大學陶瓷工藝學課件

1、單元一 陶瓷描繪本單元學習要點： 本章的學習中重點掌握陶瓷的概念和分類方法； 了解陶瓷生產(chǎn)工藝技術(shù)的內(nèi)容和陶瓷生產(chǎn)基本工藝流程; 了解陶瓷工業(yè)的發(fā)展和陶瓷在國民經(jīng)濟中的作用。1.1陶瓷的概念與分類1.1.1陶瓷的概念 陶瓷:從產(chǎn)品的種類上來說，陶瓷是陶器和瓷器兩大類產(chǎn)品的總稱。 陶器:通常有一定的吸水率，斷面粗糙無光，不透明，敲之聲音粗啞，有的無釉，有的施釉。 瓷器:則坯體致密，基本上不吸水，有一定的半透明性，通常都施有釉層（有些特種陶瓷并不施釉）。 炻器:介于陶器和瓷器之間的還有一類產(chǎn)品，坯體較致密，吸水率也小，但缺乏半透明性也稱為半瓷(國內(nèi)文獻中也常稱為原始瓷器或稱為石胎瓷)。/sunda

2、e_meng單元一 陶瓷描繪/ 傳統(tǒng)概念：是以粘土、長石、石英等天然原料為主要原料，通過配料、粉磨、成型、干燥和燒成等工序制成的陶器、炻器和瓷器制品的通稱，這些制品亦統(tǒng)稱為“普通陶瓷”，如日用陶瓷、建筑衛(wèi)生陶瓷、電瓷等。 硅酸鹽材料和制品：由于傳統(tǒng)陶瓷的主要原料是硅酸鹽礦物，所以陶瓷可歸屬于硅酸鹽材料和制品。陶瓷工業(yè)與玻璃、水泥、耐火材料等工業(yè)同屬“硅酸鹽工業(yè)”的范疇。 特種陶瓷：隨著科學技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了含有少量粘土等天然原料，甚至不含天然原料，而由化工原料和合成礦物，甚至是非硅酸鹽、非氧化物原料，經(jīng)過與傳統(tǒng)陶瓷類似的配料、粉磨（混合）、成型和燒成等工序制成的制品，如氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、

3、壓電陶瓷、金屬陶瓷等。也稱為：“現(xiàn)代陶瓷”。1.1.2 陶瓷的分類/sundae_meng 傳統(tǒng)概念：是以粘土、長石、石英等天然原料為主要原料， 陶瓷制品種類繁多，目前國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的分類方法。較普遍的分類方法有兩種，一是根據(jù)陶瓷的概念和用途分類；二是根據(jù)陶瓷的基本物理性能（如吸水率、透明性、色澤等）分類。 （1）按陶瓷的概念和用途分類 按這種分類方法可將陶瓷制品分為兩大類，即普通陶瓷和特種陶瓷。 普通陶瓷即傳統(tǒng)陶瓷：根據(jù)傳統(tǒng)陶瓷使用領(lǐng)域不同，又可分為日用陶瓷、藝術(shù)陶瓷、建筑衛(wèi)生陶瓷和工業(yè)陶瓷等。 日用陶瓷：如餐具、茶具、缸、壇、盆、罐等； 藝術(shù)陶瓷：如花瓶、雕塑品、陳設(shè)品等； 建筑衛(wèi)生陶瓷：

4、如衛(wèi)生潔具、墻地磚、排水管等； 工業(yè)陶瓷：如化工用陶瓷、化學瓷、電瓷等。 特種陶瓷：分為高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷、生物陶瓷和原子能陶瓷。高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，如氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等；功能陶瓷，如敏感陶瓷、導(dǎo)電陶瓷、超導(dǎo)陶瓷、鐵電陶瓷等。/sundae_meng 陶瓷制品種類繁多，目前國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的分類方法。較普 （2）按陶瓷的基本物理性能分類 按這種分類方法可將陶瓷制品分為陶器、炻器和瓷器，表1-1列出了陶器、炻器和瓷器的基本特征和性質(zhì)。表1-1 陶器、炻器和瓷器的基本特征和性質(zhì)類別 種類 性質(zhì)、特征 用途舉例 吸水率（%） 相對密度 顏色 陶器 粗陶器 1120 1.52

5、.0 黃、紅、青、黑 磚、瓦、盆、罐等 普通陶器 614 2.02.4 黃、紅、灰 日用器皿 精陶器 412 2.12.4 白色或淺色 日用器皿、內(nèi)墻磚、陳設(shè)品等 炻器 粗炻器 03 1.32.4 乳黃、淺褐、紫色白色或淺色 日用器皿、建筑外墻磚、陳設(shè)品等 細炻器 瓷器 普通瓷器 01 2.42.6 白色或淺色 日用器皿、衛(wèi)生潔具、地磚、電瓷、化學瓷等 特種瓷器 2.6 高頻和超高頻絕緣材料、磁性材料、耐高溫和高強度材料、其它功能材料等 /sundae_meng （2）按陶瓷的基本物理性能分類 類別 種類 性質(zhì)、特征 1.2陶瓷工藝技術(shù)的內(nèi)容及陶瓷生產(chǎn)工藝 陶瓷工藝技術(shù)的內(nèi)容：包括由陶瓷原材料

6、到制成陶瓷制品的整個工藝過程中的技術(shù)及其基本原理。隨著陶瓷生產(chǎn)技術(shù)的進步，陶瓷工藝技術(shù)作為一門應(yīng)用科學，也廣泛匯集了生產(chǎn)經(jīng)驗和科學技術(shù)理論，而逐步得到發(fā)展。 陶瓷制品的基本生產(chǎn)工藝過程有：原料選定（進廠）、配料、坯釉料制備、成型、干燥、施釉、燒成等工序。 從整個陶瓷工業(yè)制造工藝技術(shù)的內(nèi)容來分析，它的錯綜復(fù)雜與牽涉之廣，顯然不是僅用無機化學的理論所能概括的。因此，學習陶瓷工藝技術(shù)首先應(yīng)學好基礎(chǔ)科學和專業(yè)基礎(chǔ)課程，廣泛吸收新的理論知識、新的科學技術(shù)和先進經(jīng)驗。同時更重要的是要重視在生產(chǎn)一線的實習、實踐環(huán)節(jié)。在學習陶瓷工藝技術(shù)前要通過參觀認識實習，對陶瓷生產(chǎn)工藝有一個基本認識。/sundae_men

7、g 1.2陶瓷工藝技術(shù)的內(nèi)容及陶瓷生產(chǎn)工藝http:/www 圖1-1、圖1-2、圖1-3、圖1-4分別示出了日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、施釉墻地磚和無釉墻地磚的基本生產(chǎn)工藝流程。由于各廠或各地區(qū)使用的原料特性和設(shè)備有差異，所以，這些陶瓷制品的生產(chǎn)工藝也會略有不同。只有在掌握了生產(chǎn)工藝技術(shù)和基本原理，并在實際工作中勤于實踐后，自身的工藝技術(shù)水平才能不斷提高，才能真正掌握本廠或本地區(qū)陶瓷原材料的特性和陶瓷生產(chǎn)工藝技術(shù)，解決陶瓷生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的由各種因素引起的實際工藝問題。/sundae_meng 圖1-1、圖1-2、圖1-3、圖1-4分別示出了日用瘠性原料塑性、半塑性原料精 選稱量配料球 磨過篩除鐵調(diào)漿

8、池壓濾脫水陳 腐粗精練泥成 型干 燥修坯及檢查施 釉電解質(zhì)水白坯檢查燒 成白瓷檢查釉上裝飾釉、彩燒彩瓷檢查包裝入庫釉用原料電解質(zhì)球 磨過篩除鐵調(diào)制池過篩除鐵調(diào)制桶水CMC燃料圖1-1 日用陶瓷生產(chǎn)工藝流程/sundae_meng瘠性原料塑性、半精 選稱量配料球 磨過篩除鐵調(diào)漿池壓濾脫瘠性原料半塑性原料稱量配料球 磨少量電解質(zhì)水過篩除鐵調(diào)制池容積配料過篩除鐵精制池恒溫泥漿缸成 型干 燥打磨修整塑性原料精 選稱量配料高速攪拌池過篩除鐵調(diào)制池青坯檢驗施 釉釉用原料 電解質(zhì)球 磨過篩除鐵調(diào)制桶白坯檢驗燒 成成瓷檢驗包裝入庫水CMC調(diào)制池過篩除鐵燃 料瓷件整修梭式窯補 修電解質(zhì)圖1-2 衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)工藝

9、流程/sundae_meng瘠性原料半塑性原料稱量配料球 磨少量電解質(zhì)水過篩除鐵調(diào)制池容瘠性原料塑料半塑原料配 料球 磨水電解質(zhì)過 篩泥漿攪拌噴干制粉料倉陳腐壓制成型釉用原料配 料球 磨 干 燥素 燒過篩除鐵釉漿攪拌水電解質(zhì)施 釉燒 成包裝入庫檢 選檢 選二次燒成一次燒成圖1-3施釉墻地磚生產(chǎn)工藝流程圖（濕法）注： 對尺寸小于100mm的施釉馬賽克，檢選后，要經(jīng)過粘貼工序后，包裝入庫/sundae_meng瘠性原料塑料半塑原料配 料球 磨水電解質(zhì)過 篩泥漿攪拌噴瘠性原料塑性、半塑性原料配 料球 磨過篩除鐵泥漿攪拌噴干制粉料倉陳腐壓制成型 干 燥燒 燒包裝入庫圖1-4 無釉墻地磚生產(chǎn)工藝流程圖（

10、濕法）注： 無釉墻地磚有的為了防止污染表面施一層薄透明釉； 無釉墻地磚燒成后有的經(jīng)過拋光工序，有的不經(jīng)過拋光工序，而是經(jīng)過修邊，倒角后檢選，包裝入庫噴干制粉料倉陳腐坯料泥漿色 料球 磨工作罐攪拌混 合修 邊拋 光倒 角檢 選/sundae_meng瘠性原料塑性、半塑性原料配 料球 磨過篩除鐵泥漿攪拌噴干制 1.3陶瓷工業(yè)發(fā)展及其在國民經(jīng)濟中的地位 1.3.1陶瓷工業(yè)的發(fā)展 中國的陶瓷生產(chǎn)有著悠久的歷史和光輝的成就，對世界文化的交流與發(fā)展有著重大影響，但1949年前中國半殖民地、半封建社會束縛和限制了它的發(fā)展和提高。 從上世紀80年代初開始，建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)跨入了第二個持續(xù)高速發(fā)展的輝煌時期。由

11、于人民群眾的生活水平迅速提高，對建筑衛(wèi)生陶瓷的需求量猛增。同時由于建筑衛(wèi)生陶瓷的百元產(chǎn)值利稅率高達35%，甚至高達40%以上，吸引了國營、集體、私人以及外商爭相投資建設(shè)建筑衛(wèi)生陶瓷企業(yè)，大、中、小廠如雨后春筍般興起，遍布全國。 在生產(chǎn)發(fā)展的同時，國家對陶瓷科學研究和技術(shù)隊伍的培養(yǎng)十分重視，國內(nèi)許多高等院校和中專學校設(shè)置了硅酸鹽、陶瓷專業(yè)或無機非金屬材料專業(yè)，保證了技術(shù)力量的成長，使陶瓷生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量由落后進入到世界先進行列。/sundae_meng 1.3陶瓷工業(yè)發(fā)展及其在國民經(jīng)濟中的地位http:/ 19501960年期間，建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)重大的技術(shù)進步有： 東北技術(shù)研究室自己設(shè)計和施工

12、，建成了國內(nèi)第一條以發(fā)生爐煤氣為燃料，燒成衛(wèi)生陶瓷的大型隧道窯。該窯的設(shè)計具有當時的世界先進水平。同時還設(shè)計建成了隧道式干燥器。 1954年研究成功半瓷質(zhì)衛(wèi)生陶瓷器，用以取代陶質(zhì)衛(wèi)生器，顯著改善了產(chǎn)品性能，提高了燒成成品率。 用濕法修坯取代干法修坯；原料干法粉碎改為濕法粉碎；成型車間采用蒸汽管網(wǎng)取代地坑采暖。其結(jié)果是顯著改善了操作環(huán)境、降低了車間粉塵量、提高了生產(chǎn)效率。 南方采用煤代松柴燒窯成功，北方煤燒窯則改進了操作方法，顯著縮短了燒成周期、降低了燃耗，且提高了產(chǎn)品質(zhì)量。 1956年研究成功衛(wèi)生瓷錫乳濁釉取代了透明釉，顯著提高了產(chǎn)品釉面白度。研制成功了一系列高溫色料，并于1960年研究成功各

13、種彩釉衛(wèi)生陶瓷，投入大量生產(chǎn)。/sundae_meng 19501960年期間，建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)重大的技術(shù) 19611978年期間主要有： 衛(wèi)生陶瓷成型采用高位槽注漿取代人工抱桶注漿，隨后又改進為管道壓力注漿和真空回漿，減輕了工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率和坯體質(zhì)量。 1974年改進衛(wèi)生瓷石膏模結(jié)構(gòu)。坐便器模型由8塊簡化為4塊，蹲便器改為一次成型，顯著提高了勞動生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。 1964年，在國家支持下，研究院和設(shè)計院與唐山陶瓷廠合作，開展了“衛(wèi)生陶瓷樣板生產(chǎn)線”的科研項目。內(nèi)容包括坯釉料的改進、原料制備工藝線的改進、洗面器注漿成型聯(lián)動線、吊籃輸送隧道式干燥器干燥工藝線、靜電噴釉、釉

14、燒隔焰隧道窯等整套生產(chǎn)工藝與設(shè)備的研究、設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試及投產(chǎn)。上述項目除聯(lián)動注漿線和靜電噴釉兩項外，其他各項都取得圓滿成功，大大推進了全國衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)技術(shù)的進步。從實現(xiàn)注漿機械化、自動化來說，注漿聯(lián)動線是成功的，但它是完全模仿手工操作來實現(xiàn)/sundae_meng 19611978年期間主要有：http:/www機械化和自動化的，沒有改革工藝，因此存在設(shè)備占地面積大、生產(chǎn)效率不高的缺點。此后進行立式澆注成型的研究，取得成功，并在全國推廣。靜電噴釉的研究也取得了階段性成果，但其研究工作未能繼續(xù)。 20世紀60年代末開展了噴霧干燥工藝及設(shè)備的研究、試驗、定型化和系列化生產(chǎn)，并開始研究內(nèi)墻磚

15、高遮蓋力乳濁釉。到70年代后期，硼鋯熔塊乳濁釉基本上取代了鉛熔塊透明釉，使內(nèi)墻磚白度由78提高到86度以上，因此擴大了坯用原料的范圍。 在消化吸收國外設(shè)備的基礎(chǔ)上，國內(nèi)研制的自動施釉線投入生產(chǎn)，絲網(wǎng)印花技術(shù)也得到了應(yīng)用，大大提高了釉面內(nèi)墻磚的質(zhì)量，擴大了花色品種。 20世紀70年代初，研制成功了半隔焰式隧道窯，磚坯裸裝燒成，燃耗降低了25%30%。從1973年開始，大小不等的各式輥道窯相繼研制成功，并逐步推廣應(yīng)用。自20世紀70年代中期開始，先后開展了墻地磚和衛(wèi)生陶瓷的低溫快燒以及釉面內(nèi)墻磚一次燒成的研究，研究成了硅灰石、透輝石、葉蠟石、磷渣、煤矸石等為主體的釉面磚。/sundae_meng機

16、械化和自動化的，沒有改革工藝，因此存在設(shè)備占地面積大、生產(chǎn) 20世紀80年代初以來，國內(nèi)建筑衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)技術(shù)裝備突飛猛進，大量引進了國外最先進的技術(shù)裝備。從1975年個別企業(yè)少量引進單機后，1983年開始引進整條墻地磚生產(chǎn)線，到目前，大約有400多家企業(yè)引進了墻地磚生產(chǎn)線或關(guān)鍵設(shè)備，各類壓機有2000多臺，輥道窯400余座。衛(wèi)生陶瓷技術(shù)裝備的引進始于20世紀80年代中，90年代達到高潮。共計有50多個衛(wèi)生陶瓷企業(yè)引進了生產(chǎn)線或關(guān)鍵設(shè)備。單從技術(shù)裝備來講，這些企業(yè)已實現(xiàn)了現(xiàn)代化。 先進技術(shù)裝備的廣泛應(yīng)用，推進了生產(chǎn)技術(shù)的全面革新。其要點是： 墻地磚的低溫、快燒或低溫快燒二次或一次燒成新工藝；墻地

17、磚坯料大型球磨機（20t）和連續(xù)式球磨工藝； 噴霧干燥制粉工藝；干法制粉工藝；衛(wèi)生陶瓷的原料單獨粉磨和漿料容積配料工藝； 墻地磚的大噸位全自動液壓機成型、擠塑成型、可塑輥壓成型、注漿成型、坯-釉一次干壓成型等新工藝。/sundae_meng 20世紀80年代初以來，國內(nèi)建筑衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)技術(shù)裝備 衛(wèi)生陶瓷的組合式燒注、低壓快排水澆注、中壓注漿、高壓注漿等新工藝； 墻地磚的熱風立式、臥式（吊籃）、輥道式快速干燥工藝；衛(wèi)生陶瓷的恒溫恒濕干燥系統(tǒng)、電腦自控干燥曲線的室式干燥系統(tǒng)、紅外-熱風快速干燥系統(tǒng)、微波-熱風快速干燥系統(tǒng)等新工藝； 墻地磚的多功能自動施釉線、干法施釉線； 衛(wèi)生陶瓷的示教式機械手噴釉

18、系統(tǒng)、靜電噴釉系統(tǒng)等新工藝；墻地磚的寬斷面輥道窯快燒工藝、低溫素燒高溫釉燒工藝； 釉面內(nèi)墻磚的一次燒成工藝；衛(wèi)生陶瓷的寬斷面隧道窯裸裝快燒和梭式窯重燒工藝。 1.3.2陶瓷工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位 陶瓷工業(yè)在國民經(jīng)濟中占著極其重要的地位。陶瓷材料和金屬材料、有機高分子材料并列為當代三大材料。/sundae_meng 衛(wèi)生陶瓷的組合式燒注、低壓快排水澆注、中壓注漿、高壓 首先，陶瓷是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚娜沼闷?。日用陶瓷、建筑衛(wèi)生陶瓷在人們?nèi)粘Ｉ詈徒ㄖI(yè)中大量使用。陶瓷器是中國的偉大發(fā)明之一，在國際上享有很高的聲譽，在對外交往中，瓷器常作為中國的傳統(tǒng)禮品與各國交流。陶瓷制品，包括美術(shù)陳設(shè)瓷、日用陶瓷和建筑衛(wèi)生陶瓷作為傳統(tǒng)產(chǎn)品，在對外貿(mào)易中占有一定的地位。陶瓷工業(yè)是國民經(jīng)濟中不可忽視的產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟中