陶瓷工艺科学 绪论教材课程
《陶瓷工艺学》教学大纲
《陶瓷工艺学》教学大纲课程名称：陶瓷工艺学课程类别（必修/选修）：选修课程英文名称：Ceramic Technology总学时/周学时/学分：33/3/2.0其中实验/实践学时：0先修课程：化学、物理等授课时间：松山湖校区/星期二9-11节/3-13周授课地点：6D403授课对象：公选课开课学院：生态环境与建筑工程学院任课教师姓名/职称：花开慧/讲师答疑时间、地点与方式：课后停留在教室，对有疑问的同学答疑；上课学生可自由提问；平时学生可到12H301进行答疑。
课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（）其它（√）使用教材：《陶瓷工艺学》，马铁成主编，中国轻工业出版社，北京，2009-02教学参考资料：《特种陶瓷工艺学》，李世普，武汉理工大学出版社，武汉，2007-08课程简介：《陶瓷工艺学》属于材料、化工、机械、建工等领域的一门通识课，具有明显通识性、科学性和理论性。
通过学习陶瓷材料的发展史、制备过程、研究过程及最新开发、制备、应用等进展，对拓展学生知识面、开阔视野，形成良好深入思考的能力，提升理工科学生对陶瓷材料的了解、制备、应用，并提升科学、人文素养等具有重要意义。
本课程的任务除了使学生掌握陶瓷发展、制备过程中的基本概况、工艺、设备、原理、发展及其简单计算外，同时提高学生从材料、工程观点分析和处理实际问题的能力。
课程教学目标一、知识目标：1.通过本课程的学习，使学生了解陶瓷的种类、发展史及在现代化建设中的重要作用，牢固掌握陶瓷的制备工艺、坯料、釉料、粘结剂的选择，掌握陶瓷显微结构、烧成和窑具，陶瓷装饰、制品、缺陷分析，最新工业发展及应用。
2.在能力方面，培养学生从千变万化的实际问题中抓住事物本质的能力和掌握解决问题的思路与方法。
3.培养工程意识。
培养学生在考虑问题时不仅注意到从理论上探索它的可能性，在工业生产中更需要考虑技术上的可行性和经济上的合理性，同时应具有探索强化过程及改进设备途径的本领。
《陶瓷工艺原理》课程教学大纲
《陶瓷工艺原理》教学大纲课程名称：陶瓷工艺原理学分：3.0 总学时：48 讲课学时：40 实验学时： 8考核方式：考试先修课程：《材料科学基础》、《材料物理性能》适用专业：材料科学与工程专业开课系或教研室：无机非金属材料教研室（一）课程性质与任务1．课程性质：本课程是材料科学与工程专业的专业核心课2．课程任务：本课程主要讲述陶瓷原料、粉体的制备与合成、坯体和釉的配料计算、陶瓷坯体的成型及干燥、陶瓷材料的烧结、陶瓷的加工及改性等。
目的在于使学生熟悉陶瓷生产中共同性的工艺过程及过程中发生的物理—化学变化，掌握工艺因素对陶瓷产品结构与性能的影响和基本的实验技能，能够从技术与经济的角度分析陶瓷生产中的问题和提出改进生产的方案，为毕业后从事专业工作打下必要的基础。
（二）课程教学基本要求对课程教学环节的要求：课程理论课时40学时；实验8学时；成绩考核形式=平时考勤及作业30%+实验10%+闭卷考试60%。
（三）课程教学内容本课程共分四篇15章，第一篇含第1章至第2章，第二篇含第3章至第6章，第三篇含第7章至第9章，第四篇含第10章至第15章。
第一篇为原料，第1章讲授坯体组成的确定；第2章讲授坯料的成型性能。
第二篇为坯体的工艺基础，第3章讲授坯体组成的确定；第4章讲授坯料的成型性能；第5章讲授坯体的结构与形成；第6章讲授坯体性质的控制。
第三篇为釉层的工艺基础，第7章讲授釉料的组成；第8章讲授釉层的形成；第9章讲授釉层的性质。
第四篇为生产过程，第10章讲授原料的处理；第11章讲授坯料的制备；第12章讲授陶瓷成型方法与模具；第13章讲授生坯的干燥；第14章讲授施釉；第15章讲授烧成。
应重点掌握的内容：※熟练掌握陶瓷主要原料的性能、用途，掌握部分新型陶瓷原料的性能、用途，对其它原料的性能和用途有所了解；※熟练掌握陶瓷制品的生产工艺流程，以及一些新型的工艺技术；※掌握陶瓷制品的化学组成、显微结构和产品性能之间的相互关系。
陶瓷工艺学1绪论、 第一章 原料 PPT课件
湖南醴陵
所产的瓷器有日用瓷与陈设瓷，薄胎注浆，瓷质洁 白，装饰的主要特色是釉下五彩，闻名中外。另除有釉上 贴花和喷花等外，1958年还试制成功一种感光晒花的新 装饰法。建国以后，这个地区的瓷器在技术方面不断革新 创造，生产发展很快，已成为全国重要的瓷区之一。
广东石湾陶器
相传有八百多年的历史。以人物、鸟兽等雕塑陈列品为主。釉色丰富， 刻画细腻，形象生动，别具风格。此外还有大量的日用陶器。建国后， 还首创了“结晶釉”
3.1陶瓷研究的发展历程
陶器
高铝质、粘土和 瓷土的应用 釉的发明
原料纯化 陶瓷工艺的发展 陶瓷理论的发展
陶器 传统陶瓷
先进陶瓷 微米级
纳米陶瓷
高温技术
显微结构 分析的进步 性能研究的深入 无损评估的成就 相邻科学的推动
3.2陶瓷在现代化建设中的作用
•
除用于日常生活中外，陶瓷作为结构和功能材料广泛
用于科学技术和工农生产领域的重要性，对此人们仍没有
• 唐代：远销日本、印度、波斯、埃及。 • 宋代：远销50余国，远至欧洲。 • 明代：郑和七次下西洋，将中国瓷器输送至世界各国，与
世界各国在文化、经济、贸易、政治上建立了联系。 • 中国瓷器在国外有：“白如玉，明如镜，薄如纸，声如磬”
的美誉，被外国人视为奇珍异宝。 • 十七世纪以后，各国竞相仿造，并逐渐创立自己的风格。 • 中国瓷器为人类文化的进步所做出的重大贡献，是值得我
由于其高温下的缺点，在陶瓷 生产中多不采用
钡长石 熔点高（1710℃），熔融温度 普通瓷制品不选用 范围较窄
1.2.3 长石类原料在陶瓷生产中的作用
1）长石是熔剂型原料，可降低烧成温度，减少燃料消耗。 高温下熔化后能填充坯体的孔隙，熔解粘土及石英类
陶瓷工艺学绪论
龙山黑陶
殷商时代——“第一次飞跃”
殷商时代的陶器从无釉到有釉，是制陶技术上的重大成就。
为从陶过渡到瓷创造了必要的条件，这一时期釉陶的出现是我
国陶瓷发展过程中的“第一次飞跃”。
商代彩陶 商代白陶
商代早期灰陶
商代釉陶
汉代以后——“第二次飞跃”
汉代以后：釉陶逐渐发展成瓷器，无论从釉面和胎质来看， 瓷器的出现无疑是釉陶（透明釉）的“第二次飞跃”。 在浙江出土的东汉越窑青瓷是迄今为止我国发掘的最早瓷 器，距今已有1700年。当时的釉具有半透明性，而胎还是欠致 密的。这种“重釉轻胎倾向”一直贯穿到宋代的五大名窑(汝、 定、官、越、钧 ) 。
上以及本国的科研成果，大力培养新生的技术力量。
作业：
1、陶瓷的概念？
2、传统陶瓷和特陶的相同和不同之处？ 3、陶瓷的分类依据？陶瓷的分类？ 4、陶瓷发展史的四个阶段和三大飞跃？ 5、宋代五大名窑及其代表产品？
6、普通陶瓷（长石质瓷）的岩相组成？
仰韶文化时期陶器
大口小底曲腹盆
彩陶双连壶
土地纹罐
人面鱼纹盆
中国的仰韶文化距今约五、六千年，这时的陶器是以红陶 为主，灰陶、黑陶次之。各种水器、甑、灶、鼎、碗、杯、盆、 罐、瓮等日用陶器以细泥红陶和夹砂红褐陶为主，主要呈红色， 多用手制法，用泥条盘成器形，然后将器壁拍平制造。红陶器 上常有彩绘的几何形图案或动物形花纹，是仰韶文化的最明显 特征，故也称彩陶文化。
二 普通陶瓷（不带釉）的岩相成分
１、晶相(crystalline phase)：(以长石质瓷为例）莫来石，石 英，方石英，少量原料残骸，熟料粒。 ２、玻璃相(glass phase)： 陶器：２５～７０％（少数大于７０％）玻璃相少， 只够粘接晶粒，胎体气孔多。 不致密炻器： 玻璃相增多，除粘接晶粒外，还填充部 分晶粒间隙，胎 体气孔减少。 致密炻器： 瓷器玻璃相很多，胎体几乎无气孔。 ３、气孔(gas phase) 闭气孔：与大气不通，不吸水。 开气孔：与大气相通，吸水。气孔率越大，吸水越大。
陶瓷工艺学课程教学大纲
陶瓷工艺学课程教学大纲《陶瓷工艺学》课程教学大纲一、《陶瓷工艺学》课程说明(一)课程代码:08131021(二)课程英文名称:Ceramic Technology(三)开课对象:材料物理专业(四)课程性质:《陶瓷工艺学》是材料物理专业的一门专业方向选修课。
本课程的目的在于介绍陶瓷体的制备工艺、性质和应用。
(五)教学目的通过陶瓷工艺学的教学，使学生了解陶瓷技术的发展历史和在现代化建设中的作用，掌握陶瓷的制备工艺过程和技术，掌握陶瓷体的显微结构和性质，了解陶瓷在装饰等方面的应用，熟悉陶瓷制品的缺陷及分析方法。
(六)教学内容本课程主要包括原料、坯料、釉料、显微结构与性质、原料的处理、坯釉料制备、成形与模具、坯体的干燥、粘接、修坯与施釉、烧成与窑具、陶瓷装饰、陶瓷制品缺陷及其分析等几个部分。
通过教学的各个环节使学生达到各章中所提的基本要求。
(七)教学时数教学时数:72学时学分数: 4学分教学时数具体分配:教学内容讲授实验/实践合计绪论 2 2 第一章原料 8 8 第二章坯料8 8 第三章釉料 8 8 第四章显微结构与性质 8 8 第五章原料的处理 2 2 第六章坯、釉料制备 6 6 第七章成形与模具 8 8 第八章坯体的干燥 4 4 第九章粘接、修坯与施釉 2 2 第十章烧成与窑具 6 6 第十一章陶瓷装饰 6 6 第十二章陶瓷制品缺陷及其分析 4 4合计 72 72(八)教学方式以多媒体教学手段为主要形式的课堂教学。
(九)考核方式和成绩记载说明考核方式为闭卷考试。
严格考核学生出勤和作业情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。
综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占40% ，期末成绩占60% 。
二、讲授大纲与各章的基本要求第一章原料教学要点:通过本章的教学使学生:1 了解陶瓷原料的概况和分类2 了解粘土的成因与分类;掌握粘土地工艺性质和加热变化;了解粘土在陶瓷生产中的作用，了解我国的粘土原料情况3 了解石英的种类和性质，掌握石英的晶型转化，了解石英在陶瓷生产中的作用4 了解长石的种类和一般性质，掌握长石的熔融特性，了解长石在陶瓷生产中的作用5 了解其它矿物原料情况教学时数:8学时教学内容:第一节原料分类一、概述二、原料分类第二节粘土类原料一、粘土的成因与分类二、粘土的组成三、粘土的工艺性质四、粘土的加热变化五、粘土在陶瓷生产中的作用六、我国的粘土原料第三节石英类原料一、石英的种类和性质二、石英的晶型转化三、石英在陶瓷生产中的作用第四节长石类原料一、长石的种类和一般性质二、长石的熔融特性三、长石在陶瓷生产中的作用第五节其它矿物原料一、含碱硅酸铝类二、碱土硅酸盐类原料三、碳酸盐类四、钙的磷酸盐类五、高铝质矿物原料六、锆英石七、工业废渣第六节陶瓷原料的标准化考核要求:1、原料的概述和分类(了解)2、粘土的成因与分类(识记);粘土组成、工艺性质(识记);粘土的加热变化(领会);粘土在陶瓷生产中的作用以及我国的粘土原料情况(了解)3、石英的种类和性质(识记);石英的晶型转化(领会);石英在陶瓷生产中的作用(了解)4、长石的种类和一般性质(识记);长石的熔融特性、长石在陶瓷生产中的作用(领会)5、含碱硅酸铝类等其它矿物原料(了解)第二章坯料教学要点:通过本章的教学使学生:1 了解坯料的类型;掌握坯料的配料的依据2 掌握坯料配料的计算方法3 了解坯料的成形性能4 掌握坯料添加剂的种类、作用教学时数:8学时第一节坯料的类型一、瓷器坯料二、精陶坯料三、其它陶瓷器坯料第二节配料的依据第三节配料计算一、配料组成的表示方法二、配料计算第四节坯料的成形性能一、可塑泥团的成形性能二、泥浆的成形性能三、压制用分料的成形性能第五节调整坯料性能的添加剂一、添加剂的种类二、解凝剂的作用三、塑化剂的构成四、有机粘合剂的性能考核要求:1、坯料的类型(识记);坯料配料的依据(领会、应用)2、坯料配料的计算方法(领会、应用)3、坯料的成形性能(识记)4、坯料添加剂的种类、作用(识记) 第三章釉料教学要点:通过本章的教学使学生: 1 了解釉的作用、特点及性质 2 了解釉的种类、制釉氧化物 3 掌握确定釉配方的依据 4 掌握釉料配方的计算 5 掌握釉层形成过程的反应 6 了解釉的析晶过程、影响因素 7 掌握坯釉的适应性教学时数:8学时第一节釉的作用及特点一、釉的作用二、釉的特点和性质第二节釉的分类、制釉氧化物一、釉的种类二、制釉氧化物第三节确定釉配方的依据一、釉配方的物理化学基础二、釉料配方的配制原则三、釉料配方的确定第四节釉料配方的计算一、釉料的表示方法二、釉式的计算三、釉料配方的计算第五节釉层形成过程的反应一、釉料在加热过程中的变化二、釉层冷却时的变化三、釉层内的气泡第六节釉的析晶一、釉熔体的析晶二、影响釉熔体析晶的因素三、析晶对釉面光学性质的影响第七节坯釉适应性一、膨胀系数对坯釉适应性的影响二、中间层对坯釉适应性的影响三、釉的弹性、抗张强度对坯釉适应性的影响四、釉层厚度对坯釉适应性的影响考核要求:1、釉的作用、特点及性质(识记)2、釉的种类、制釉氧化物(识记)3、确定釉配方的依据(领会、应用)4、釉料配方的计算(领会、应用)5、釉层形成过程的反应(识记)6、釉的析晶过程、影响因素(识记、领会)7、坯釉的适应性(领会)第四章显微结构与性质教学要点:通过本章的教学使学生:1 了解陶瓷坯体的显微结构2 了解釉层的显微结构3 掌握釉层的物理化学性质4 掌握陶瓷性能的控制方法教学时数:8学时第一节陶瓷坯体的显微结构一、显微结构的构成二、工艺因素对显微结构的影响第二节釉层的显微结构一、透明釉二、乳浊釉三、结晶釉四、无光釉五、高温颜色釉六、半导体釉第三节釉层的物理化学性质一、釉的熔融温度范围二、粘度与表面张力三、热膨胀性与弹性四、白度、光泽度与表面硬度五、力学强度与表面硬度六、化学稳定性七、介电性质第四节陶瓷性能的控制一、陶瓷强度的控制二、陶瓷光学性能的控制三、陶瓷介电性质的控制考核要求:1、陶瓷坯体的显微结构(识记)2、釉层的显微结构(识记)3、釉层的物理化学性质(识记、领会)4、陶瓷性能的控制方法(领会、应用)第五章原料的处理教学要点:通过本章的教学使学生:1 掌握原料的精选方法，了解水的性质对坯料、制品性能的影响2 了解原料预烧的作用教学时数:2学时第一节原料的精选一、原料的精选方法二、水的性质对坯料、制品性能的影响第二节材料的预烧一、预烧的作用二、石英、长石、滑石、工业氧化锌、粘土的预烧考核要求:1、原料的精选方法(领会)，水的性质对坯料、制品性能的影响(识记)2、原料预烧的作用(领会)第六章坯、釉料制备教学要点:通过本章的教学使学生:1 了解坯料的种类、品质要求2 掌握坯料的制备3 掌握釉料的制备4 了解坯料、釉料制备的主要工序及设备教学时数:6学时第一节坯料的种类和品质要求一、坯料的种类二、坯料的品质要求第二节坯料制备一、塑性坯料制备二、注浆坯料制备三、压制坯料制备第三节釉料制备一、釉料制备的品质要求及控制二、釉料制备第四节坯、釉料制备的主要工序及设备一、原料粉碎二、筛分三、除铁四、泥浆脱水五、陈腐与练泥六、造粒七、熔块熔制考核要求:1、坯料的种类、品质要求(识记)2、坯料的制备(领会)3、釉料的制备(领会)4、坯料、釉料制备的主要工序及设备(识记)第七章成形与模具教学要点:通过本章的教学使学生: 1 了解器形的合理设计 2 了解成形方法的分类，掌握成形方法的选择3 掌握可塑成形的几种方法4 了解注浆成形方法5 了解压制成形方法6 了解成形模具教学时数:8学时第一节器形的合理设计第二节成形方法的分类与选择一、成形方法分类二、成形方法的选择第三节可塑成形一、滚压成形二、旋压成形三、挤压成形四、车坯成形五、其他成形方法第四节注浆成形一、基本注浆方法二、强化注浆方法三、其它注浆成形方法第五节压制成形一、干压成形二、等静压成形第六节成形模具一、石膏与石膏模二、新型多孔模具三、压制成形用金属模四、挤压成形用模具五、等静压成形模具六、模具的放尺考核要求:1、器形的合理设计(识记)2、成形方法的分类(识记)，成形方法的选择(领会、应用)3、可塑成形的几种方法(识记、领会)4、注浆成形方法(领会)5、压制成形方法(领会)6、成形模具(领会)第八章坯体的干燥教学要点:通过本章的教学使学生:1 了解干燥的作用、过程、收缩与变形2 了解影响干燥速度的因素、干燥介质参数的确定3 掌握热空气等几种干燥方法教学时数:4学时第一节干燥作用与干燥过程一、干燥的作用二、干燥过程三、干燥收缩与变形第二节干燥制度的确定一、影响干燥速度的因素二、干燥介质参数的确定第三节干燥方法一、热空气干燥二、工频电干燥三、直流电干燥四、辐射干燥五、综合干燥考核要求:1、干燥的作用、过程、收缩与变形(识记)2、影响干燥速度的因素、干燥介质参数的确定(识记)3、热空气等几种干燥方法(领会)第九章粘接、修坯与施釉教学要点:通过本章的教学使学生: 1 掌握粘接与修坯2 掌握施釉的方法教学时数:2学时第一节粘接与修坯一、粘接二、修坯第二节施釉一、釉浆施釉法二、静电施釉三、干法施釉考核要求:1、粘接与修坯(领会)2、施釉的方法(领会)第十章烧成与窑具教学要点:通过本章的教学使学生: 1 了解烧成制度与产品性能的关系，掌握制定烧制制度的依据2 了解快速烧成的意义和工艺措施3 了解装窑的要求和方法4 了解窑具的种类、性能要求、制造等教学时数:6学时第一节烧成制度一、烧成制度与产品性能的关系二、制定烧成制度的依据三、烧成制度示例和说明第二节快速烧成一、快速烧成的意义二、快速烧成的工艺措施第三节装窑一、装窑要求二、装窑方法第四节窑具一、窑具种类二、窑具的性能要求三、窑具材质的类型及损坏情况分析四、窑具的制造考核要求:1、烧成制度与产品性能的关系(识记)，制定烧制制度的依据(领会、应用)2、快速烧成的意义和工艺措施(识记)3、装窑的要求和方法(识记、领会)4、窑具的种类、性能要求、制造等(识记)第十一章陶瓷装饰教学要点:通过本章的教学使学生:1 了解陶瓷颜料的分类、制造、发色机理以及影响色剂呈色因素2 了解釉上装饰、釉下装饰、釉中彩3 了解颜色釉、艺术釉4 了解坯体装饰，了解铅镉离子溶出原因、影响因素教学时数:6学时第一节陶瓷颜料一、分类二、陶瓷颜料制造三、陶瓷颜料发色机理四、影响色剂呈色因素第二节釉上装饰一、彩绘二、贵金属装饰三、光泽彩四、其他装饰方法第三节釉下装饰一、彩绘二、其他装饰方法第四节釉中彩第五节颜色釉一、低温颜色釉二、高温颜色釉第六节艺术釉一、结晶釉与砂金釉二、无光釉三、碎纹釉四、变色釉五、金属光泽釉第七节坯体装饰一、色坯、斑点、绞胎二、镂空、刻花、堆雕三、化妆土四、渗花第八节釉料、颜料中铅、镉离子的溶出一、溶出原因二、影响因素三、降低铅、镉溶出量的方法考核要求:1、陶瓷颜料的分类、制造、发色机理以及影响色剂呈色因素(识记)2、釉上装饰、釉下装饰、釉中彩(识记)3、颜色釉、艺术釉(识记)4、坯体装饰，了解铅镉离子溶出原因、影响因素(识记)第十二章陶瓷制品缺陷及其分析教学要点:通过本章的教学使学生:1 了解日用陶瓷缺陷分析2 了解墙地砖缺陷分析3 了解卫生陶瓷缺陷分析教学时数:4学时第一节日用陶瓷缺陷分析一、变形二、裂纹三、斑点四、溶洞五、落渣六、粘疤与底沿粘渣七、底足粘脏八、疙瘩与泥渣九、缺泥与磕碰十、起泡十一、针孔与橘釉十二、釉缕十三、缺釉十四、釉面擦伤十五、生烧与过烧十六、烟熏十七、阴黄十八、火刺十九、色脏二十、彩色不正二十一、画面缺陷二十二、饰金缺陷二十三、铅溶出量超标第二节墙地砖缺陷分析一、变形二、裂纹三、夹层四、尺寸偏差五、大小边六、黑心七、色差八、釉面缺陷九、吸湿膨胀性第三节卫生陶瓷缺陷分析一、变形二、裂纹三、斑点四、坑包五、棕眼六、缺釉七、釉缕与釉面波纹八、烟熏考核要求:1、日用陶瓷缺陷分析(识记、领会)2、墙地砖缺陷分析(识记、领会)3、卫生陶瓷缺陷分析(识记、领会)三、推荐教材和参考书目1、《陶瓷工艺学》，李家驹主编，中国轻工业出版社，20012、《日用陶瓷工艺学》，李家驹主编，武汉工业大学出版社，19923、《陶瓷工艺学》，章秦娟主编，武汉工业大学出版社，19974、《陶瓷工艺学》，陆小荣主编，湖南大学出版社，20055、《材料科学与技术丛书(第17卷)-陶瓷工艺》，[英]理查德 J.布鲁克，科学出版社，19996、《先进陶瓷工艺学》，刘维良主编，武汉理工大学出版社，20047、《特种陶瓷工艺学》，李世普, 武汉理工大学出版社，1990。
《陶瓷材料学》 课程教学大纲
《陶瓷材料学》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：陶瓷材料学英文名称：Ceramic Materials二、课程代码及性质课程代码:0801852课程性质:专业核心课,必修课三、学时与学分总学时：40（理论学时：40学时；实践学时：0学时）学分：2.5四、先修课程材料科学基础、材料力学、工程材料学、金属材料学五、授课对象本课程面向材料科学与工程专业、材料成型及控制工程专业学生开设六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程的教学目的:1. 掌握陶瓷材料的晶体结构及平衡相图，具备分析晶体结构并根据相图进行成分设计及工艺制定的能力；2. 掌握陶瓷材料的烧结机理，了解陶瓷材料的烧结工艺及影响因素，具备运用所学知识进行烧结工艺制定、组织结构分析的能力；3. 理解陶瓷材料的脆性断裂失效机理，掌握陶瓷材料的增韧方法及机理，具备运用所学知识进行高强高韧复合陶瓷设计的能力；4. 了解陶瓷材料的发展前沿，掌握其发展特点与动向，具备研发新型陶瓷材料的知识与能力。
七、教学重点与难点：教学重点：具体陶瓷材料的晶体结构，陶瓷材料的平衡相图，陶瓷材料的烧结，陶瓷材料的断裂力学与增韧。
教学难点：典型陶瓷材料的晶体结构分析、三元相图分析、陶瓷材料的断裂韧性分析。
八、教学方法与手段：教学方法：(1)以课堂讲授为主，阐述该课程的基本内容，保证主要教学内容的完成；(2)安排适量的课堂讨论环节，使学生通过课下的资料查阅而掌握基本的专业资料获取方法、途径、整理归纳和讲演能力。
教学手段：(1)运用现代教学工具，在课堂上通过PPT讲授方式，实现图文并茂，形象直观；(2)收集典型陶瓷实物，在课堂上进行针对性讲授。
九、教学内容与学时安排1.总体安排教学内容与学时的总体安排，如表2所示。
各章节的具体内容如下：第一章绪论(2学时)1.1 陶瓷材料的定义1.2 陶瓷材料的发展史1.3 陶瓷材料的键特性与基本性能1.4 典型陶瓷材料及其应用1.5陶瓷材料未来发展及关键问题第二章陶瓷材料的晶体结构(8学时)2.1 离子晶体的结构规则—鲍林规则2.2 几种典型的晶体结构2.2.1 MX结构2.2.2 MX2结构2.2.3 M2X结构2.2.4 M2X3结构2.3 硅酸盐陶瓷的晶体结构2.3.1硅酸盐陶瓷的晶体结构特点及分类2.3.2岛状硅酸盐陶瓷晶体结构2.3.3组群状硅酸盐陶瓷晶体结构2.3.4链状硅酸盐陶瓷晶体结构2.3.5层状硅酸盐陶瓷晶体结构2.3.6架状硅酸盐陶瓷晶体结构第三章非晶态与玻璃结构(4学时)3.1 非晶态原子结构3.1.1 非晶态原子结构特点3.1.2 非晶态物质的结构表征方法3.1.3 非晶态物质的热学参数表征3.1.4 非晶态结构的制备方法3.2 氧化物玻璃3.2.1硅酸盐玻璃3.2.2硼酸盐玻璃3.2.3磷酸盐玻璃第四章陶瓷材料的平衡相图(8学时)4.1陶瓷系统相平衡特点4.2单元系统相图4.2.1 SiO2系统相图4.2.2 ZrO2系统相图4.3 二元系统相图4.3.1 具有低共熔点的二元系统4.3.2 生成一致熔融化合物的二元系统4.3.3 生成不一致熔融化合物的二元系统4.3.4 固相中有化合物形成或分解的系统4.3.5 具有多晶转变的系统4.3.6 具有液相分层的系统4.3.7 形成连续固溶体的系统4.3.8 形成不连续固溶体的系统4.4 三元系统相图4.4.1 具有三元最低共熔点的系统4.4.2 生成一个一致熔融二元化合物的三元系统相图4.4.3 生成一个不一致熔融二元化合物的三元系统4.4.4 生成一个固相分解的二元化合物的三元系统4.4.5 具有低温稳定的二元化合物的三元系统4.4.6 具有同组成熔融三元化合物的系统4.4.7 具有异组成熔融三元化合物的系统4.4.8 具有两种液相分层的三化合物的系统第五章陶瓷材料的烧结(4学时)5.1概述5.2 烧结动力学5.3 固相烧结及机理5.4 液相烧结及机理5.5 陶瓷烧结的影响因素5.6 特色烧结方法及装备第六章陶瓷材料的脆性与增韧(2学时)6.1 陶瓷材料的脆性机理6.2 陶瓷材料的增韧6.2.1 相变增韧6.2.2 微裂纹增韧6.2.3 裂纹偏折和弯曲增韧6.2.4 裂纹分支增韧6.2.5 桥联与拔出增韧6.2.6 延性颗粒增韧6.2.7 残余应力增韧6.2.8 压电效应损耗能量增韧6.2.9 电畴翻转增韧6.2.10 复合韧化机制第七章陶瓷材料的断裂力学(6学时)7.1 陶瓷断裂强度的微裂纹理论7.2裂纹尖端应力和应力场强度因子7.3断裂韧度的测量与计算第八章先进结构陶瓷(6学时)8.1氧化铝(Al2O3)结构陶瓷8.2氮化硅(Si3N4)结构陶瓷8.3碳化硅(SiC)/高温结构陶瓷8.4增韧氧化物结构陶瓷8.5 其他结构陶瓷3.各章节的课后思考题（作业）及讨论要求思考题（课后作业）：第1章思考题：(1) 陶瓷材料的键结合有何特点，对性能有何影响?(2) 陶瓷材料的具体应用领域有哪些，其依据是什么?第2章思考题：(1) 分别以Al2O3、ZrO2、Si3N4为例，从结合键的角度分析这上述陶材料的切削加工性。
陶瓷工艺学课程教学大纲本科
陶瓷工艺学课程教学大纲课程名称：陶瓷工艺学课程编号：16118541学时/学分：40/2.5 开课学期：6适用专业：材料科学与工程课程类型：专业方向选修课一、课程说明本课程是材料科学与工程专业的一门专业方向选修课，主要面对建筑材料方向。
本课程主要掌握陶瓷原料、坏体的工艺基础、釉层的工艺基础及陶瓷的生产过程。
熟悉陶瓷生产过程中发生的物理一化学变化，掌握工艺因素对陶瓷产品结构与性能的影响和基本的实验技能。
能够从技术与经济的角度分析陶瓷生产中的问题和提出改进生产的方案，为毕业后从事专业工作打下必要的基础。
二、课程对毕业要求的支撑毕业要求1工程知识：具有数学、自然科学、工程基础和材料专业知识，并能够将其应用于解决本专业的复杂工程问题。
指标点15：掌握材料制备、生产、应用的基本原理和相关知识，并结合数学、自然科学、工程基础知识，用于解决本专业的复杂工程问题。
毕业要求2问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析材料复杂工程问题，以获得有效结论。
指标点2.2：能够应用物理、化学知识对材料的组成、结构、物相、性能以及相互关系进行识别、表达和分析，并获得有效结论。
毕业要求4研究：掌握材料结构和性能的分析方法、实验设计和材料的制备与加工工艺，具备设计和开展实验的能力，并能对实验结果进行有效分析并得到合理有效的结论。
指标点4.1：掌握材料制备与加工的方法和相关设备，能够根据材料研究的需求选择不同设备、工艺条件、操作过程，并能对结果进行分析，得到合理有效的结论。
三、课程的教学目标1.掌握陶瓷材料的设计、制备和应用等工程问题的基本原理和专业知识。
2.能够理解陶瓷材料的组成、结构、物相、性能以及相互关系。
3.具备分析复杂工程问题、制定解决方案、评价合理性、开展实施及综合分析的能力。
四、四、课程基本内容和学时安排第一章绪论（2学时）知识点：陶瓷材料在国民经济中的地位及国内外发展概况，陶瓷材料生产的一般工艺流程，陶瓷材料的分类方案；重点：陶瓷材料的分类方案；难点：陶瓷材料生产的一般工艺流程，陶瓷材料的分类方案。
0 陶瓷工艺学-绪论-hjl-09.10
2. 陶瓷的分类 (1) 按陶瓷概念和用途来分类
陶瓷
普通陶瓷
特种陶瓷
日用陶瓷 (包括艺术 包括艺术 陈列陶瓷) 陈列陶瓷
建筑卫 生陶瓷
化工陶瓷
化学瓷
电瓷 及其它 结构陶瓷 功能陶瓷 工业用陶瓷
结构陶瓷具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、高强度、 结构陶瓷具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、高强度、高硬度等特 具有耐高温 点，主要是用于耐磨损、高强度、耐热、耐热冲击、硬质、高 主要是用于耐磨损、高强度、耐热、耐热冲击、硬质、 刚性、低热膨胀性和隔热等结构陶瓷材料。 刚性、低热膨胀性和隔热等结构陶瓷材料。
功能陶瓷中包括电磁功能、光学功能和生物 化学功能等陶 功能陶瓷中包括电磁功能、光学功能和生物-化学功能等陶 中包括电磁功能 瓷制品和材料，此外还有核能陶瓷和其它功能材料等。 瓷制品和材料，此外还有核能陶瓷和其它功能材料等。功能陶 具有特殊的性质和功能，如压电、铁电、半导体、绝缘、 瓷具有特殊的性质和功能，如压电、铁电、半导体、绝缘、超 磁性、生物相容性等。由于性能特殊， 导、磁性、生物相容性等。由于性能特殊，这类陶瓷在电子通 广播电视、医学工程等领域得到了广泛的应用。 讯、广播电视、医学煤、 结构陶瓷常需 ℃以下，燃料以煤、 结构陶瓷常需1600 ℃左右高温烧 温度一般在 油、气为主 功能陶瓷需精确控制烧成温度， 结，功能陶瓷需精确控制烧成温度， 燃料以电、 燃料以电、气、油为主 一般不需加工 常需切割、打孔、磨削、 常需切割、打孔、磨削、研磨和抛 光
陶器：坯体结构较疏松，致密度较差， 陶器：坯体结构较疏松，致密度较差，有一定的吸 水率（ ），断面粗糙无光 水率（>3%），断面粗糙无光，无半透明性（不透 ），断面粗糙无光，无半透明性（ ），敲之声音粗哑 沉浊）。 敲之声音粗哑（ 光），敲之声音粗哑（沉浊）。 瓷器：坯体结构致密，基本上不吸水（ ），有 瓷器：坯体结构致密，基本上不吸水（≤3%），有 ）， 一定的半透明性（透光），断面呈石状或贝壳状， ），断面呈石状或贝壳状 一定的半透明性（透光），断面呈石状或贝壳状， 敲之声音清脆。 敲之声音清脆。
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2020/8/20
龙山文化时期出土的黑陶（距今约4600－4000年）
河南省精品课程——陶瓷工艺原理
殷商时代的陶器从无釉到有釉，是制陶技术上的重大成就。为从陶过 渡到瓷创造了必要的条件，这一时期釉陶的出现是我国陶瓷发展过程中的 “第一次飞跃”。
商代早期陶器（河南荥阳出土）
2020/8/20
商代几何纹白陶瓿 陶器向瓷器过渡
2020/8/20
河南省精品课程——陶瓷工艺原理
(三) 陶瓷在现代化建设中的作用
首先，陶瓷是人民日常生活中听不可缺少的日用品，几千年来 一直是人类用以生活的主要餐具、茶具和容器。
8000年前： 陶器出现
新石器时代： 出现彩陶 仰韶文化
新石器时代晚期： 龙山文化
唐代及以后
汉代以后
殷商时代
2020/8/20
河南省精品课程——陶瓷工艺原理
陶器出现
裴李岗文化时期的陶器（距今约8000年）。出土于河南省郑州市新郑市裴 李岗村。出土的陶器主要以泥质红陶和夹砂红陶为主，红陶在中国出现最早， 烧陶瓷的概念 传统上，“陶瓷”是指所有以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经
过粉碎、混炼、成形、烧结等过程而制成的各种制品。
传统陶瓷包括常见的日用陶瓷制品和建筑陶瓷、电瓷等。
日用陶瓷－餐具
2020/8/20
建筑陶瓷－地砖
电瓷
河南省精品课程——陶瓷工艺原理
传统陶瓷的主要原料：取之于自然界的硅酸盐矿物(如粘土、长石、石 英等)，所以传统陶瓷可归属于硅酸盐类材料和制品。
河南省精品课程——陶瓷工艺原理
汉代以后：釉陶逐渐发展成瓷器，无论从釉面和胎质来看，瓷器的出现无疑 是釉陶的“第二次飞跃”。
在浙江出土的东汉越窑青瓷是迄今为止我国发掘的最早瓷器，距今已有 1700年。当时的釉具有半透明性，而胎还是欠致密的。这种“重釉轻胎倾向” 一直贯穿到宋代的五大名窑(汝、定、官、越、钧)。
化工陶瓷
电瓷 化学瓷 及其它 结构陶瓷 功能陶瓷
工业用陶瓷
2020/8/20
河南省精品课程——陶瓷工艺原理
结构陶瓷主要是用于耐磨损、高强度、耐热、耐热冲击、硬质、高刚性、 低热膨胀性和隔热等结构陶瓷材料；
2020/8/20
不同形状的特种结构陶瓷件
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功能陶瓷中包括电磁功能、光学功能和生物-化学功能等陶瓷制品和材料， 此外还有核能陶瓷和其它功能材料等。
唐三彩
2020/8/20
钧瓷
景德镇陶瓷
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我国的陶瓷发展经历了三个阶段，取得三个重大突破： 三个阶段：a. 陶器
b. 原始瓷器(过渡阶段) c. 瓷器 三个重大突破：a. 原料的选择和精制
b. 窑炉的改进和烧成温度的提高 c. 釉的发现和使用。 近30年来，特种陶瓷飞速发展。
2020/8/20
河南省精品课程——陶瓷工艺原理
彩陶双连壶
2020/8/20
仰韶文化时期陶器 1972年河南省郑州市大河村出土
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山东历城县龙山镇出现了“黑陶”。所以这个时期称为“龙山文化”时 期，又称“黑陶文化”。龙山黑陶在烧制技术上有了显著进步，它广泛采用 了轮制技术，因此，器形浑圆端正，器壁薄而均匀，将黑陶制品表面打磨光 滑，乌黑发亮，薄如蛋壳，厚度仅1mm，人称“蛋壳陶”。
12％，断 15％，断
面颗粒较 面颗粒细，
粗，气孔 气孔较小，
较大，表 结构均匀，
面施釉， 施釉或不
制作不够 施釉，制
精细
作精细
2020/8/20
河南省精品课程——陶瓷工艺原理
瓷器的坯体致密，基本上不吸水，有一定的半透明性，断面成石状或贝壳状。
名称
表0－3日用瓷器分类
炻瓷类
普通瓷器
细瓷器
特征
吸水率一般不 吸水率一般不 吸水率一般不
电子绝缘件
2020/8/20
氧化锆陶瓷光学导管
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(2)按坯体的物理性能分类 按陶瓷制品的坯体结构及其相应的基本物理性能的不同来分类，是较为
科学的一种分类方法。
表0－1日用陶瓷分类
性能及特征
陶器
瓷器
吸水性/％
一般大于3
一般不大于3
透光性
不透光
透光
胎体特征
玻化程度高、结 未玻化或玻化程 构致密、细腻， 度差、断面粗糙 断面呈石状或贝
大于3％透光 大于1％有一 大于0.5％，
性差，通常胎 定透光性，断 透光性好，断
体较厚，呈色， 面呈石状或贝 面细腻，呈贝
断面呈石状， 壳状，制作较 壳状，制作精
制作较精细
精细
细
2020/8/20
河南省精品课程——陶瓷工艺原理
（二）我国陶瓷技术发展概述 “China”意为“中国” ； “china”意为“瓷器”
黄
彩
釉
绘
舞
陶
乐
甗
扁
壶
西汉（公元前206──公元24年） 1975年河南省三门峡市出土
2020/8/20
北齐武平六年（公元575年） 1971年河南省安阳县范粹墓出土
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唐代：“第三次飞跃”是瓷器由半透明釉发展到半透明胎。
唐代越窑的青瓷、邢窑的白瓷、宋代景德镇湖田、湘湖窑的影青瓷都享 有盛名。到元、明、清朝代，彩瓷发展很快，釉色从三彩发展到五彩、斗彩， 一直发展到粉彩、珐琅彩和低温、高温颜色釉。
壳状
敲击声
沉浊
清脆
2020/8/20
河南省精品课程——陶瓷工艺原理
陶器是一种坯体结构较疏松、致密度较差的陶瓷制品，通常有一定吸水率， 断面粗糙无光，没有半透明性，敲之声音粗哑。
名称 特征
表0－2日用陶器分类
粗陶器 普通陶器 细陶器
吸水率一 般大于 15%，不
施釉，制 作粗糙
吸水率一 吸水率一
般不大于 般不大于
土等传统陶瓷原料，而已扩大到化工原料和合成矿物，甚至是非硅酸盐、非
氧化物原料，组成范围也延伸到无机非金属材料的范围中，并且出现了许多
新的工艺。
2020/8/20
河南省精品课程——陶瓷工艺原理
2. 陶瓷的分类
(1) 按陶瓷概念和用途来分类
陶瓷
普通陶瓷
特种陶瓷
日用陶瓷
(包括艺术 陈列陶瓷)
建筑卫 生陶瓷
因此，陶瓷工业可与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业同属“硅酸盐 工业”的范畴。
粘土矿物－高岭石
2020/8/20
钾长石
石英
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氧化锆陶瓷
A超声波雾化器用 压电陶瓷晶片
金属陶瓷阀门
这些氧化物陶瓷、压电陶瓷、金属陶瓷等的生产过程基本上还是原料处
理、成形、烧结这种传统的陶瓷生产方法，但原料已不再使用或很少使用粘