传统陶瓷上所运用的胚体装饰可分为四大类： 堆贴加饰类，削刻剔减类，模具印纹类，其他工艺类型。 堆贴加饰类是在胚体表面增加泥量，并通过堆、贴、塑等 工艺方式达到装饰目的。其中包含雕塑粘结、堆贴、堆塑、 立粉等装饰方法；削刻剔减类是通过对胚体表面的切削、 刻画、镂空等减去胚体泥量的工艺手段，构成装饰纹样或 装饰肌理；模具印纹类是利用胚体在柔软时的可塑性，用 带花纹的拍子、印章、模子印出有凹凸质感的纹样。
传统陶瓷 + 高纯度原料 + 人工合成
陶瓷及加工工艺
罐与漏斗——酒具（灰陶） 磁山文化红陶器具
陶瓷及加工工艺
仰
韶
文
化
彩 陶 瓶
西 周 的 硬 陶
—— ——
夏 代 的 白 陶 罐
流大 佳汶 器口 （文 黑化 陶 ）
陶瓷及加工工艺
东汉时期：瓷器
陶瓷及加工工艺
唐代：
越窑青瓷莲花碗
邢窑白瓷
陶瓷及加工工艺
注浆成型后的坯体结构较均匀，但其含水量大，干燥与烧成 收缩也较大。由于注浆成型的适应性大，所以广泛地应用于生产 中。注浆的特点适用于各种陶瓷产品，凡是形状复杂、不规则的、 薄的、体积较大的（如卫生洁具）且尺寸不严的器物都可以用注 浆成型，一般的日用瓷中的花瓶（特别是各种镂空通花瓶）、汤 碗、茶壶、椭圆形盘、手柄等都可以用注浆法成型。
精选陶瓷的生产工艺原理与加工技术
浆料的性能要求：稳定性要好，在长时间加热而不搅拌的条件下不分 层与沉淀；可铸性要好，浆料铸满模腔并保持要求形状的能力；收缩率 要小，蜡浆由熔化的液体状态冷却凝固成固态时，会有体积收缩。
热压铸的工作原理：将配制成的料浆蜡板放置在热压铸机筒内，加热 至一定的温度熔化，在压缩空气的驱动下（或手动），将筒内的料浆通 过吸铸口压入模腔，根据产品的形状和大小保持一定的时间后，去掉压 力，料浆在模腔中冷却成型，然后脱模，取出坯体，有的还可进行加工 处理，或车削，或打孔等。 高温排蜡：坯体在烧成之前，先要经排蜡处理，否则由于石蜡在高温熔 化、流失、挥发、燃烧，坯体将失去粘结而解体。
300-800
氧化铝
400000
1500
碳化钛
390000
3000
金刚石
1171000
6000-10000
陶瓷的硬度为1000-5000HV
C、强度:陶瓷的强度不高，因为其晶界上存在有晶粒间的局部分离 或空隙，如空位、气孔、析出物，晶界上原子间键被拉长，键强度 被削弱，同时相同的电荷离子的靠近产生斥力，可能造成裂纹，所 以，消除晶界上不良作用，是提高陶瓷强度的基本途径。
陶瓷材料一般可分为普通陶瓷、特殊陶瓷与金属陶瓷三类 1、普通陶瓷：以天然硅酸盐矿物（粘土、长石、石英）经粉碎、压 制成型 、烧结而成的制品，如日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷等。 2、特殊陶瓷：采用高纯度的人工合成材料烧结而成，具有特殊力学、 物理、化学性能的陶瓷。如高温陶瓷、磁性陶瓷、压电陶瓷等。
3、金属陶瓷：用粉末冶金的方法制成，是金属与陶瓷组成的非均匀 复合材料制品。如金属陶瓷硬质合金等。
粉末冶金的陶瓷材料及其加工技术
２０１３年第１期（总第１３５期）现代技术陶瓷粉末冶金的陶瓷材料及其加工技术肖 艳（广东省江门化工材料公司，江门５２９１００）摘 要：针对金属陶瓷材料粉末冶金技术开发方兴未艾的趋势，介绍了粉末陶瓷原料的制备技术；阐述了特种陶瓷成形工艺；研究了特种陶瓷的烧结方法；提出了特种陶瓷技术的未来发展。
关键词：粉末冶金；陶瓷材料；加工技术 陶瓷分为普通陶瓷和特种陶瓷两大类，特种（金属）陶瓷是以人工化合物为原料（如氧化物、氮化物、碳化物、硼化物及氟化物等）制成的陶瓷。
它主要用于高温环境、机械、电子、宇航、医学工程等方面，成为近代尖端科学技术的重要组成部分。
金属陶瓷作为一种重要的结构材料，具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀等优点，无论在传统工业领域还是在新兴的高技术领域都有着广泛的应用。
然而金属陶瓷所固有的高强度、高硬度等优点却同时给陶瓷件的成型、加工带来了很多困难，因此研究各种陶瓷成型技术变得至关重要。
１ 金属陶瓷材料粉末冶金技术的开发方兴未艾 粉末陶瓷材料有三种：氧化物陶瓷如Ａｌ２Ｏ３，非氧化物陶瓷如ＳｉＮ２，ＳｉＣ；混合物陶瓷如Ａｌ２Ｏ３＋ＳｉＮ２。
陶瓷材料的毛坯可用粉末冶金方法制造，将陶瓷粉末混合后压制成型，其形状只是接近成品的毛坯，然后焙烧—机械加工（一般是粗加工）—烧结—（精加工）车削或磨削加工。
金属陶瓷材料粉末冶金技术主要包括金属陶瓷材料粉末冶金技术的超细硬质合金、特殊硬质相硬质合金、梯度功能硬质合金、硬质合金热处理、涂层硬质合金、新技术和新工艺及新装备，以及Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷等内容。
金属陶瓷材料粉末冶金技术的硬质合金制品表面涂覆—涂层技术是近年来发展起来的一项先进技术，是硬质合金领域中具有划时代意义的重要技术突破。
硬质合金制品表面涂覆—涂层技术的出现为解决硬质合金耐磨性和韧性相互矛盾的问题提供了一条较为有效的途径。
目前提高涂层效果的研究与研制工作基本上沿着两个方向进行：一是完善制取耐磨涂层的设备与工艺方法；二是研制涂层的新成分，探索耐磨涂层的新材料。
陶瓷与其加工工艺
陶瓷灌浆铸造方法 滚压法的操作顺序
（二）注浆法成型
注浆成型法：即把制备好的陶瓷泥浆注入多孔的性模型 内，由于多孔性模型的吸水性。在贴近模壁的泥浆先 干，当泥层厚度达到要求时，把剩余泥浆倒出。从而 得到模型的方法。
见图4-5 空心成型和实心成型 P115
在前两种方法的基础上，改进出压力注浆和离心注浆
a.旋坯成型：是将泥料掼于旋坯机上旋转着的石膏模 中，再利用样板刀的挤压力和刮削作用成型的方法。
b.挤压成型：将真空炼制泥料放入挤压机中，用螺杆 施加压力，把泥料挤出口模成型的方法。粉料较细
c.拉坯成型：也称手工拉坯，是在转动的转台上完成 的。要求坯泥即有“挺劲”又能自由延展。
d.雕塑和印坯：基本上是靠手工完成的，其生产效 率较低。
（三）干压法成型
干压法：将配料（水分含量在7%以下）拌匀并在较高 的压力下压制成型。制品尺寸准确，机械强度高。
4.3.3 坯体的干燥
坯体干燥方法：自然空气干燥、热空气干燥、辐射线干 燥、微波干燥等。
4.3.4 坯体装饰 a.化妆土装饰；
b.划花装饰
c.刻花梅瓶 e.印花碗
d.贴花足碗
f.剔花罐
不同瓷器的烧制温度有差异：一般1100~1300度
烧结过程大致分为四个过程： 低温蒸发（<300度）；氧化分解和晶体转化(300~950度）； 玻化成瓷和保温 （>950度）；冷却定型；
4.4 设计常用的陶瓷材料
4.4.1 传统陶瓷 古代日用陶瓷；建筑陶瓷；卫浴陶瓷；美术陶瓷；园 林陶瓷；烹饪陶瓷；P118
陶瓷生产工艺就是以相图和高温物理化学为理论基础的
矿物合成工艺。主要步骤为原料配制、坯料成型、窑炉烧 结。
4.3.1 原料配制 原料在一定程度上决定着产品的质量和工艺流程、工艺条 件的选择。陶瓷生产的最基本原料是石英、长石、黏土三 大类和其他一些化工原料。
陶瓷材料陶瓷制备工艺
❖伊利石
▪ 外观：多呈不规则片状;颜色洁白，黄色，绿色及褐色;
▪ 特性：伊利石类可以看做是白云母风化过程中形成高岭石和
蒙脱石的中间产物，转变程度不同，所形成的矿物不同，矿物 组成变化较多。伊利石类矿物构成的粘土，一般可塑性低，干 后强度大，干燥烧成收缩小，烧结温度低，烧结范围窄。
3粘土
✓ 高岭石 因层间易形成氢键;晶
胞间联结紧密，水分子 不易进入，故膨胀性小; 同时伊利石晶格置换现 象少，高岭石几乎无晶 格置换现象，阳离子交 换容量低，也使粘土的 水化膨胀差。
3粘土
三种常见粘土矿物的主要特点
粘土 矿物
高岭 石
化学组成 Al2[Si2O5][OH]4
C-间距
晶层间 吸水膨胀
1石英
SiO2在陶瓷生产中的作用
▪ 烧成前;石英为瘠性料不吸水，可调 节泥料的可塑性，是生坯水分排出的通 道，降低坯体的干燥收缩，增加生坯的 渗水性，缩短干燥时间，防止坯体变形； 利于施釉; ▪ 烧成时，石英的加热膨胀可部分抵消 坯体的收缩；高温时石英部分溶解于液 相，增加熔体的粘度，未溶解的石英颗 粒构成坯体的骨架，防止坯体软化变形。
原材料吸水性
吸水后的流动性
产品外形对称
壁厚
大小
②坯料制备
▪ 大气孔：团粒间孔
②坯料制备
▪ 中气孔：团粒内团聚粉粒间孔
②坯料制备
• 小气孔：团聚粒内 一次粒子间的孔
• 微气孔：一次粒子 内的气孔
③成形
注浆成型
成型方法 可塑成型
压制成型 类比于粉
末冶金
类比于塑 性加工
(完整版)陶瓷及加工工艺
陶瓷及加工工艺
注浆成型分为空心注浆和实心注浆。
图为空心注浆，实心注浆就是将泥浆注入两石膏模面之间（模 型与型芯）的空穴中，泥浆被两面吸水，水分不断被吸收后形 成泥胚。
陶瓷及加工工艺
3.干压成型
干压成型是利用压力，将干粉胚料在 模型中压成致密胚体的一种成型方法。干 压成型过程简单，产量大，缺陷少，并便 于机械化，对成型形状简单的小型坯体， 有广泛的应用价值。由于干压成型的坯料 水分少，压力大，坯体致密，因此能获得 收缩小，形状准确，易于干燥的生坯。
陶瓷及加工工艺
瓷器可以说是陶瓷 器发展的更高阶段， 它是一种由瓷石、 高岭土等组成，外 表施有釉或彩绘的 物器。瓷器的特征 在于其坯体已完全 烧结、完全玻化， 因此很致密，对液 体和气体都无渗透 性，胎薄处可呈半 透明，断面呈贝壳 状。
陶瓷及加工工艺
陶瓷及加工工艺
陶与瓷的区别
陶瓷及加工工艺
陶瓷的基本性能
宋代：
汝窑碗
官窑
陶瓷及加工工艺
哥 窑 贯 耳 扁 瓶
钧 窑 尊
定窑——孩儿枕
陶瓷及加工工艺
元代梅子青瓷
元代哥釉碗
明代五彩玉壶春瓶
陶瓷及加工工艺
青花瓷（始于元代，发展于明代）
陶瓷及加工工艺
釉里红（景德镇）
陶瓷及加工工艺
珐琅彩瓷（清代）
陶瓷及加工工艺
陶瓷及加工工艺
陶瓷及加工工艺
陶瓷的分类
陶瓷及加工工艺
电性能和热性能
陶瓷的电性能在工作电路中起着重要的作用。一般情况下，大多数 陶瓷是电绝缘体，少数特种陶瓷可以是半导体。温度对陶瓷的导电率有 明显的影响，当温度升高时，陶瓷的导电率会升高。另外，当作用于陶 瓷材料的电场强度超过某一临界值时，它会丧失绝缘性能，由介电状态 转变为导电状态，这种现象称为介电强度的破坏或介质的击穿。
陶瓷材料及制备工艺
塑性成型工艺
采用塑性成型工艺，如挤压、轧制、 锻造等，可以制备高性能的精密陶 瓷部件。
低温烧成技术
降低陶瓷的烧成温度，可以减少能 耗和降低生产成本，同时提高陶瓷 的性能。
表面改性与涂层技术
表面涂层技术
01
在陶瓷表面涂覆一层具有优异性能的涂层，可以提高其耐磨损、
耐腐蚀、隔热等性能。
新型陶瓷采用先进的制备工艺和新型 原料，具有更加优异的性能和应用前 景，如高温陶瓷、功能陶瓷等。
近代陶瓷
随着科技的发展，近代陶瓷在材料制 备工艺、性能和应用方面取得了重大 突破。
02
陶瓷材料的制备工艺
原料的选取与处理
粘土
作为陶瓷的主要原料，粘土的可 塑性和粘结性为成型工艺提供了 基础。根据不同的陶瓷种类和用 途，选择不同成分和性质的粘土。
陶瓷基复合材料还可用于制造飞机和 火箭的轻质结构件，以提高飞行器的 燃油效率和性能。
电子信息领域
01
陶瓷材料在电子信息领域中主要 用于制造电子元件和电路基板， 如电容器、电阻器、集成电路封 装等。
02
由于陶瓷材料的介电常数高、绝 缘性能好、热稳定性优良，它们 在电子器件中起到关键的作用。
生物医疗领域
分类
根据用途和性能，陶瓷材料可分 为普通陶瓷、特种陶瓷、新型陶 瓷等。
陶瓷材料的特性与用途
特性
陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高耐 磨性、耐腐蚀、绝缘性好等特性。
用途
陶瓷材料广泛应用于电子、通讯、航 空航天、机械、化工等领域，如电子 元件、传感器、刀具、磨具等。
陶瓷材料的发展历程
古代陶瓷
新型陶瓷
古代陶瓷起源于中国，具有悠久的历 史，如瓷器、陶器等。
陶瓷材料的制备工艺
陶瓷材料的制备工艺陶瓷是一种非金属材料，通常由粘土、瓷石和石英等原料经过加工而成。
其制备工艺可以分为原料处理、成型、干燥、烧结和表面处理等环节。
以下将详细介绍陶瓷材料的制备工艺。
一、原料处理陶瓷材料的制备首先需要对原料进行处理，确保其质量和性能满足生产要求。
原料主要有粘土、瓷石和石英等。
粘土是制备陶瓷的主要原料，其含水量要合适，过高过低都会影响成型和烧结的效果。
瓷石和石英主要用于增加陶瓷的硬度和耐磨性。
二、成型成型是将原料加工成所需形状的过程。
常见的成型方法有浇铸、注塑、压制和手工成型等。
浇铸和注塑是利用液态陶瓷浆料借助模具制作成型，可以批量生产。
压制是将湿陶瓷坯料经过压力机进行成型，适用于生产复杂形状的陶瓷制品。
手工成型则是通过手工捏塑、切割等方式进行成型，适用于少量生产和个性化需求。
三、干燥成型后的湿陶瓷坯料需要进行干燥处理。
干燥的目的是去除水分，防止成型品在烧结过程中产生裂纹。
常用的干燥方法有自然干燥和热风干燥。
自然干燥是将湿陶瓷坯料放置在通风良好的环境下，让其自然风干，时间较长。
热风干燥则是利用热风对湿陶瓷坯料进行加热和干燥，时间较短。
四、烧结烧结是将干燥后的陶瓷坯料进行高温处理，使其质地致密，获得所需的物理和化学性能。
烧结温度和时间根据所制备的陶瓷种类和要求而定。
常见的烧结设备有电窑、煤气窑和气体窑等。
在烧结过程中，陶瓷坯料会发生物理和化学变化，最终形成成品陶瓷材料。
五、表面处理表面处理是对烧结后的陶瓷进行修整和装饰。
修整是指对陶瓷表面进行打磨、抛光等处理，使其光滑平整。
装饰则是通过上釉、绘画等方式增加陶瓷的装饰性和艺术性。
上釉是将特殊材料涂在陶瓷表面，经过再次烧结，形成釉面的一种处理方法。
综上所述，陶瓷材料的制备工艺包括原料处理、成型、干燥、烧结和表面处理等环节。
通过合理的工艺流程，可以制备出质量良好、性能稳定的陶瓷制品。
陶瓷在日常生活、建筑、工业和艺术等领域都有广泛的应用，其制备工艺的优化和创新对于提升陶瓷制品的质量和价值具有重要意义。
陶瓷制备方法
陶瓷制备方法一、概述陶瓷是一种非金属材料，具有多种优良的物理和化学性质，如高温稳定性、耐腐蚀性、硬度高等。
陶瓷材料在日常生活和工业生产中有广泛应用，例如制作陶瓷器皿、建筑材料、电子元器件等。
本文将介绍几种常见的陶瓷制备方法。
二、干法制备方法1. 烧结法烧结法是将陶瓷原材料粉末在高温下进行烧结，使其颗粒间相互结合形成固体块材料。
该方法可分为普通烧结法和压电烧结法两种。
普通烧结法是将粉末制成坯体，然后在高温下烧结。
而压电烧结法是将陶瓷粉末与有机高分子混合后，压制成形，再在高温下进行烧结。
该方法具有成本低、制备周期短等优点，但制备出来的陶瓷材料致密度较低，有一定的气孔。
2. 真空压制法真空压制法是一种将陶瓷原材料粉末加热到熔点后，在真空环境下进行压缩成型的方法。
该方法制备出来的陶瓷材料致密度高、强度大，但成本较高。
3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是将金属化合物或有机酸与其他化合物混合后，在加热和干燥后形成凝胶，然后再进行烧结。
该方法制备的陶瓷材料致密度高、粒度小，具有高温稳定性、耐腐蚀性等优点。
1. 凝胶注模法凝胶注模法是将陶瓷粉末与有机化合物混合后形成凝胶，然后放入注模机内注模，再进行热处理得到陶瓷制品。
该方法制备的陶瓷制品精度高、致密度好，表面光滑。
2. 喷雾干燥法喷雾干燥法是将含有陶瓷材料的溶液通过高压喷雾器雾化成微小颗粒，然后在气流中进行干燥得到陶瓷粉末。
该方法制备出来的陶瓷粉末粒度小、均匀，但成本较高。
3. 溶液浸渍法溶液浸渍法是将陶瓷原材料粉末加入到化学制剂的溶液中，使其渐渐凝结成凝胶，然后进行烧结制品。
该方法操作简单，成本低，但制备的陶瓷制品致密度不够。
坩埚法是一种古老的陶瓷制备方法，用于制作瓷器和陶器。
制作方法是将陶瓷原材料经过处理后，按一定比例混合后磨成均匀的陶瓷泥，放入坩埚内，在高温下进行烧制得到制品。
该方法适用于制作小型陶瓷制品。
2. 电化学制备法电化学制备法是一种利用电化学反应制备陶瓷材料的方法。
功能陶瓷的生产工艺过程
2021/1111//77)及其加工工艺
新型陶瓷(táocí)与传统陶瓷(táocí)的区 别
区别 原材料 成型
烧成 加工 性能 用途
传统陶瓷
新型陶瓷
天然矿物原料
人工精制合成原料
可塑、注浆、挤压
干压、等静压、挤压、轧膜、流 延、热压铸
热压铸成型(chéngxíng) 3
第二十五页，共39页。
4、成型(chéngxíng)
热压铸成型(chéngxíng) 4
铸浆性能(xìngnéng)的影响因素 铸浆的粘度、流动性 粘结剂含量大、铸浆粘度小、流动性好，成型性能
(xìngnéng)好；收缩率、气孔率增加 加入表面活性剂，提高铸浆的流动性 铸浆的可铸性 粘度小、流动性好、成型压力大，可铸性好 铸浆的稳定性 粉料粒度大、粗颗粒多、密度大，铸浆稳定性差
在高温下进行脱蜡
第二十七页，共39页。
4、成型(chéngxíng)
热压铸成型(chéngxíng) 6
第二十八页，共39页。
5、烧成
烧结(shāojié)过程体系中的自由能 变化
第二十九页，共39页。
5、烧结(shāojié)
烧结(shāojié)推动力
• 烧结推动力：物系自由能的降低
• 表面能、界面能的降低
注浆成型(chéngxíng)
第二十二页，共39页。
4、成型(chéngxíng)
热压铸成型(chéngxíng) 1
热压铸成型的粉料 熟料（煅烧(duànshāo)过的料） 含水量小于0.5% 热压铸成型的粘结剂 石蜡：50-55℃熔化、冷凝后体积收缩5%-7% 添加少量表面活性剂（硬脂酸、油酸、蜂
陶瓷材料及其成型工艺
陶瓷材料及其成型工艺一、陶瓷原料陶瓷原料主要包含粘土、石英、长石等，是制作陶瓷的基础。
不同的原料配方可以影响陶瓷的物理性质，如硬度、耐磨性、耐腐蚀性等。
二、成型工艺成型工艺是陶瓷制造的关键环节，主要分为以下几种：1.手糊成型：手糊成型是一种直接在模具上涂抹陶瓷浆料的方法，适用于制造大型或形状复杂的陶瓷制品。
2.注射成型：注射成型是一种将陶瓷浆料注入模具的方法，适用于制造小型、复杂的陶瓷制品。
3.压力注浆成型：压力注浆成型是一种在一定压力下将陶瓷浆料注入模具的方法，适用于制造薄壁、大型的陶瓷制品。
4.等静压成型：等静压成型是一种利用液体介质对陶瓷坯体进行均匀压力作用的方法，适用于制造高精度、高密度的陶瓷制品。
三、烧成工艺烧成工艺是陶瓷制造的另一个关键环节，主要分为以下几种：1.低温烧成：低温烧成是一种在较低温度下进行烧制的方法，适用于制造不耐高温的陶瓷制品。
2.高温烧成：高温烧成是一种在较高温度下进行烧制的方法，适用于制造需要高温烧制的陶瓷制品。
3.烧结法：烧结法是一种将陶瓷粉末经过高温烧结成为致密材料的方法，适用于制造高强度、高硬度的陶瓷制品。
四、表面处理表面处理是陶瓷制造的另一个重要环节，主要分为以下几种：1.涂装：涂装是在陶瓷表面涂上一层涂料，以增加美观度和保护层。
2.抛光：抛光是在陶瓷表面进行机械加工，以增加表面的光滑度和光泽度。
3.蚀刻：蚀刻是在陶瓷表面进行化学腐蚀加工，以制造出各种图案和纹理。
五、加工工艺加工工艺是陶瓷制造的最后一个环节，主要分为以下几种：1.切割：切割是将陶瓷材料进行切割成所需尺寸和形状的方法。
2.磨削：磨削是使用磨削液及磨具对工件进行磨削加工的方法。
陶瓷加工工艺流程
陶瓷加工工艺流程
陶瓷加工工艺流程一般包括以下主要步骤：
1. 原材料准备：选择合适的陶瓷原料，如高岭土、长石、石英等，并进行配料和混合。
2. 坯料制备：将原材料经过研磨、筛分等处理，制成具有一定细度和流动性的坯料。
3. 成型：根据产品要求，采用不同的成型方法，如手工成型、注浆成型、压制成型等，将坯料制成所需的形状。
4. 干燥：将成型后的坯体进行干燥，以去除多余的水分，提高坯体的强度。
5. 装饰：可以通过施釉、彩绘、雕刻等方式对坯体进行装饰。
6. 烧成：将装饰好的坯体放入窑炉中进行烧制，经过一定的温度和时间，使坯体发生物理和化学变化，形成坚硬的陶瓷制品。
7. 后续处理：烧成后的陶瓷制品可能需要进行后续的加工，如抛光、切割、装配等。
需要注意的是，这只是一个基本的工艺流程，实际的陶瓷加工过程可能会因不同的陶瓷类型、产品需求和生产技术而有所差异。
在加工过程中，每个步骤都需要严格控制工艺参数，以确保最终产品的质量和性能。
同时，陶瓷加工也需要专业的技术和设备，以实现高效、高质量的生产。
陶瓷的生产工艺原理与加工技术
陶瓷的生产工艺原理与加工技术引言陶瓷是一种古老而重要的材料，广泛应用于制造业、建筑业、电子工业和医疗领域等各个行业。
陶瓷材料的生产工艺原理和加工技术对于提高产品质量和性能具有重要意义。
本文将介绍陶瓷的生产工艺原理和加工技术，以帮助读者更好地了解陶瓷材料的制作过程和相关知识。
陶瓷的生产工艺原理高温烧结原理陶瓷是通过高温烧结来制造的，烧结是指将陶瓷粉体在高温条件下进行加热，使其颗粒之间发生结合，形成致密的材料结构。
高温烧结的原理主要包括以下几个方面：1.粒子结合原理：在高温下，陶瓷粉体中的颗粒发生熔融、扩散和结晶过程，颗粒之间的结合力增强，形成坚固的烧结体。
2.液相烧结原理：一些陶瓷粉体具有液相烧结性能，即在高温下形成液相，促进颗粒结合。
3.固相烧结原理：某些陶瓷粉体的烧结是通过固相反应实现的，固相在颗粒间发生反应，形成高密度的陶瓷材料。
烧结工艺陶瓷的烧结工艺包括原料制备、成型、烧结和后处理等环节。
1.原料制备：陶瓷的制作原料包括陶瓷粉体、添加剂和溶液等。
原料的选择和配比对于陶瓷的性能和品质具有重要影响。
2.成型：陶瓷的成型方式主要有压制、注塑、挤出和注浆等。
成型是将陶瓷粉体制成所需形状的过程，为后续的烧结做好准备。
3.烧结：烧结是将成型后的陶瓷制品放入高温炉中进行加热，使其发生烧结反应。
烧结的参数包括温度、时间和气氛等，对于陶瓷的质量具有重要影响。
4.后处理：陶瓷的后处理包括抛光、涂层、包装等环节，使陶瓷产品更加美观和实用。
陶瓷材料分类陶瓷材料可以按照它们的化学成分和物理性质进行分类。
1.按化学成分分类：陶瓷材料可分为氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和复合陶瓷等。
其中，氧化物陶瓷的主要成分是氧化物，如氧化铝、氧化硅等；非氧化物陶瓷的主要成分是非氧化物，如碳化硅、氮化硅等。
2.按物理性质分类：陶瓷材料可分为结构陶瓷、功能陶瓷和生物陶瓷等。
其中，结构陶瓷主要用于承受机械应力的部件，如陶瓷刀具、陶瓷瓶等；功能陶瓷主要具有特殊的物理和化学性能，如陶瓷陶瓷磁体、陶瓷电容器等；生物陶瓷主要用于医疗领域，如人工关节、牙科陶瓷等。
陶瓷的制作工艺与流程介绍
陶瓷的制作工艺与流程介绍陶瓷是陶器和瓷器的总称。
中国人早在约公元前8000-2000年新石器时代就发明了陶器。
陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。
常见的陶瓷材料有粘土、氧化铝、高岭土等。
陶瓷材料一般硬度较高，但可塑性较差。
除了在食器、装饰的使用上，在科学、技术的发展中亦扮演重要角色。
陶瓷原料是地球原有的大量资源黏土经过淬取而成。
而粘土的性质具韧性，常温遇水可塑，微干可雕，全干可磨;烧至700度可成陶器能装水;烧至1230度则瓷化，可完全不吸水且耐高温耐腐蚀。
其用法之弹性，在今日文化科技中尚有各种创意的应用。
1.练泥：从矿区采取瓷石，先以人工用铁锤敲碎至鸡蛋大小的块状,再利用水碓舂打成粉状，淘洗，除去杂质，沉淀后制成砖状的泥块。
然后再用水调和泥块，去掉渣质，用双手搓揉，或用脚踩踏，把泥团中的空气挤压出来，并使泥中的水分均匀。
这一环节在古窑里我没有见到，深感遗憾，于是我在前往三宝村途中仔细寻觅，有幸亲眼目睹。
这种瓷石加工方法历史悠久,应与景德镇制瓷历史同步。
2.拉坯：将泥团摔掷在辘轳车的转盘中心，随手法的屈伸收放拉制出坯体的大致模样。
拉坯是成型的第一道工序。
拉坯成型首先要熟悉泥料的收缩率。
景德镇瓷土总收缩率大致为18—20%,根据大小品种和不同器型及泥料的软硬程度予以放尺。
由于景德镇瓷泥的柔软性,拉制的坯体均比之其他黏土成型的要厚。
拉坯不仅要注意到收缩率,而且还要注意到造型。
如遇较大尺寸的制品,则要分段拉制,从各个分段部位,可看出拉坯师傅的技艺好坏和水平高低。
景德镇陶瓷的特殊美感和瓷文化的形成是与其独特的材质、工艺等有着密不可分的联系,甚至在某种程度上说:景德镇瓷器名扬天下,除当地“天赐”的优质黏土之外,基本上是那些“鬼斧神工”的技艺将这些普通的“东西”变成了人类的“宠物”。
由此,真正被“神灵”护佑着的正是这制瓷技艺的不断分工、进化和传承。
这千年相传的技艺造就和组成了人类陶瓷史甚至是文明史上最耀眼的光环,这光环让人炫目,也让人敬畏。
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陶瓷材料基础
陶瓷材料的分类
2、按使用性能陶瓷可分为：
建筑陶瓷、卫生陶瓷、日用陶瓷、艺术陶瓷、实验室用陶瓷和 工业陶瓷。
3、按陶瓷坯体之密度不同，可把陶瓷分为(书161)
陶器
粗陶器 精陶器
瓷器
细瓷 特种陶瓷
陶瓷材料基础
陶瓷材料的分类
材料
品种示例
水泥和其他胶 凝材料
硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰、石膏等
机 导体陶瓷 钠、锂、氧离子的快离子导体和碳化硅等
非 金
半导体陶瓷
钛酸钡、氧化锌、氧化锡、氧化钒、氧化锆等过渡金 属元素氧化物系材料等
属 材
光学材料
钇铝石榴石激光材料，氧化铝、氧化钇透明材料和石 英系或多组分玻璃的光导纤维等
料 高温结构陶瓷 高温氧化物、碳化物、氮化物及硼化物
超硬材料 碳化钛、人造金刚石和立方氮化硼等
③非氧化物 是指不含氧的金属碳化物、氮化物、硅化物及硼化 物等，它们是新型陶瓷,特别是金属陶瓷的主要晶相和晶体相。主 要由高键能的共价键结合，但也有离子键和金属键。
陶瓷材料基础
组成硅酸盐的基本结构是[SiO4]四面体。在 化合物中，SiO4以不同方式共角连接。
陶瓷材料的结构
[SiO4]四面体
粘土矿物的成分:高岭石结构
陶瓷材料的分类
二、分类
1、按原料和组成不同分：
传统陶瓷（录像）：以粘土等天然的硅酸盐矿物为原料制造而成，主要应
用于日常生活和工业生产。 （如：陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、搪瓷、磨料等 ）
新型陶瓷（工程陶瓷、精细陶瓷、特种陶瓷 录像）：以高纯度化
工原料和合成矿物为原料制造而成，组成上以非硅酸盐为特征。
陶瓷材料及其加工工艺
内容
成型原理及工艺 第四章 陶瓷的烧结原理及工艺 第五章 典型陶瓷材料
陶瓷材料基础
第一章 陶瓷材料基础
第一节 陶瓷材料的概念 第二节 陶瓷材料的结构 第三节 陶瓷材料的性能
陶瓷材料基础
生活中的无机非金属材料
玻璃、水泥、陶瓷 石英钟表 手表上的“19钻”(人造红宝石轴承的数目) 金刚石钻头、刀片 隐形飞机（特殊光学材料） 彩电（荧光材料） 煤气炉中的电子打火(压电陶瓷) 海底电缆;信息高速公路（光导纤维） 电脑的CPU（单晶硅）
人工晶体 铌酸锂、钽酸锂、砷化镓、氟金云母等
生物陶瓷 长石质齿材、氧化铝、磷酸盐骨材等
陶瓷材料基础
陶瓷材料的结构
第二节 陶瓷材料的结构
一、陶瓷材料的结合键
陶瓷材料的结合键主要为共价键和离子键。
陶瓷材料中刚玉型结构便是典型的离子化合物。典型的共 价化合物是金刚石。
实际陶瓷材料中常存在一种或几种键。
二、陶瓷材料的物相 从陶瓷材料显微结构分析，陶瓷的显微组织是由晶相、玻
陶瓷材料的结构
2） 玻璃相 玻璃是由熔体固化而成，是过冷状态的一种粘度极
高的液体，结构不规则（原子排列近程有序，远程无序）。
玻璃态是物质无定形态的一种。物质的玻璃结构与晶体结构相似，是由离子多 面体构成的空间网络，只是其排列缺少对称性及重复性，是无规则排列而已。
璃相和气相组成。
陶瓷材料基础 陶瓷显微组织
气相
陶瓷材料的结构 晶相
低熔物：玻璃相
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陶瓷材料基础
陶瓷材料的结构
1） 晶相 是陶瓷材料的主要组成相，晶相相互交织形成陶
瓷结构的骨架。 陶瓷中的晶相主要有硅酸盐、氧化物、非氧化物三种。
①硅酸盐 硅酸盐是传统陶瓷的主要晶相。
② 氧化物 氧化物是大多数典型陶瓷，特别是特种陶瓷的主要组 成和晶体相。最重要的氧化物晶体相有AO、AO2、A2O3、 ABO3和AB2O4等（A、B表示阳离子）。
陶瓷主要原料:粘土
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陶瓷材料基础
陶瓷材料的结构
AO类型的氧化物：如MgO、CaO、BaO、 AO2类型的几种氧化物：如TiO2、UO2、 MnO等。氧离子排列成面心立方堆积， 等。阳离子位于立方面心的结点位置上， 阳离子则填充在所有的八面体间隙 氧离子位于立方体内8个小立方体的中心。 位置上，形成完整的立方晶格。
碳素材料 石墨、焦炭和各种碳素制品等
非金属矿
黏土、石棉、石膏、云母、大理石、水晶和金刚石 等
陶瓷材料基础
陶瓷材料的分类
高频绝缘材料
氧化铝、氧化铍、滑石、镁橄榄石质陶瓷、石英玻璃 和微晶玻璃等
新
铁电和压电材 料
钛酸钡系、锆钛酸铅系材料等
型 无
磁性材料
锰-锌、镍-锌、锰-镁、锂-锰等铁氧体、磁记录和磁 泡材料等
传
陶瓷
黏土质、长石质、滑石质和骨灰质陶瓷等
统
耐火材料 硅质、硅酸铝质、高铝质、镁质、铬镁质等
无 机
玻璃
硅酸盐、硼酸盐、氧化物、硫化物和卤素化合物玻 璃等
非
搪瓷
钢片、铸铁、铝和铜胎等
金
铸石
辉绿岩、玄武岩、铸石等
属 材
研磨材料 氧化硅、氧化铝、碳化硅等
料
多孔材料 硅藻土、蛭石、沸石、多孔硅酸盐和硅酸铝等
按化学成分不同，新型陶瓷分为：氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷和硼 化物陶瓷等。 按性能和用途不同，新型陶瓷分为：
1）结构陶瓷：强调材料的高温力学性能或机械性能。如：高温结构陶瓷（刀 具、轴承、发动机内的元件等） 2）功能陶瓷：具有电、磁、声、光、热、化学及生物特性，且具有相互转化 功能。如：（压电陶瓷、铁氧体、光导纤维、气敏陶瓷、生物陶瓷等）
陶瓷材料基础
陶瓷材料的概念
第一节 陶瓷材料的概念与分类
一、概念
传统陶瓷：是指以粘土、长石、石灰石、石英等天然矿物为原料，
经过原料配制、坯料成型后经高温烧成的一类制品，组成上以硅酸
盐为主。
随着与陶瓷工艺相近的无机材料的不断出现，陶瓷概念的外延也不断扩大。
近代陶瓷：以高纯度化工原料和合成矿物为原料制造而成，组成 上以非硅酸盐为特征。
广义陶瓷：是以离子键及共价键为主要结合的含有金属和非金属 元素的复杂化合物和固溶体，泛指所有的无机非金属材料制品。它
不仅包括传统的陶瓷材料（如：陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、搪 瓷、磨料等），还包括新型陶瓷材料（非金属磁性材料、铁电体、 人造单晶、玻璃－陶瓷、氧化物及非氧化物陶瓷等）。
陶瓷材料基础
MgO结构
UO2结构
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陶瓷材料基础
A2O3类型的氧化物是典型的刚玉 结构(如Al2O3、Fe2O3) 。氧离子 作近似立方密堆，铝离子则充填 三分之二的八面体位置
陶瓷材料的结构
ABO3类型氧化物。如钙钛矿 CaTiO3。 AB2O4类型氧化物为典型的尖 晶石结构，如MgAl2O4。
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陶瓷材料基础