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(完整版)陶瓷与其加工工艺
4.4.2 特征陶瓷 （一）功能陶瓷
功能陶瓷指:具有一定特殊声、光、电、磁、热等物理 化学性能的陶瓷材料。 按化学成分: a.氧化物陶瓷：如氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化铍等。 b.非氧化物陶瓷：如碳化硅、氮化硅、硼化物等 按功能成分: 光功能陶瓷；电功能陶瓷；磁功能陶瓷；敏感性 陶瓷；生物化学陶瓷；
锆钛酸铝镧瓷 金属陶瓷 纤维增强陶瓷
4.2 陶瓷材料的基本性能
陶瓷的组织结构非常复杂，一般由晶相（晶体相）、玻璃相（非晶体相） 和气相组成。各种相的组成、结构、数量、几何形状及分布情况等 都影响陶瓷的性能。 1. 光学性质 （1）白 度 陶瓷材料对白色光的反射能力。 45角 化学纯硫酸钡样片 70％ （2）透光度 瓷器允许可见光透过的程度。 厚度、纯度、细度、温度、组成、结构 （3）光泽度 瓷器表面对可见光的反射能力。 2. 力学性质 陶瓷材料抵抗外界机械应力作用的能力。包括弹性变形、塑性变形
陶瓷与其加工工艺
4.1 陶瓷概述
传统的“陶瓷”是陶器、炻器和瓷器的总称，传统陶 瓷是指以黏土为主和其他天然矿物原料（硅酸盐和氧 化物材料）经过拣选、粉碎、混炼、成型、煅烧等工 序而成的制品。
现代陶瓷的概念则泛指所有无机非金属材料。包括
传统陶瓷 + 高纯度原料 + 人工合成
当代材料世界的三大支柱：无机非金属固体材料（陶 瓷）、金属材料、有机材料。
4.4.2 特征陶瓷 （一）结构陶瓷
特点：具有高温机械性能；耐化学腐蚀、耐高温氧化； 耐磨损；密度小（金属1/3） 例如：发动机汽缸套、轴瓦、密封圈、陶瓷切削刀具。
a.氧化物陶瓷：如氧化铝、氧化锆、莫来石和钛酸铝等。 b.非氧化物陶瓷：如碳化硅、氮化硅、赛龙等 c.玻璃陶瓷：镁-铝-硅酸盐、锂-镁-铝硅酸盐 钙-镁-铝硅酸盐系列等
陶瓷及加工工艺
陶瓷及加工工艺
注浆成型分为空心注浆和实心注浆。
图为空心注浆，实心注浆就是将泥浆注入两石膏模面之间（模 型与型芯）的空穴中，泥浆被两面吸水，水分不断被吸收后形 成泥胚。
陶瓷及加工工艺
3.干压成型
干压成型是利用压力，将干粉胚料在 模型中压成致密胚体的一种成型方法。干 压成型过程简单，产量大，缺陷少，并便 于机械化，对成型形状简单的小型坯体， 有广泛的应用价值。由于干压成型的坯料 水分少，压力大，坯体致密，因此能获得 收缩小，形状准确，易于干燥的生坯。
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陶瓷的装饰
1．陶瓷坯体装饰 是在陶或瓷的胚体上，通过一定的工艺方式对陶瓷胚
体本身进行加工所形成的由凹凸、虚实以及色彩变化的装 饰。，中国传统陶瓷上所运用的胚体装饰可分为四大类： 堆贴加饰类，削刻剔减类，模具印纹类，其他工艺类型。 堆贴加饰类是在胚体表面增加泥量，并通过堆、贴、塑等 工艺方式达到装饰目的。其中包含雕塑粘结、堆贴、堆塑、 立粉等装饰方法；削刻剔减类是通过对胚体表面的切削、 刻画、镂空等减去胚体泥量的工艺手段，构成装饰纹样或 装饰肌理；模具印纹类是利用胚体在柔软时的可塑性，用 带花纹的拍子、印章、模子印出有凹凸质感的纹样。
传统陶瓷 + 高纯度原料 + 人工合成
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罐与漏斗——酒具（灰陶） 磁山文化红陶器具
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仰
韶
文
化
彩 陶 瓶
西 周 的 硬 陶
—— ——
夏 代 的 白 陶 罐
流大 佳汶 器口 （文 黑化 陶 ）
陶瓷及加工工艺
东汉时期：瓷器
陶瓷及加工工艺
唐代：
越窑青瓷莲花碗
邢窑白瓷
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注浆成型后的坯体结构较均匀，但其含水量大，干燥与烧成 收缩也较大。由于注浆成型的适应性大，所以广泛地应用于生产 中。注浆的特点适用于各种陶瓷产品，凡是形状复杂、不规则的、 薄的、体积较大的（如卫生洁具）且尺寸不严的器物都可以用注 浆成型，一般的日用瓷中的花瓶（特别是各种镂空通花瓶）、汤 碗、茶壶、椭圆形盘、手柄等都可以用注浆法成型。
特种陶瓷工艺学PPT课件
团粒质量较差，大小不一，体积密度小
② 加压造粒法
体积密度较大
③ 喷雾造粒法
质量好，产量大，可连续生产
④ 冻结造粒法
组成均匀，反应性与烧结性良好，主要用于实验
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特种陶瓷 成型
喷雾造粒
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特种陶瓷 成型
喷雾造粒
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特种陶瓷 成型
悬浮问题
为了方便注浆成型，对塑性差、不利于悬浮的瘠性物料， 一般通过表面改性，通常通过在表面吸附活性物质来实现悬浮 的目的。
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特种陶瓷 成型
注浆成型 空心注浆
注浆过程操作实例
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实心注浆
特种陶瓷 成型
离心注浆
压力注浆
① 缩短吸浆时间 ② 减少坯体干燥时的收缩量 ③ 降低坯体脱模后的残留水分
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特种陶瓷 成型
热压铸成型
主要是利用石蜡料浆加热融化后具有流动性和可塑性，冷却 后能在金属模中凝固成一定形状这一特点来完成的。和注浆成 型相比，要多了排蜡这一工序。
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特种陶瓷 成型
模压具内部后，通过单向或双向加 压，将粉料压制成所需形状。 工艺要求：
注意加压速度和保压时间
干压成型特点工艺简单，操作方便，周期短，效率高，便于实行 自动化生产。此外，坯体密度大，尺寸精确，收缩小，机械强度高， 电性能好。但生产大型坯体时有困难，而且模具磨损大、加工复杂、 成本高，其次加压只能上下加压，压力分布不均，致密度不均，收缩 不均，会产生开裂、分层等现象。
体中某些成分发生还原作用 对制品性能的影响：
塑化剂挥发时会产生一定的气泡，可能 影响坯体性质。
陶瓷制作工艺知识PPT课件
1、注意碰缺； 2、微波炉、洗碗机适用，烤箱不适用。
5.镁质瓷（Magnesia porcelain)
烧成温度：烧成温度1300-1350度之间，一次烧成。 特点： 具有高白度、高强度、高热稳定性等突出特点。 镁质瓷主要是泥土中含较高的镁和铝等元素，镁质瓷有米黄白镁质瓷
5. 因为釉水具有一定的挥发性，所以此类产品不能采用釉烧底标。如果釉烧底标的 话在烧成过程中会把底标散开，导致出来的底标会残缺。
6. 补釉返烧后出来的产品与一次性烧成出来的产品会有较明显的差异，而且二次返 烧的收成率会较低，部份窑变釉是不能经过返烧的。
产品强度和耐磨程度较好。 使用注意事项和适用范围：
三. 釉的种类
• 1.普通中温色釉
亮色 哑光 半哑光
• 2.裂纹釉（后附解释） • 3.窑变釉（后附解释） • 4.透明釉 • 5.花釉 • 6.珍珠釉
2.裂纹釉
烧成温度：中温裂纹釉的烧成温度在1150-1200℃左右，一次性上釉和烧制 而成。
特点： 由于釉的膨胀系数大于坯的膨胀系数，在釉烧过程中，釉面产生较大的 张应力，使釉面布满许多小裂纹，有疏有密、有长有短、有曲有直形似 龟裂，并且在出窑后还能不断进行开裂。 釉面用手是摸不到裂痕的但并不是封闭的，只能在釉层较厚和大裂时才 能摸到裂痕。 由于瓷泥的粘性、密度和釉面的特性，此产品的吸水率为10%左右。 产品会轻微渗水，尽量建议不要做成内外裂纹。 釉水稳定性不够和工人的操作性较高。主要是釉水和流动性较好，再加 上操作要求会较高，容易出现积釉和色差问题。
2.高温瓷（Porcelain）
烧成温度：高温瓷的烧成温度为1250-1300度左右，一次性上釉和烧 成。
陶瓷零件加工工艺
陶瓷零件加工工艺
陶瓷零件加工工艺可以大致分为以下几个步骤：
1.原料准备：选用优质的陶瓷原料，如陶瓷粉末或颗粒，进行
筛选、混合和干燥等预处理工作。
2.成型：根据产品的形状和尺寸要求，采用压制、注塑、挤压
等成型方法，将陶瓷原料加工成预定形状的瓷胚。
3.烧结：将成型后的瓷胚放入专用烧结炉中，通过高温烧结使
陶瓷颗粒之间发生化学反应和熔融，将瓷胚转化为致密的陶瓷体。
4.加工与修整：对烧结后的陶瓷体进行加工和修整，包括磨削、抛光、打孔、切割等工序，以达到产品的精度和表面质量要求。
5.表面处理：根据需要，可以对陶瓷零件进行特殊的表面处理，如涂层、喷漆、喷砂等。
6.质检与包装：对加工完成的陶瓷零件进行质量检验，包括外
观检查、尺寸检测、力学性能测试等，然后进行包装，以确保产品质量和安全。
在具体的加工过程中，也有一些特殊工艺和设备的应用，如成型模具的制作、高温烧结炉的控制技术、先进的加工设备和工具的应用等，这些都可以根据具体的产品要求和工艺流程进行选择和优化。
陶瓷的生产工艺原理与加工技术
陶瓷的生产工艺原理与加工技术陶瓷是一种使用矿物质和非金属材料制成的工艺品和装饰品，具有耐磨、耐化学性能和高温稳定性。
它的生产工艺原理和加工技术主要包括原料准备、成型、干燥、烧结和表面处理等环节。
首先，原料准备是制作陶瓷的首要步骤。
陶瓷的原料通常包括黏土、瓷石和助熔剂等。
黏土是主要成分，提供了陶瓷的粘结性和可塑性。
瓷石是陶瓷的骨料，提供了陶瓷的强度和稳定性。
助熔剂用于降低烧结温度和增加陶瓷的致密性。
这些原料需要经过粉碎、混合均匀等处理，以获得质量稳定、颗粒均匀的陶瓷原料。
其次，成型是陶瓷加工的关键步骤。
成型方式有多种，包括手工造型、注塑成型、压力成型等。
手工造型是传统的方式，需要高度的技巧和经验。
注塑成型是一种现代化的方式，将糊状原料注入模具中，通过挤压得到所需形状。
压力成型是利用机械力量对原料施加压力，使其变形成所需形状。
成型后的陶瓷需要进行形态修整和表面处理，以确保其外观和质量的一致性。
然后，成型后的陶瓷制品需要经过干燥。
干燥的目的是去除陶瓷中的水分，防止在烧结过程中发生开裂和爆炸。
干燥的方式有自然干燥和强制干燥两种。
自然干燥是将陶瓷制品放置在通风良好的环境中，利用自然的空气和温度，使水分逐渐蒸发。
强制干燥是利用热风或微波等方式，加速水分的挥发，缩短干燥时间。
接下来是烧结过程。
烧结是指将干燥后的陶瓷制品进行高温加热，使其颗粒间发生化学反应和晶粒生长，从而形成致密的陶瓷体。
烧结温度和时间的选择对于陶瓷的性能和质量至关重要。
一般来说，烧结温度越高，陶瓷的致密性和强度越高，烧结时间越长，陶瓷的晶粒尺寸越大。
最后是表面处理。
表面处理是为了改善陶瓷制品的外观和性能，常见的处理方式包括上釉、装饰、烧绘等。
上釉是在陶瓷制品表面涂覆一层液体玻璃，经过高温烧结，形成光滑、耐磨的表面。
装饰是利用绘画、雕刻等方式，在陶瓷表面进行艺术处理，增加其艺术价值和装饰效果。
烧绘是在陶瓷制品上施加特殊的颜料，经过烧结使其与基材相融合，形成持久的图案和花纹。
陶瓷工件的加工工艺
陶瓷工件的加工工艺陶瓷工件的加工工艺是指将陶瓷原料通过一系列的加工步骤和工艺处理，最终得到具有一定形状、尺寸和性能要求的陶瓷成品的过程。
陶瓷工件的加工工艺包括原料准备、成型、干燥、烧结和后处理等环节。
首先，原料准备是陶瓷工件加工的第一步。
通常采用的原料包括粘土、石英、长石、瓷土和助熔剂等。
这些原料需要进行筛分、研磨、混合等处理，以确保原料的均匀性和细度，为后续的成型提供合适的原料。
其次，成型是将原料按照一定的形状和尺寸进行造型的过程。
常见的成型方法包括手工塑型、注塑成型、压制、挤出和注浆等。
手工塑型主要是通过手工将陶瓷原料进行塑型，适用于一些小型、特殊形状的工件。
注塑成型是将塑化的陶瓷原料注入模具中，然后经过冷却和硬化得到所需形状的工件。
压制是将陶瓷原料放入模具中，然后通过压力使其变形，最后得到所需的形状。
挤出是将陶瓷原料压入模具中，然后挤出所需形状。
注浆是将固体原料和液体添加剂混合成浆状，然后通过注浆机进行注浆。
然后，干燥是将成型后的工件进行除水处理的过程。
陶瓷工件成型后通常含有一定数量的水分，需要通过干燥去除，以保证后续的烧结质量。
常见的干燥方式包括自然干燥、空气干燥和热风干燥等。
自然干燥是将成型后的工件放置在自然环境下进行干燥，速度较慢。
空气干燥是通过通入干燥空气进行干燥，速度较快。
热风干燥是通过通入热风进行加热和干燥。
接下来，烧结是将干燥后的工件进行高温加热处理，使得陶瓷原料发生物理和化学变化，得到致密的陶瓷形态。
烧结是陶瓷工件加工的关键步骤，能够使陶瓷工件获得较高的强度、硬度和耐磨性。
常见的烧结方式包括窑炉烧结和微波烧结。
窑炉烧结是将工件放入预热和恒温控制的窑炉中进行加热，通过控制时间、温度和气氛等参数，使得工件在一定的条件下进行烧结。
微波烧结是将工件放入微波烧结炉中进行烧结，通过微波辐射加热工件，可以快速提高烧结速度。
最后，后处理是指陶瓷工件烧结后进行的一系列表面处理和改性处理的工艺。
陶瓷工艺流程以及性能分类总结
陶瓷工艺流程以及性能分类总结陶瓷工艺流程以及性能分类总结主要成分是氧化硅、氧化铝、氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁、氧化铁、氧化钛等。
陶瓷原料一般硬度较高，但可塑性较差。
机械密封所用的主要的典型陶瓷为：氧化铝、碳化硅。
氧化铝陶瓷：是一种以氧化铝（AL2O3）为主体的材料。
有较好的传导性、机械强度和耐高温性。
需要注意的是需用超声波进行洗涤。
氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷。
氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。
高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99．9％以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达℃，透射波长为1～6μm，一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚：利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。
普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种，有时Al2O3含量在80％或75％者也划为普通氧化铝陶瓷系列。
其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；85瓷中由于常掺入部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌、钽等金属封接，有的用作电真空装置器件.制作工艺：1）粉体制备将入厂的氧化铝粉按照不同的产品要求与不同成型工艺制备成粉体材料。
挤压成型或注射成型时，粉料中需引入粘结剂与可塑剂，一般为重量比在10－30％的热塑性塑胶或树脂，有机粘结剂应与氧化铝粉体在150－200温度下均匀混合，以利于成型操作。
采用热压工艺成型的粉体原料则不需加入粘结剂。
若采用半自动或全自动干压成型，对粉体有特别的工艺要求，需要采用喷雾造粒法（引入聚乙烯醇作为粘结剂）对粉体进行处理、使其呈现圆球状，以利于提高粉体流动性便于成型中自动充填模壁。
此外，为减少粉料与模壁的摩擦，还需添加1～2％的润滑剂，如硬脂酸，及粘结剂PVA。
2）成型方法氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法。