陶瓷概述学号：姓名：[摘要]：陶瓷是陶器和瓷器的总称。

人们早在约8000年前的新石器时代就发明了陶器。

除了使用于食器、装饰上外，陶瓷在科学、技术的发展中亦扮演着重要角色。

陶瓷原料是地球原有的大量资源黏土经过淬取而成。

在今日文化科技中有各种创意的应用。

陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。

如今，陶瓷工艺真正飞速发展。

[关键词]：陶瓷历史；陶瓷材料；新品种陶瓷；新品种陶瓷特点1.陶瓷的概念及发展历史1.1什么是陶瓷陶瓷是以粘土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。

陶器和瓷器的总称。

陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。

它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼，成形，煅烧而制成的各种制品。

由最粗糙的土器到最精细的精陶和瓷器都属于它的范围。

对于它的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物(如粘土、石英等)，因此与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业，同属于“硅酸盐工业”的范畴。

1.2陶瓷的发展历史陶瓷的发展史是中华文明史的一个重要的组成部分，中国作为四大文明古国之一，为人类社会的进步和发展做出了卓越的贡献，其中陶瓷的发明和发展更具有独特的意义，中国历史上各朝各代有着不同艺术风格和不同技术特点。

中国是世界上最早应用陶器的国家之一，而中国瓷器因其极高的实用性和艺术性而备受世人的推崇.在中国，制陶技艺的产生可追溯到纪元前4500年至前2500年的时代，汉族劳动人民在科学技术上的成果以及对美的追求与塑造，在许多方面都是通过陶瓷制作来体现的，并形成各时代非常典型的技术与艺术特征。

夏朝以前发展的标志是彩陶。

其中有较为典型的仰韶文化、以及在甘肃发现的稍晚的马家窑与齐家文化等等，解放后在西安半坡史前遗址出土了大量制作精美的彩陶器，令人叹为观止.汉朝，陶器受到了更为确切的重视,在这一时期，烧造技艺有所发展，较为坚致的釉陶普遍出现，汉字中开始出现“瓷”字。

同时，通过新疆、波斯至叙利亚的通商路线，中国与罗马帝国开始交往，促使东西方文化往来交流，从此一时期的陶瓷器物中也可以看出外来影响的端倪。

唐代，陶瓷的工艺技术改进巨大，许多精细瓷器品种大量出现，即使用当今的技术鉴测标准来衡量，它们也算得上是真正的优质瓷器。

尤其以唐三彩最为出名。

唐末五代十国出现了一个陶瓷新品种——柴窑瓷（萧窑），质地之优被广为传颂，但传世者极为罕见。

宋朝陶瓷业得到了蓬勃发展，并开始对欧洲及南洋诸国大量输出。

以钧、汝、官、哥、定为代表的众多有各自特色的名窑在全国各地兴起，产品在色品种日趋丰富。

公元1280年，元朝建立，枢府窑出现，景德镇开始成为中国陶瓷产业中心，其名声远扬世界各地。

景德镇生产的白瓷与釉下蓝色纹饰形成鲜明对比，青花瓷自此起兴文化在以后的各个历史时期也一直深受人们的喜爱。

明朝,景德镇的陶瓷制造业在世界上是绝对最好的，在工艺技术和艺术水平上独占突出地位，尤其是青花瓷达到了登峰造极的地步。

此外，福建的德化窑、浙江的龙泉窑、河北的磁州窑也都以各自风格迥异的优质陶瓷蜚声于世。

清朝,其中康熙、雍正、乾隆三代被认为是整个清朝统治下陶瓷业最为辉煌的时期，工艺技术较为复杂的产品多有出现，各种颜色釉及釉上彩异常丰富。

现代随着近代科学技术的发展，近百年来又出现了许多新的陶瓷品种。

它们不再使用或很少使用粘土、长石、石英等传统陶瓷原料，而是使用其他特殊原料，甚至扩大到非硅酸盐，非氧化物的范围，并且出现了许多新的工艺。

2.陶瓷原料与配方2.1粘土制造陶器与瓷器用的天然矿物或岩石。

主要有粘土、石英、长石三大类。

从工艺角度讲，粘土是可塑性原料，石英是瘠性原料，长石是熔剂原料。

将这些原料进行配方和制备，作陶瓷器成型的坯料和釉料。

粘土,一般粘土质原料的总称。

粘土(英语：clay)，又作黏土，是颗粒非常小的可塑的硅铝酸盐。

主体化学成分是二氧化硅 (SiO2)、氧化铝（Al2O3）和水。

除了铝外，粘土还包含少量镁、铁、钠、钾和钙，是一种重要的矿物原料。

它包括高岭土、瓷石、叙永土、膨润土、叶蜡石以及一些含杂质较多的粘土页岩、沉积粘土等。

高岭土等前 5种粘土质原料质地较纯,其中纯度较高的灼烧后呈白色,是瓷器和精陶器生产中广泛使用的原料。

例如高岭土以高岭石为主要粘土矿物，瓷石、叙永土、膨润土、叶蜡石分别以伊利石、多水高岭石、微晶高岭石、叶蜡石为主要粘土矿物。

尽管这些粘土各有不同的化学组成和各自的矿物类型，但它们有一些共同的特性，如粉碎后与水掺和能产生可塑性，成型的生坯在干燥后有足够的强度即结合性，烧成后能转变成坚实的岩石般物质。

这些重要性质成为陶瓷器成型和烧成的工艺基础，也是远古时代发明陶器和现代陶瓷器制造所依赖的基本特性。

高岭土一般质地较纯,结晶结构较完整,可塑性适中，是瓷器制造中最常用的原料。

高岭土首先在中国江西浮梁县东乡高岭村发现,因此而得名,并为国际通用。

中国苏州的阳山土，捷克斯洛伐克的蔡特立兹(Zettlitz)高岭土，英国的康瓦尔(Cornwall)瓷土等都属于高岭土类型。

膨润土颗粒较小,可塑性强,烧成收缩大。

叙永土以具有管状结晶结构的多水高岭石为主，故含水率高，烧成收缩大。

瓷石中除伊利石外，一般含石英等矿物，其特点是可以单独烧成成瓷。

但成瓷温度偏低，如果温度掌握不当，产品容易变形。

景德镇过去单一使用瓷石为原料制成坯料，自中国明代以来改为掺和高岭土配成元配方坯料，以提高产品质量与产量。

粘土除含有粘土矿物外，在自然界形成过程中还混有一定量的杂质。

常见的杂质有铁的氧化物或含铁矿物，以及含钙、镁、钛的矿物和长石与石英等风化后的残留物。

其中含铁、钛的矿物会使粘土在烧成后呈色，因此在坯料制备中须采用淘洗、电泳、磁性分离等处理措施，使粘土得到净化而增加制品的白度。

2.2石英石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2 。

石英砂的颜色多种多样常为乳白色、无色、灰色。

硬度为7，性脆，无解理，贝壳状断口。

油脂光泽，密度为2.65g/cm3，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点1750℃,具压电性。

石英在自然界中分布很广，一般质地较纯。

石英存在的形式很多，陶瓷生产中使用的一般为脉石英或石英岩，其SiO2的含量都在97％以上。

石英岩粉碎后与水掺和时不具有可塑性，因此利用它作为常温下坯料可塑性的调整剂。

石英在高温中有适当的膨胀性，可以补偿坯体的收缩，减少变形，提高坯体的机械强度。

2.3长石长石，长石在1160℃高温条件下分解熔融成粘稠的液态物质，可填充在坯体的空隙中以增进坯体的致密度，提高透光度。

这种作用称为熔剂作用。

长石的熔融物还能溶解石英及粘土类原料，促进莫来石的形成，使产品获得较高的机械强度。

瓷器生产中常用的长石为钾长石。

这种长石呈粉红色或灰白色,结晶明晰,易于坼裂。

中国辽宁海城、湖南平江、山西闻喜均有优质长石资源。

挪威长石也很有名。

伟晶花岗岩和霞石正长岩都是含长石的矿物。

伟晶花岗岩中长石含量为60～70％，石英含量为25～30％;霞石正长岩中主要含长石,还含绢云母、高岭石和石英等。

这两种岩石均可代替长石作熔剂原料。

2.4胚料配方坯料配方，由于各地天然矿物岩石的成因不尽相同，组成与性质差异较大，因此有些地区在制瓷配方中采用单一原料，有的地区采用两种或两种以上的原料进行配方，以求物理和化学性质能符合生产各阶段的要求。

日用陶瓷器坯料的配方必须以天然矿物原料的性质为基础。

首先确定成陶或成瓷以及所采用的成型方法，再按坯料的化学成分、可塑性、结合性、干燥收缩、烧结性、烧成收缩和制品性能等因素，综合确定坯料配方。

根据坯料不同配方，形成长石质瓷、绢云母质瓷、骨瓷、滑石瓷、硬质精陶等几种瓷质或陶质类型。

2.5釉料配方釉料配方，以粘土、石英、长石为基本原料，要求纯度高，而且在配比上需作较大调整，使其能在高温中熔融成半流动体的玻璃态物质。

在釉料配制中还经常选用一些化工原料，使釉料的性质满足美观与使用的要求。

较常用的化工原料有Ca、Mg、Zn、Ba、B的氧化物、碳酸盐类。

自然界较纯的矿物，如方解石、白云石、硼砂等也可以使用。

3.新型陶瓷3.1氧化物陶瓷氧化锆陶瓷（ZrO2）,ZrO2陶瓷硬度高，莫氏硬度6.5。

可以制成冷成型工具、整形模、拉丝模、切削刀具等。

ZrO2陶瓷强度高，韧性好，室温抗压强度达2100MPa，1000℃时为1190MPa。

最好的韧化陶瓷抗弯强度达2000MPa，断裂韧度达9MPa·m1/2。

用来制造发动机构件，如推杆、连杆、轴承、气缸内衬、活塞帽等。

ZrO2陶瓷的耐火度高，比热和导热系数小，是理想的高温绝热材料；化学稳定性好，高温时仍能抗酸性和中性物质的腐蚀。

ZrO2坩锅用于冶炼金属及合金，如铂（Pt）、钯(Pd)、铷(Rb)、铑(Rh)的冶炼和提纯。

对钢液很稳定，是连续铸锭用的耐火材料。

ZrO2陶瓷的电性能随稳定剂的种类、含量和测试温度不同而变化。

纯ZrO2是良好的绝缘体，室温比电阻高达1015Ω·m。

加入稳定剂后，其电阻率明显增加。

所以稳定ZrO2陶瓷在高温下是离子导电陶瓷。

稳定后的ZrO2陶瓷有氧缺位，可作为气敏元件。

氧化锆(ZrO2)固体电解质在一定条件下，有传递氧离子的特性，可以制成高温燃料电池固体电解质隔膜，钢液氧的探测头等。

此外利用氧化锆（ZrO2）相变特性，将氧化锆(ZrO2)加到一系列其它氧化物基体中如莫来石、氧化铝、尖晶石等，可改善这些氧化物的韧性，如氧化锆增韧氧化铝（ZTA），即含有氧化锆的ZTA陶瓷，强度可高达1200MPa，韧性为16MPa ∕m2。

氧化镁陶瓷（MgO）, 氧化镁属立方晶系，MgO的热膨胀系数大，有较高的蒸汽压，熔点为2800℃，但在2300℃以上易挥发；高温下的比体积电阻（35V/mm）大，具有良好的绝缘性。

氧化镁陶瓷是典型的碱性陶瓷。

氧化镁陶瓷使用温度比氧化铝陶瓷高，其使用温度在氧化气氛下高达2200℃，还原气氛下高达1700℃，在真空中可以达到1600～1700℃。

在空气中，特别是在潮湿的空气中，氧化镁陶瓷极易水化成工业Mg(OH)2，氧化镁陶瓷制造时应特别注意。

高纯氧化镁陶瓷对金属和碱性溶液有很强的抗侵蚀能力，作为熔化高纯铁及合金以及镍、钍、铀、锡、铅、锌、铜、钴及其合金等的坩锅；作为盛装熔融氧化铝和铝盐的容器；用氧化镁制造的热电偶保护管用于测量2000℃以上的高温。

氧化镁陶瓷还可以作高温炉炉衬。

3.2非氧化物陶瓷非氧化物陶瓷主要有碳化物、氮化物、硅化物、硼化物等。

它们的熔点高，从2000℃几乎到4000℃，硬度大，还有金属的特性，如金属光泽。

有很高的高温机械强度、热震稳定性及化学稳定性。

典型的非氧化物陶瓷有碳化硅(SiC)、碳化钛(TiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、硼化锆和二硅化钼等。