第1章陶瓷工艺原理概述课件.ppt

1、LOGO陶瓷工艺原理陶瓷工艺原理主讲老师：主讲老师：吴建青吴建青 教授教授 电子邮箱： 办公室电话：87111669 赵娜如赵娜如 副研究员副研究员 电子邮箱： 办公室电话：87114645 彭诚彭诚 博士博士 一、陶瓷是什么？一、陶瓷是什么？v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。v陶瓷工艺学陶瓷材料学。v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。陶瓷的定义陶瓷的定义v国际上，ceramic通常是指陶瓷，但在不同国家的含义不完全相同。vporcelain瓷器，pottery陶瓷。v德国陶瓷协会认为，陶瓷

2、是化学工业或化学生产工艺的一个分支，陶瓷材料属于无机非金属材料，最少含有30的晶体，在室温中将原材料成形通过800以上高温处理。v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。陶瓷的定义陶瓷的定义v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。陶瓷的定义陶瓷的

3、定义v“陶瓷”所包含的内容是随时间变化的。v硅酸盐无机非金属材料v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。陶瓷的分类陶瓷的分类分类方法很多v按类别：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 特种陶瓷：电子、结构、生物陶瓷陶瓷的分类陶瓷的分类v按化学成分按化学成分 氧化物陶瓷：氧化铝（3Al2O32SiO2莫来石）、氧化锆BaTiO3钛酸钡瓷，氧化镁。碳化物陶瓷：SiC、TiC、WC、B4C 氮化物陶瓷：TiN

4、、AlN、Si3N4陶瓷的分类陶瓷的分类v按性能和用途：按性能和用途：结构陶瓷。功能陶瓷：电子陶瓷、电工陶瓷、生物陶瓷、红 外陶瓷、热陶瓷、光陶瓷、本课程主要讲什么？本课程主要讲什么？v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。v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、陶瓷的起源二、陶瓷的起源v“陶器是人类最早的手工业制品”。v100万年前，人类开始用石头做工具，进入旧石器时代。v1万年前，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。v原始社会，上古之民、穴居野外、一切努力都是与

5、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 30001000冯端 师昌绪 刘治国材料科学导论陶瓷的起源陶瓷的起源v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。v粘在脚上的粘土被火烧后变硬，变结实？v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8000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v吃生食容易生病用火烤熟。陶器用来贮水和煮熟食物人类吃熟食促进人类生理机能和智力的发达。陶瓷的起源陶瓷的起源v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。v陶器发现笨重易碎的陶器定居村庄农业发展

6、。v烧成温度700930：河南新郑裴李岗，约8000年前；河北武安磁山约7300年。v烧成温度800900：浙江余姚河姆渡遗址约7000年，河姆渡文化。v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。v陶瓷已成为文化的载体而保存流传下来。陶瓷的起源陶瓷的起源v进入有文字的殷商时代，河南安阳发现距今约3000年的商代刻放白陶，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。v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120

7、0左右。陶瓷的起源陶瓷的起源v秦代（公元前221206年）陶制品的工艺达到很高境界兵马陶俑。v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。v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12世纪）已出现瓷器，吸水率0.5以下的瓷片已找到。兵马俑兵马俑陶瓷的起源陶瓷的起源v上海硅所的李家治先生认为：陶瓷发展三大突破 1、原料的选择和精制(瓷的Fe2O3小，陶6，瓷小于1)2、炉窑的改进和烧成温度的提高 3、釉的发现和使用v三个阶段：陶器原始瓷器（过渡期）瓷器v

8、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。陶瓷的起源陶瓷的起源v 首先出现的瓷器，只注重釉面，没有注意到加入适量 溶剂，使胎质烧结达到瓷化。v 到底什么时候出现了瓷器？v 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12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13001310，颜色灰白色（Fe2O3、TiO2含量较高）。v“瓷”这字开始出现于魏晋（公元35世纪），可以认为在此之前在中国已经出现了瓷，比西方早1113世纪（注：瓷字的出现，可能并不意味现代意义的瓷的出现）。景德镇陶瓷景德镇陶瓷v景德镇自汉

9、代开始生产陶瓷，唐初（618907年）能造瓷器，宋代景德年间命名为景德镇，2004年建镇1000年，制宫廷用瓷。南宋以后，特别是明代开始（1368年），江西景德镇成为中国瓷业中心，逐渐成为我国瓷器的代表，对世界各国有很大的影响。v制造瓷器的原料高岭土（Kaolinite）最先在景德镇高岭村发现和采挖。v景德镇原名昌南China瓷器我国陶瓷工业现状我国陶瓷工业现状v 清代我国瓷器进入十分成熟的阶段。v 西方在工业革命后，科学技术发展快于中国，并且中 国从清代后期开始陶瓷的制备技术逐步落后于西 方国家。v 改革开放以来，中国陶瓷业生机勃勃v 产量世界第一，抛光砖等产品已达到世界先进水平，2010年

10、，卫生瓷年产1.7亿件左右，陶瓷墙地砖接近80亿平方米，日用瓷200亿件左右。v 在特种陶瓷方面，我国能生产所有品种的特种陶瓷，但总体技术水平仍然严重落后于工业发达国家。陶瓷工业现状（摘自尹虹博客）陶瓷工业现状（摘自尹虹博客）v 目前2010年全年的官方统计数据还没有出台，可以拿到的前11个月的数据已经完全足以说明全年的状况了。2010年前11个月陶瓷砖总产量73.6246亿平方米，比2009年同期增长21.5%，这是2004年之后持续保持着两位数的增长，值得指出的是这仅是对1084家规模以上陶瓷砖制造企业的数据统计。如果按2009年世界其他国家陶瓷砖产量45.76亿平方米（不含中国64.27

11、亿平方米，占全球产量的58.41%），现在11个月的产量已经占全球全年总产量的61.67%，估计2010年全年的总产量将接近80亿平方米，占全球总产量的64%。如果按全年79亿平方米产量，13.8亿人口，出口7亿平方米计，我国2010年人均陶瓷砖表观消费量(年产量-出口+进口)/人口将首次突破5平方米，达到5.2平方米/人，远远高于西班牙、巴西、意大利、墨西哥等陶瓷砖生产制造消费大国的水平。v 值得注意的是在2010年前11个月的各省数据统计中，排在前四的位置没有变化，广东：19.17亿平方米，增长25.7%；福建：16.01亿平方米；增长12.6%；山东，10.45亿平方米，增长-6.1%；

12、四川：7.42亿平方米，增长26.4%。一方面，广东、福建、山东、四川四省份的陶瓷砖产量达53.05亿平方米，占全国总产量的72.05%，相对2009年的77.64%及2008年的84.36%，表现为所占比例逐年快速下降，这些数据变化至少表明：全国建筑陶瓷产业区域化的步伐还在不断向前；另一方面，广东陶瓷砖产量仍然保持全国第一，特别引人注意的是25.7%增长，与2009年全年下降3%，形成鲜明对比，20062009年风靡全国的佛山陶瓷转移，似乎已经接近尾声，或可能转移的目的地缩小到了广东省境内或周边；山东陶瓷砖产量下降6.1%，或是预示着淄博陶瓷产业转移的步伐在加快，会步佛山陶瓷转移的后尘吗？或

13、将走得更远。v 从2010年前11个月的数据来看，江西省累计增长61.5%，超过辽宁成为产量第五大的陶瓷砖生产制造省份；河南省陶瓷砖产量增长160%，由2009年的产量第十上升到第八；广西增长72.9%，产量由第十二上升到第十。如何学习陶瓷工业原理？如何学习陶瓷工业原理？v以普通陶瓷制备为主线，兼学部分特种陶瓷工艺，特种陶瓷的制备方法非常多，普通陶瓷的制备方法传统，产值大，从原料的认识、制备坯料配方、配制成形（部分特种陶瓷的成形方法）釉料的配制干燥烧成（干燥烧成的不同方法、特点）三、典型的陶瓷材料三、典型的陶瓷材料 过滤用的陶瓷膜，汽车尾气净化器，蓄热陶瓷。价值连城的中国古瓷价值连城的中国古瓷

14、v香港佳士得公司的有关人员展示被拍卖中国黑釉瓷器中的极品北宋时期的定窑褐色鹧鸪纹黑釉碗，该碗2002年拍卖价为1239万港元。天价瓷碗天价瓷碗v2006年11月28日，佳士得拍卖行香港拍卖会上，一件18世纪中国清代清代“飞燕飞燕”瓷碗瓷碗的成交价刷新了清代陶瓷的世界纪录1940万美元万美元(合1.5亿元人民币)在2005年月日伦敦佳士德拍卖会上，一件绘有“鬼谷下山”场景的元代青花大罐拍出万英镑，创下中国艺术品拍卖的纪录。故宫十大镇宫之宝故宫十大镇宫之宝陶瓷之宝陶瓷之宝 郎窑红釉穿带直口瓶郎窑红釉穿带直口瓶清康熙，高20.8cm，口径6.1cm，足径9.1cm 防静电陶瓷防静电陶瓷中国航天技术研

15、究院防静电厂房中国联通机房 美国发现号航天飞机升空倒计时于2005年7月10日下午6点(北京时间7月11日早上6点)开始。发现号航天飞机于美国东部时间7月13日下午3点51分(北京时间7月14日凌晨3点51分)正式发射升空。美国国家航空航天局航天飞机项目主管史蒂芬妮-斯蒂尔森(右)在肯尼迪航空中心讨论航天飞机隔热瓷片的损坏情况。在发现号航天飞机发射倒计时最后一天，一个窗户盖从航 天飞机上落下，砸坏了一块隔热瓷片。金属套遮盖瓷体 瓷釉质瓷氮化硅发动机部件入口温度在、引擎热效率达到以上，输出功率为级的陶瓷燃气涡轮机。氧化锆柱塞 氧化锆拉线轮 氧化锆球阀氧化锆柱塞 氧化锆拉线轮 氧化锆球阀陶瓷喇叭陶

16、瓷喇叭解决了现有音箱中声波干涉、衍射和分割振动的问题。它的抗弹性变形能力好，音箱的瞬态响应效果大为提高，使音箱具备了很高的保真度，该音箱在外观造型上破除了音箱长期来单一、呆板的箱式结构，丰富了音箱的造型，并使音箱具有较高的艺术欣赏价值。球型氧化锆球型氧化锆（日本（日本Tosoh）38-75,75-106,106-150,150-212,212-300 mm。球磨介质氧化铝、氧化锆、氮化硅氧化锆高温弹簧氧化锆高温弹簧氧化铝刀具氧化铝刀具陶瓷人工关节陶瓷人工关节思考题思考题v陶瓷是什么？v陶瓷的发展历史对你有什么启发？v陶瓷与我们生活的哪些方面有联系？v你准备怎样学习陶瓷工艺原理？LOGO本章结束本章结束谢谢！谢谢！