陶瓷制作的原料.doc

陶瓷制作的原料，性状，作用：
陶瓷的原料

釉： 高温釉、低温釉、有色釉、无色釉（透明）……
泥： 陶泥、瓷泥、粗泥、细泥……
火---- 泥的重生
泥---- 泥性的语言
中国的陶瓷工艺具有精湛的制作艺术和悠久的历史传统，在世界上都是少见的，永远值得我们后人敬佩、学习和引以自豪。凡是用陶土和瓷土这两种不同性质的粘土为原料，经过配料、成形、干燥、焙烧等工艺流程制成的器物，都可以叫陶瓷。而陶和瓷的最主要区别在于气孔率。制作陶瓷的原料种类很多，不只有陶和瓷的分别，各种陶和瓷的原料又有多种不同的性能和特点、质地、色彩都不尽相同。最主要的是陶土和瓷土、釉料等。
主要原料分成可塑性原料、非可塑性原料及溶剂原料三大类。
作为可塑性陶瓷原料的粘土，可用于陶瓷坯体、釉色、色料等配方。如我国许多瓷区采用工艺性能良好的高岭土生产的细瓷产品，成为国际市场的畅销产品。

陶土——岩石风化后沉积下来的黏土。

其可塑性较好，但含铁（杂质）较多，
耐火度较低烧结后呈铁红色或浅咖啡色，硬度较低。

石英在地球上储量多，在陶瓷工业中属于非可塑性陶瓷原料，可用于陶瓷产品的坯体、釉料等配方。石英的化学成分主要是二氧化硅。石英是陶瓷坯体中的主要原料，它可以降低陶瓷泥料的可塑性，减小坯体的干燥收缩，缩短干燥时间，防止坯体变形。在烧成中，石英的加热膨胀可以部分抵消坯体的收缩；高温时石英成为坯体的骨架，与氧化铝共同生成莫来石，能够防止坯体发生软化变形；石英还能提高瓷器的白度与半透明度。高石英瓷即是近年来出现的高档瓷器产品。石英在釉料中能够提高釉的熔融温度与粘度，减少釉的膨胀系数，也能够提高釉的机械强度、硬度、耐磨性与耐化学腐蚀性。此外石英在建筑卫生陶瓷与各类耐火材料中也有很大的使用。
熔剂原料：通常指能够降低陶瓷坯釉烧成温度，促进产品烧结的原料。陶瓷工业常用的熔剂原料有长石（钾长石、钠长石）、方解石、白云石、滑石、萤石、含锂矿物等。烧成前长石属于非可塑性原料，可以减少坯体收缩与变形，提高干坯强度。长石是坯釉的熔剂原料，在坯体中占有25％含量；在釉料中占50％的含量。长石的主要作用是降低烧成温度；在烧成中长石熔融玻璃可以充填坯体颗粒间空隙，并能促进熔融其他矿物原料；长石原料还可以使坯体质地致密，提高了陶瓷制品的机械强度、电气性能与半透明度。在各种陶瓷产品中，长石是一种不可缺少的常用的陶瓷原料。
碳酸盐类熔剂原料：作为主要的陶瓷熔剂原料，碳酸盐类熔剂原料品种非常多。它们有碳酸钙、方解石、大理石、白云石、菱镁矿（碳酸镁）、石灰岩等。碳酸盐类熔剂原料的主要成分碳酸钙在陶瓷坯釉料中主要是发挥熔剂作用。尤其在陶瓷面砖中，使用石灰石、方解石、大理石，其用量在5－15％之间。用于釉料中可以增加釉的硬度与耐磨度；增加釉的抗腐蚀性；降低釉的高温粘度与增加釉的光泽度等优点。碳酸盐类熔剂原料在建筑卫生陶瓷产品中使用很多。
镁硅酸盐类原料：该类原料主要有滑石、蛇纹石及镁橄榄石。滑石在陶瓷工业中用途范围很广，可以生产白度高、透明度好的高档日用陶瓷产品，电瓷及特种陶瓷制品。建筑卫生陶瓷坯料中加入滑石后，可以降低烧成温度，扩大烧成范围，提高产品的半透明与热稳定性。滑石加入到釉料中时，能够防止釉面的开裂，增加釉料的乳浊性。并能扩大釉料的烧成范围，提高成品率。近年来，我国建筑卫生陶瓷行业还采用部分动物骨灰，用于生产新型乳烛釉料，取得成功，实际上动物骨灰也属于磷硅酸盐种类。
此外还有广东的萤石、霞石、锆石英，新疆的含锂矿物，东北地区的透辉石，遍布全国许多地区的硅灰石及磷酸盐类原料等，在我国的储量均非常丰富，许多原料可供使用上千年或上万年。
众所周知，原料是发展陶瓷工业最基础的物质条件。在我国陶瓷行业大江南北各地陶瓷厂都有“原料是基础，烧成是关键”的名谚。因此充分了解各种陶瓷原料的工艺性能，并且使陶瓷原料在加工利用过程中的各项工作来满足这些工艺性能要求是非常重要的。
新型陶瓷原料的具体介绍
1、氧化物原料
a、 氧化铝：它是新型陶瓷制品中使用最为广泛的原料之一，具有一系列优良性能。此外,它也是高温耐火材料、磨料、磨具、激光材料及氧化铝宝石等的重要原料。
b、 氧化锆：它是高温结构陶瓷、电子陶瓷和耐火材料的重要原料。
c、 二氧化钛：它是制造电容器陶瓷、热敏陶瓷和压电陶瓷等制品的重要原料。
d、 氧化铍:它是高导热性新型陶瓷的重要原料。
e、 三氧化二铁：它是强磁性材料的重要原料。
f、 二氧化锡：广泛用于电子陶瓷中。
g、 氧化锌：它可以使陶瓷材料的机械和电性能得到改善。
h、 氧化镍：应用于热敏陶瓷中。
i、 氧化铅：在新型陶瓷中主要用作合成PbTiO3、Pb(Zr、Ti)O3以及Pb(Mg1/3、Nb2/3)O3的主要原料。
j、 五氧化二铌：在电子陶瓷工业中它用途很广，如用作制造铌镁酸铅低温烧结独石电容器，铌酸锂单晶等的主要原料，同时还可作为改性添加剂。
k、 锰的氧化物：如制作湿度传感器、过热保护器等。
l、 氧化铬：用作气敏元件、气体警报器的配料中。
m、 氧化钴：应用于聚光材料等方面。
2、复合氧化物原料
a、 钛酸盐：主要有BaTiO3、SrTiO3、CaTiO3、MgTiO3和PbTiO3等。BaTiO3是压电、铁电陶瓷的重要原料。
b、 锆酸盐：主要有BaZrO3和SrZrO3等。应用于磁芯、振荡器等。
c、 锡酸盐：主要有BaSnO3、CaSnO3、InSnO3、CaSnO3、NiSnO3和PbSnO3，如CaSnO3用作于电容器中。
d、 铌酸盐：主要有LiNbO3和KnbO3。
e、 锑酸盐：主要有BaSb2O6、PbSb2O6和MgSb2O6等。
f、 铝酸盐:主要有MgAl2O4。
g、 铝硅酸盐：主要有3Al2O3o2SiO2。
3、稀土氧化物原料，如：Yb2O3、Tu2O3、Nd2O3、Ce2O3、La2O3等。
4、非氧化物原料
a、碳化物
（1） 碳化钛：做刀具等。
（2） 碳化硼：它是金属陶瓷、轴承、车刀等的制作材料。
（3） 碳化硅：利用SiC具有导电性，可用以制造高温电炉用的电热材料及半导体材料。碳化硅的硬度高，耐磨性能好，研磨性能好，并有抗热冲击性，抗氧化等性能，是非常重要的研磨材料。还可用来作为火箱发动机尾喷管和燃烧室的材料，以及高温作业下的涡轮机主动轮、轴承和叶片等零件。
b、 氮化物
（1） 氮化硼：它的耐热性、耐热冲击和高温强度都很高，而且能加工成各种形状，因此被广泛用作各种熔融体的加工材料。氮化硼的粉末和制品有良好的润滑性，可作金属和陶瓷的填料，制成轴承。另外它是陶瓷材料中比重最小的材料，因此作飞行和结构材料是非常有利的。
（2） 氮化铝：它具有优良的电绝缘性和介电性。
（3） 氮化硅：它的制品能耐各种非金属溶液的侵蚀，可以用作坩锅、热电偶保护管、炉材、金属熔炼炉或热处理的内衬材料。它又是绝缘体和介电体，能应用于集成电路中，此外，氮化硅的硬度高，可以用作研磨材料，它的耐热冲击大，是制造火箭喷嘴和透平叶片的合适材料。
c、 硼化物
(1) 硼化锆：以硼化锆为基的耐火材料，可以抵抗融熔锡、铅、铜、铝等金属的侵蚀，所以可作为冶炼各种金属的铸模、坩埚、盘器等。ZrB12具有较好的热稳定性，用它制成的连续测温热电偶套管，可在熔融的铁水中使用10-15小时，在熔融的钢水中(1700℃)连续使用数小时，在熔融的黄铜和紫铜中使用100小时。
d、 硅化物
如二硅化钼，可以在空气中温度达1700℃时继续使用数千小时，因此在超音速飞机、火箭、导弹、原子能工业中都有广泛的用途
陶艺的成型工艺过程及成型特点：
成型 ： 泥——→ 揉泥——→ 各种成型法 ——→ 修坯——→ 晾坯（干燥）——→施釉 ——→ 装窑烧制
简单制陶工具

泥条盘筑成型
概念：泥条盘筑成型是最古老的一种成型手段，远在新时期时代的陶器就采用此方法成型。泥条盘筑成型是将泥料搓成均匀的圆条，在根据所需形体造型一层层叠加或用一根长泥条作螺旋形向上盘旋筑造成型的一种技巧。
1.将泥块搓成均匀的泥条。
2.将泥条盘卷成圆饼状，并用拍板将泥条拍实，使它们之间相互结合紧密。
3.在层层向上盘筑时，可将内外抹平，也可以一层一层向下按压，使泥条之间结合紧密又保留一些手工痕迹和肌理。
4.在盘筑到一定高度时可以将其弯曲，筑造自己想要的形体。
5.注意在盘筑一定高度时，会因底部未干容易倒塌，这时我们应该将泥条接口处用塑料袋包扎紧，保持接口处的湿度，待底足干燥到一定强度后在继续盘筑。
6.掌握好盘筑的重心，可以盘筑多种变化的造型形体。

泥条盘筑是泥条相叠加、挤压、磊筑而成型的。
它是陶艺成型手段中最基本的方式手段之一。
它是人类从事陶瓷成型最早的手段之一，我
们可以从远古的彩陶、陶器，甚至陶塑明显
看到盘筑的痕迹。这种手法沿用至今
它有顽强的生命力。
2.1.1泥条盘筑法的概念

泥条盘筑法是用黏土泥条或泥绳制作器皿的
一种技巧。

（1）将卷曲的黏土捏成粗的泥条。
（2）在一个多孔且不沾的面板上用手搓泥条要确认泥条被彻底搓圆， 因为只有这样才能保证形成器皿的泥条是圆的而不是扁的或椭圆形的。要保持泥条的均匀厚度，使它们能顺利制成一件作品。

（3）可以用你的手指把泥条与底座牢牢地捏合在一起。如果可能，
应在转台和木板上做这些，用另一只手在一旁扶者坯壁以防止器
皿的形状向外扩展。

（4）要保证在内壁把每根泥条捏合在一起，并使其光滑，这一点很重要。如果需要外表也光滑，那么就应在器皿的外面把泥条衔接好。

（7）相反，如果器皿的行政是向内收缩的，那么每一根连续的泥条应放
在前一根泥条靠里边一点的地方。
（8）泥条也可以同时形成器皿的结构和装饰，图中的软泥条就被做成波
浪形状的装饰图案，这是需要在器皿的内部将泥条密封抹平。在运
用泥条进行装饰时，要特别注意内部的密封，否则在泥坯干燥后或
烧制时，器皿会有裂缝或完全破裂。

泥板成型是现代陶艺中最为常用的成型方法一，它制作便利，即便于表现棱角转折清晰的几何型，甚至一些同心圆的造型，如宜兴紫砂器皿的很多造型都是用泥板成型或用泥板拍打成型来制作的。同时又可以做一些转折自由，形体比较复杂的造型，如现代陶艺里面一些雕塑作品，因此这种成型方法具有很好的成型自由度，便于现代陶艺多元的表现方法。
泥板成型 —— 就是将泥块通过人工或压泥机滚压成板，然后用这些泥板来进行塑造。
泥板成型的方法：
1.拍打法：用手掌或木板、木棒等工具，拍打泥块，使其成为板状形态。也可以在木板、木棒上包 裹 不 同 的 材 料。如：麻 布、线、铁 丝 等，就 会 产生 不 同的 肌 理，具有丰富的表面形态。缺点是：不适合制作较大的泥板。
2.擀压法：
利用圆形木棒或钢管，擀压泥块，还可以利用不同厚薄的木条作厚薄标尺，做到泥板的均匀厚度。擀压法的转压力量较大，可以制作较大的泥板。
3切片法：
先将泥块打成长的矩形泥块，利用切割线把泥块切成片状，因切割线不容易拉直所以泥块不容易拉平，只适合切割条状泥片。优点是：制作比较简单、快速。缺点：不适合制作较宽、较大的泥片。
（三）泥板成型的种类：
1.泥板卷制成型：
泥板卷制成型，就是将泥板用一定的支撑物卷制成型。一般可以制作圆柱形，方柱形等规则的几何体，也可以制作一些不规则的造型，如：人物、动物雕塑等。（钧瓷艺人张大强的陶艺动物作品等，都是采用这种方法）。制作工艺要点
：利用泥板有湿度的时候比较软，可以像布一样随意做造型，但制作大一点的造型就会容易倒塌，这时我们可以用泡沫、纸等作支撑，等泥坯干燥到一定程度再将支撑物拿出。
2.泥板镶接成型：泥板镶接成型，是将擀好的泥板，切割成所需形状等干燥到一定的程度，
一较好的站立性为标准，较大的造型泥板的厚度也相应的加厚一些。要注意，镶接的泥板一定要湿度一致，否则容易开裂，解决泥板干湿一致的方法是：把所有压制好的泥板摊干到一定的程度时，全部垒叠到一起，
让它们之间的水分渗透均匀，达到干湿一致。制作工艺要点由于泥板镶接成型是在泥板干燥到一定程度后进行制作的，不容易粘接紧，所以关键是要处理好接口。
一定在泥板接口处用锯条刮毛，在刮毛的接口上涂上泥浆，还要把接口处成一定的斜度，以增加接口的强度，防止烧成开裂。
石膏模具成型：
利用石膏加水后可以凝固，在这种材料干燥后有较好的吸水功能。在陶艺创作中，利用石膏做模具，可以很快将泥料、泥浆里的水分吸收，使泥料、泥浆硬化、干燥而成型。
特点：便于复制，对造型复杂的纹饰和异形的造型来说，石膏模具的成型方式尤为方便。
石膏模具成型的种类：
1.模具印坯成型：准备好的印坯模具根据造型的大小尺度，打制泥片，把泥片放入石膏模具中。用手指把泥巴按实，并把坯体需要粘接的接口略高一些，并在接口楚打毛涂上泥浆。把两片模具合上并压实，待坯体到达一定干燥程度时打开模具。把接口修平，压实。
优点：烧成收缩小，可以制作大件的作品，不易倒塌变形。
模具注浆成型：
把准备好的模具捆扎好。
把泥浆注入模具内，待泥浆在模具内壁吸附到一定厚度时，把模具内多余的泥浆倒出，吸附泥浆的厚薄就是坯体的厚度，坯体厚度根据器皿大小而定。把倒完泥浆的模具反扣，这样可以保证坯体内壁平滑。待模具内的坯体干
燥到可以站立的强度时，把模具打开，取出坯体，修整坯体。
拉坯成型拉坯成型是最为广泛应用也是最方便的一种成型方法，拉坯成型是陶瓷历史上一个重大的革命，
不仅提高了工作效率，而且制作的器物更加完美和精致。拉坯成型是在快速转动的轮子上，将手探进柔软的黏土中，借助螺旋运动的惯性，让黏土向外扩展，向上推升，形成环形的坯体的过程。拉坯成型法，主要制作一些同心圆的造型。如：碗、盘子、罐子等。但现代陶艺则通过对拉坯成型的作品进行扭曲、镂空、
挤压之后在进行拼合，创造出新的富有特色的作品。
（二）制作工艺要点：
1.准备好泥料
2.重心定稳，不晃动。
3.先拉直筒，再进行造型的扩大或缩小。
（三）成型特点：
拉坯成型制作出来的造型，挺拔、规整。但它是一种技术较强的成型工艺，对泥性干湿、轮子转速的快慢以及手的动作的运用等，都有较高的技术要求，对于初学者来说，要经过相当长的时间进行训练，才能掌握这种成型技术泥条盘筑表现为谨性、敦厚性和朴实感。通过实践我们可以明显感觉到它是一种理性的方式由不得作者情感的肆意渲泄。条盘筑成型法，往往形体造型的宽容度大，便于塑造比较复杂的形体，它不仅可以塑造异形的造型，还能塑造一些扭动和弯曲的造型。
陶艺的烧结工艺及过程:
陶瓷的烧结原理及工艺
1.烧结通常是指在高温作用下粉粒集合体（坯体）表面积减少，气孔率降低、致密度提高、颗粒间接触面积加大以及机械强度提高的过程。
2.陶瓷的烧结可以分为气相烧结、固相烧结、液相烧结
若物质的蒸汽压较高，以气相传质为主，叫做气相烧结；
若物质的蒸汽压较低，烧结以固相扩散为主，叫固相烧结；
有些物质因杂质存在或人为添加物在烧结过程中有液相出现，称为液相烧结；
3.烧结过程中的物质的传递即传质过程，包括：（1）蒸发和凝聚；（2）扩散；（3）粘性流动；
（4）塑性流变；（5）溶解和沉淀
a、气相传质（气相烧结）……公式要记住
气相烧结中的传质过程主要是蒸发和凝聚
b、固相传质（固相烧结）………….. 公式要记住
目前公认的机制有（1）扩散机制；（2）粘滞性流动和塑性流变
c、液相传质（液相烧结）
sl0=V lngs2
s0rRT
s与s0分别为颗粒和大块物质的溶解度；
sl为液固表面张力；g
V0为摩尔体积；r为颗粒半径
液相烧结可以分成三个阶段:
(1)在成形体中形成具有流动性的液相，并在表面张力的作用下，使固体颗粒以更紧密方式重新排列的粘滞流动过程，称为重排过程；
(2)通过颗粒向液相中溶解和重新淀析而发生致密度增大的阶段，称为溶解与沉淀过程；
(3)液相的重新结晶和颗粒长大，最终形成固相陶瓷-凝结过程
二、影响烧结的因素
烧结时间,颗粒半径,气泡和晶界,杂质及添加剂
烧结促进剂、烧结阻滞剂、反应接触剂或矿化剂,烧结气氛
氧化性气氛、中性气氛、还原性气氛
陶瓷的烧结方法
1、根据烧结时是否有外界加压可以将烧结方法分为常压烧结和压力烧结
常压烧结又称为普通烧结，指在通常的大气条件下无须加压进行烧结的方法（传统陶瓷大都在隧道窑中进行烧结，而特种陶瓷大都在电窑中烧成）
压力烧结可以分为热压烧结和热等静压烧结
a、热压烧结是指在粉体加热时进行加压，以增大粉体颗粒间的接触应力，加大致
密化的动力，使颗粒通过塑性流动进行重新排列，改善堆积状况。
b、热等静压烧结工艺是将粉体压坯或将装入包套的粉料放入高压容器中，在高温
和均衡的气体压力作用下，将其烧结为致密的陶瓷体。
2、根据烧结时是否有气氛可以将烧结方法分为普通烧结和气氛烧结
3、根据烧结时坯体内部的状态可以分为气相烧结、固相烧结、液相烧结、活化烧结,反
应烧结
反应烧结是通过多孔坯件同气相或液相发生反应，使坯体的质量增加、气孔率减少并烧结成具有一定强度和尺寸精度的成品的一种烧结工艺
陶瓷烧结后的处理
一、陶瓷表面的施釉
所谓的施釉是指通过高温方式，在瓷件表面烧附一层玻璃状物质使其表面具有光亮、美观、致密、绝缘、不吸水、不透水及化学稳定性等优良性能的一种工艺方法
二、陶瓷的加工
磨削加工、激光加工、超声波加工

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