陶瓷材料

2020/4/271陶瓷材料第一节概述一、陶瓷材料的特点1、陶瓷材料的相组成特点2、陶瓷材料的结合键特点3、陶瓷材料的性能特点4、陶瓷材料的工艺特点二、陶瓷材料的分类1、按化学成分分类2、按使用的原材料分类第二节常用工业陶瓷一、普通陶瓷二、特种陶瓷2020/4/272工程材料有各种不同的分类方法，比较科学的方法是根据材料的本性或材料结合键的性质进行分类。一般将工程材料分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料四大类。陶瓷材料是除金属和高聚物以外的无机非金属材料通称，是不含碳氢氧结合的化合物，主要是金属氧化物和金属非氧化物。由于大部分无机非金属材料含有硅和其它元素的化合物，所以又叫作硅酸盐材料。工业上应用的典型的传统陶瓷产品如陶瓷器、玻璃、水泥等，现在又出现了许多性能优良的新型陶瓷。第一节概述什么是陶瓷材料？2020/4/273一、陶瓷材料的特点陶瓷材料通常由三种不同的相组成，即晶相(1)、玻璃相(2)和气相(3)[气孔]。1、陶瓷材料的相组成特点：2020/4/274料致密度、降低烧结温度和抑制晶粒长大。气相是在工艺过程中形成并保留下来的。晶相是陶瓷材料中主要的组成相，决定陶瓷材料物理化学性质的主要是晶相。玻璃相的作用是充填晶粒间隙、粘结晶粒、提高材2020/4/275陶瓷材料的主要成分是氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等，因而其结合键以离子键(如Al2O3)、共价键(如Si3N4)及两者的混合键为主。共价键离子键2、陶瓷材料的结合键特点2020/4/2762020/4/2773、陶瓷材料的性能特点陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高化学稳定性，耐高温、耐氧化、耐腐蚀等特性。陶瓷材料还具有密度小、弹性模量大、耐磨损、强度高等特点。功能陶瓷还具有电、光、磁等特殊性能。韧性陶瓷硬度压痕脆性陶瓷硬度压痕周围的裂纹2020/4/2784、陶瓷材料的工艺特点陶瓷是脆性材料，大部分陶瓷是通过粉体成型和高温烧结来成形的，因此陶瓷是烧结体。烧结体也是晶粒的聚集体，有晶粒和晶界，所存在的问题是其存在一定的气孔率。Al2O3粉末的烧结组织ZrO2陶瓷中的气孔2020/4/279二、陶瓷材料的分类1、按化学成分分类可将陶瓷材料分为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷及其它化合物陶瓷。导电玻璃玻璃幕墙2020/4/27102、按使用的原材料分类可将陶瓷材料分为普通陶瓷（或传统陶瓷）和特种陶瓷（或新型陶瓷、高技术陶瓷、精细陶瓷、先进陶瓷）。普通陶瓷以天然的岩石、矿石、黏土等材料作原料。即主要为硅、铝氧化物的硅酸盐材料。特种陶瓷采用人工合成的材料作原料。主要为高熔点的氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等烧结材料。2020/4/2711第二节常用工业陶瓷一、普通陶瓷普通陶瓷是用粘土(Al2O3·2SiO2·2H2O)、长石(K2O·Al2O3·6SiO2，Na2O·Al2O3·6SiO2)和石英(SiO2)为原料，经成型、烧结而成的陶瓷。其组织中主晶相为莫来石(3Al2O3·2SiO2)，占25~30%，玻璃相占35~60%，气相占1~3%。2020/4/2712（一）、水泥：1、主要原料：粘土和石灰石2、主要设备：3、生产过程：生料研磨，高温煅烧得熟料，再加石膏研成粉末得普通硅酸盐水泥辅助原料：石膏—作用是调节水泥硬化速度4、反应原理：复杂的物理、化学变化5、主要成分：硅酸三钙(3CaO•SiO2)、硅酸二钙(2CaO•SiO2)、铝酸三钙(3CaO•Al2O3)等6、主要性能：水硬性7、主要用途：建筑、修路。水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土水泥回转窑水泥的标号2020/4/2713水泥回转窑2020/4/2714水泥的标号水泥的标号是水泥强度大小的标志，测定水泥标号的抗压强度，系指水泥砂浆硬结28天后的强度。例如检测得到28天后的抗压强度为310kg/cm2，则水泥的标号定为300号。抗压强度为300-400kg/cm2者均算为300号。普通水泥有：200、250、300、400、500、600六种标号。200号-300号的可用于一些房屋建筑。400号以上的可用于建筑较大的桥梁或厂房，以及一些重要路面和制造预制构件。2020/4/2715（二）、玻璃1、原料：纯碱、石灰石和石英2、主要设备：玻璃熔炉3、生产过程：原料粉碎，玻璃熔炉中强热，成型冷却5、主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2（Na2O•CaO•6SiO2）6、主要性能：玻璃态物质，没有固定的熔点，在一定温度范围内逐渐软化。4、反应原理：复杂的物理、化学变化，主要反应Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑高温CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑高温2020/4/2716玻璃熔炉2020/4/2717（三）、陶瓷1、主要原料：粘土2、传统生产过程：混和、成型、干燥、烧结、冷却3、反应原理：复杂的物理、化学变化4、主要成分：硅酸盐5、主要特性：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等优点。现在，景德镇的陶瓷工艺已经完全电气化了，考虑到环境保护、降低制作成本和提高成功率等方面因素，不论是仿古陶瓷、艺术瓷类，还是日用陶瓷的瓷器都在电脑的控制下用汽窑烧制而成。2020/4/2718水泥玻璃陶瓷主要原料石灰石.粘土石英.纯碱石灰石粘土主要设备回转炉玻璃熔炉陶瓷窑反应条件高温高温高温反应原理复杂的物理、化学变化Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2复杂的物理化学变化主要成分3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3Na2SiO3CaSiO3SiO2成分复杂特性水硬性玻璃态物质抗氧化.耐酸碱.腐蚀.高温.绝缘水泥、玻璃、陶瓷生产比较2020/4/2719６、陶瓷主要种类：土器：砖瓦(自然冷却，Fe2O3含量较多)(淋水冷却，Fe3O4、FeO较多)陶器：彩陶江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑瓷器：碗盘茶具收藏珍品炻器：水缸、砂锅瓷都景德镇红瓦青瓦2020/4/2720普通陶瓷加工成型性好，成本低，产量大。除日用陶瓷、瓷器外，大量用于电器、化工、建筑、纺织等工业部门。景德镇瓷器绝缘子2020/4/27212020/4/2722骨瓷是骨质瓷的简称，学名骨灰瓷，是以动物的骨粉（成份为磷酸三钙，可以增加瓷器的硬度与透光度，因为骨粉含量太大在烧制过程中容易烧裂，所以成品就贵了）、粘土、长石和石英为基本原料，经过高温素烧和低温釉烧两次烧制而成的一种瓷器。骨瓷色泽呈天然骨粉独有的自然奶白色。一般说来，原料中含有25%骨粉的瓷器则可称为骨瓷，国际公认骨粉含量要高于40％以上，质地最好的骨瓷一般含有51%的优质牛骨粉。其中骨粉成分为40%以上，器具颜色则更呈乳白色，属高档骨瓷。2020/4/2723由于用料考究、制作精细、标准严格，所以价值高于其它瓷种。骨粉的含量越高，黏土的成分就相对降低，在制作过程中就越易烧裂，在成形上需要更高的技术，增加了烧制难度，所以更加珍贵。骨质瓷在烧制过程中，对它的规整度、洁白度、透明度、热稳定性等诸项理化指标均要求极高，由此废品率很高。独特的烧制过程和骨碳的加入，使瓷土中的杂质被消除，在灯光下骨瓷显得更晶莹、白皙、细腻、通透、轻巧，极少瑕疵，并且比一般瓷器薄，在视觉上有一种特殊的清洁感，强度高于一般瓷器，是日用瓷器的两倍，不易磨损及破裂、有适度的透光性、保温。2020/4/2724实验：把四只骨瓷杯子垫在一辆劳斯莱斯车轮下，这四只晶莹的杯子竟能胜任支撑房车的重量！骨瓷餐具有个特点——容器内部一般没有图案、莹白如玉，只在外部装饰图案，部分在杯子边缘手描了２２Ｋ金边。如何选择骨瓷搭配咖啡?咖啡杯的色调相当重要。咖啡液的颜色呈琥珀色，且很清澈，所以为了将咖啡这种特色显现出来，最好是用杯内呈白色的咖啡杯，可让我们由咖啡颜色来辨别咖啡冲泡完成的情形。骨瓷产生于英国，长期以来是英国皇家和贵族的专用瓷，是目前唯一世界上公认的高档瓷种，兼有使用和艺术的双重价值，是权利和地位的象征，号称瓷器之王。现在中国，日本，德国，俄罗斯，泰国有生产。2020/4/2725骨瓷的挑选：1、将杯子罩在灯泡上(当然也可以对着光就好)，透光性强、色泽柔和为上品。2、通体乳白色、釉面光滑，瓷质轻薄的是优质品3、用瓷勺敲打或用手指轻弹，清脆响亮、宛如洪钟。骨瓷的保养很简单，染上油污要清洗时，不需用洗涤剂，只需用温水清洁就行了。可以放进消毒碗柜里高温消毒。勿放入微波炉加热，否则腐蚀金边。如有刮花，可以用牙膏轻轻地打磨，如果有茶渍，可以用柠檬汁或食醋清洗即可。2020/4/2726金盅壶1个,金盅糖缸1个,金盅奶缸1个,金盅杯6个,金盅碟6个2020/4/2727商品名称：包金红玫瑰商品描述：金盅壶1个,金盅糖缸1个,金盅奶缸1个,金盅杯6个,金盅碟6个商品描述：金盅壶1个,金盅糖缸1个,金盅奶缸1个,金盅杯6个,金盅碟6个2020/4/2728商品名称：绿相约商品描述：4.25韩式碗10支,小调羹10支,小吃碟10个,8寸汤盘6个,8寸平盘4个,6寸面碗2个,品锅1个,10寸平盘1个,鱼盘1个,大调羹1个,烟缸与牙签筒各1个2020/4/2729中国红瓷2020/4/2730红瓷优品采用真骨瓷，瓷很轻壁很薄；陶瓷上那片大红曾是陶瓷史上千古难题。在中国陶瓷艺术长河中，唐代发明了铜红；后来，有了宋代的钧红瓷，明清时期的祭红、郎红、胭脂红、豇豆红、珊瑚红等红色釉瓷。就因为那一份“红”，使得烧制工艺要求极高，陶瓷界常大诉“十窑九不成”、“千窑难得一品”的苦衷。民间至今还流传着“陶女浴火炼红瓷”的悲壮故事。对于“大红”的追求，近现代西方各国也竞相投入巨资，可研制工作至今没有实质性的突破。因为釉下彩瓷器要求一定的白度、硬度和透明度，要在1300摄氏度的高温下才能烧成。而促成陶瓷上大红色的釉料（主要是硫硒化镉，这是一种人工合成的色料，也是目前唯一能够呈现鲜艳大红颜色的色料）。在温度升至800摄氏度这个临界点时，“红颜”完全褪尽。一片“中国红”的醴陵（湖南省）红瓷的问世，引起了“当惊世界殊”2020/4/2731手绘粉彩系列开口梅瓶：锦上添花湖南醴陵福齐天红瓷厂产品：2020/4/2732吉祥如意茶具镶金系列2020/4/2733直筒瓶：富贵牡丹彩金系列2020/4/2734中国红瓷与普通瓷器不同的特点：难：工艺难一、中国红烧制难度很高，工艺复杂，通常是四次进炉：一是素烧；二是釉烧；三是红烧；四是金烧。每一环节不可偏差。通常情况下，中国红瓷器在烧制多件中才能出一件成品，大型成品的合格率更低，所谓“十窑九不成”。近乎苛刻的制造工艺与极低的成品率，彰显中国红瓷稀缺性与珍贵性。二、红瓷的形成难。铜红在800度要分解，中国红在1450度的高温下成瓷，难中之难。2020/4/2735好：陶瓷好一、中国红瓷在1450度的高温下烧成，玉如凝脂，足显珍贵。二、简约雅致、细致白润、胎薄如纸、击声如磬是其真实写照。自其诞生之日起，红瓷以其“薄如纸、透如镜、声如磬、白如玉”，瓷质细腻通透，器形美观典雅，彩面润泽光亮，花面多姿多彩的特点，成就了它洁白的质地和华贵的造型，兼有使用和艺术的双重价值，是收藏与赠友的珍品。贵：材料贵红釉现在是用稀有金属钽烧制而成的，金属钽是比黄金还贵的稀有金属，且红瓷上的金色图案是用纯度在99%以上的纯金烤制而成，可以说中国红瓷是用黄金烧成的。中国红瓷从用材方面就体现了高贵艺术珍品的品味与内含的现实价值。2020/4/2736釉是附着于陶瓷坯体表面的玻璃质薄层，有与玻璃相类似的某些物理与化学性质，一般以长石、石英、黏土等为原料。釉的化学组成为氧代硅、氧化铝、氧化铁、氧化钛、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠等，经温式球磨调成油浆，用浸、喷、浇等方法施于坯体表面焙烧而成。由于所含金属氧化物的不同，以及烧成气氛的各异，釉色有青、黑、绿、黄、红、蓝、紫等(白釉其实是无色透明釉)。瓷器上釉不仅可使自身表面光洁，防止对液体、气体的吸收，提高机械强度和绝缘性能，而且还使瓷器更具