陶瓷的概念及生产工艺.docx

陶瓷简介陶瓷(Ceranics)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、长石、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”(Silicate Industry)的范畴。 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美国和欧洲一些国家的文献已将“Ceramic”一词理解为各种无机非金属固体材料的通称。因此陶瓷的含义实际上已远远超越过去狭窄的传统观念了 迄今为止，陶瓷器的界说似可概括地作如下描述：陶瓷是用铝硅酸盐矿物或某些氧化物等为主要原料，依照人的意图通过特定的化学工艺在高温下以一定的温度和气氛制成的具有一定型式的工艺岩石。表面可施釉或不施釉，若干瓷质还具有不同程度的半透明度，通体是由一种或多种晶体或与无定形胶结物及气孔或与熟料包裹体等微观结构组成。 陶瓷工业是硅酸盐工业的主要分支之一，属于无机化学工业范围但现代科学高度综合，互相渗透，从整个陶瓷工业制造工艺的内容来分析，它的错综复杂与牵涉之广，显然不是仅用无机化学的理论所能概括的。 陶瓷制品的品种繁多，它们之间的化学成分矿物组成，物理性质，以及制造方法，常常互相接近交错，无明显的界限，而在应用上却有很大的区别。因此很难硬性地归纳为几个系统，详细的分类法各家说法不一，到现在国际上还没有一个统一的分类方法。常用的有如下两种从不同角度出发的分类法： (一)按用途的不同分类 1日用陶瓷：如餐具、茶具、缸，坛、盆。罐等。 2艺术陶瓷：如花瓶、雕塑品陈设品等。 3工业陶瓷：指应用于各种工业的陶瓷制品，又分： (1)建筑一卫生陶瓷：如砖瓦，排水管、面砖，外墙砖，卫生洁其等， (2)化工陶瓷：用于各种化学工业的耐酸容器、管道，塔、泵、阀以及搪砌反应锅的耐酸砖、灰等； (3)化学瓷用于化学实验室的瓷坩埚、蒸发皿，燃烧舟，研体等 (4)电瓷：用于电力工业高低压输电线路上的绝缘子。电机用套管，支柱绝缘于、低压电器和照明用绝缘子，以及电讯用 绝缘子，无线电用绝缘子等： (5)耐火材科：用于各种高温工业窑炉的耐火材料： (6)特种陶瓷：甩于各种现代工业和尖端科学技术的特种陶瓷制品，有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁石质瓷锆英石质 瓷锂质瓷，以及磁性瓷金属陶瓷等 (二)按所用原料及坯体的致密程度分类 可分为：土器(brickware or terra-cotta)， 陶器(potttery)炻器(stone Ware)，半瓷器(semivitreous china)，以至瓷器(130re：elain)，原料是从粗到精，坯体是从粗松多孔，遥步到达致密，烧结，烧成温度也是遂渐从低趋高。 土器是最原始最低级的陶瓷器，一般以一种易熔粘土制造。在某些情况下也可以在粘土中加入熟料或砂与之混合，以减少收缩。这些制品的烧成温度变动很大，要依据粘土的化学组成所含杂质的性质与多少而定。以之制造砖瓦，如气孔率过高，则坯体的抗冻性能不好，过低叉不易挂住砂浆，所以吸水率一般要保持515之间。烧成后坯体的颜色，决定于粘土中着色氧化物的含量和烧成气氛，在氧化焰中烧成多呈黄色或红色，在还原焰中烧成则多呈青色或黑色。我国建筑材料中的青砖，即是用含有Fe2O3的黄色或红色粘土为原料，在临近止火时用还原焰煅烧使Fe203还原为FeON成青色， 陶器可分为普通陶器( cmmon,pottery)和精陶器(Fine earthenware)两类。普通陶器即指土陶盆罐、缸、瓮以及耐火砖等具有多孔性着色坯体的制品。精陶器坯体吸水率仍有41 2，因此有渗透性，没有半透明性，一般白色，也有有色的。釉多采用含铅和硼的易熔釉。它与炻器比较，因熔剂宙量较少，烧成温度不超过1300，所以坯体增未充分烧结；与瓷器比较，对原料的要求较低，坯料的可塑性较大，烧成温度较低。不易变形，因而可以简化制品的成形，装钵和其他工序。但精陶的机械强度和冲击强度比瓷器炻器要小，同时它的釉比上述制品的釉要软，当它的釉层损坏时，多孔的坯体即容易沾污，而影响卫生。 精陶按坯体组成的不同，又可分为：粘土质、石灰质，长石质、熟料质等四种。粘土质精陶接近普通陶器。石灰质精陶以石灰石为熔剂，其制造过程与长石质精陶相似，而质量不及长石质精陶，因之近年来已很少生产，而为长石质精陶所取代。长石质精陶又称硬质精陶，以长石为熔剂是陶器中最完美和使用最广的一种。近世很多国家用以大量生产日用餐具(杯、碟盘予等)及卫生陶器以代替价昂的瓷器。热料精陶是在精陶坯料中加入一定量熟料，目的是减少收缩，避免废品。这种坯料多应用于大型和厚胎制品(如浴盆，太的盥洗盆等)。 炻器在我国古籍上称“石胎瓷”，坯体致密，已完全烧结（sinte ring)，这一点已很接近瓷器。但它还没有玻化(Vitrification)，仍有2以下的吸水率，坯体不透明，有白色的，而多数允许在烧后呈现颜色，所以对原料纯度的要求不及瓷器那样高，原料取给容易。炻器具有很高的强度和良好的热稳定性，很适应于现代机械化洗涤，并能顺利地通过从冰箱到烤炉的温度急变，在国际市场上由于旅游业的发达和饮食的社会化，炻器比之搪陶具有更大的销售量。 半瓷器的坯料接近于瓷器坯料，但烧后仍有35的吸水率(真瓷器true porceiain吸水率在o5以下)，所以它的使用性能不及瓷器，比精陶则要好些。 瓷器是陶瓷器发展的更高阶段它的特征是坯体已完全烧结，完全玻化，因此很致密，对液体和气体都无渗透性，胎薄处星半透明断面呈贝壳状，以舌头去舔，感到光滑而不被粘住硬质瓷(hard porcetain)具有陶瓷器中最好的性能用以制造高级日用器皿，电瓷、化学瓷等。软质瓷(soft porcelain)的熔剂较多，烧成温度较低，因此机械强度不及硬质瓷，热稳定性也较低，但其透明度高，富于装饰性，所以多用于制造艺术陈设瓷。至于熔块瓷(Fritted porcelain)与骨灰磁(bone china)，它们的烧成温度与软质瓷相近，其优缺点也与软质瓷相似，应同属软质瓷的范围。这两类瓷器由于生产中的难度较大(坯体的可塑性和干燥强度都很差，烧成时变形严重)，成本较高，生产并不普遍。英国是骨灰瓷的著名产地，我国唐山也有骨灰瓷生产。 特种陶瓷是随着现代电器，无线电、航空、原子能、冶金，机械化学等工业以及电子计算机，空间技术，新能源开发等尖端科学技术的飞跃发展而发展起来的。这些陶瓷所用的主要原料不再是粘土长石石英，有的坯休也使用一些粘土或长石，然而更多的是采用纯粹的氧化物和具有特殊性能的原料，制造工艺与性能要求也各不相同。陶瓷的概念通俗地讲:用陶土烧制的器皿叫陶器,用瓷土烧制的器皿叫瓷器.陶瓷则是陶器,炻器和瓷器的总称.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,成型,干燥,焙烧等工艺流程制成的器物都可以叫陶瓷. 陶瓷包括的范围较广,有些能耐水,有些并能耐酸.广泛应用于建筑,化工,电力,机械等工业及日用装饰等方面.此外,用粘土以外的其它原料,依陶瓷制造的工艺方法制成的制品,也叫做陶瓷,如块滑石瓷,金属陶瓷,电容器陶瓷,磁性瓷等.广泛应用于无线电,原子能,火箭,半导体等工业.目前,将所有陶瓷制品通称为无机非金属固体材料.从结构上看,一般陶瓷制品是由结晶物质,玻璃态物质和气泡所构成的复杂系统.这些物质在数量上的变化,对陶瓷的性质起着一定程度的影响.陶瓷的老祖宗是硅酸盐,习惯也称硅酸盐陶瓷,由于现代陶瓷发展得非常快,人们进行了大量的试验来改进硅酸盐陶瓷,不断提高配方中氧化铝的含量,加入许多纯度较高的人工全成化合物去代替天然原料,来提高陶瓷的强度,耐高温性和其它性能.后来发现,完全不用天然原料,完全不含硅酸盐,也可以做成陶瓷,而且性能更为优越.于是历来完全由硅酸盐统治着的陶瓷家族,发生了变化,出现了完全,崭新的不属硅酸盐的现代陶瓷. 确切说陶瓷的定义为:陶瓷是天然或人工合成的粉状化合物,经过成形和高温烧结制成的,由金属和非金属元素的无机化合物构成的多晶固体材料.不论是传统的硅酸盐陶瓷,还是现代陶瓷,都包括在这个范围里陶瓷的组成陶瓷原料包括高岭土、粘土、瓷石、瓷土、着色剂、青花料、石灰釉、石灰碱釉等。 高岭土陶瓷原料，是一种主要由高岭石组成的粘土。因首先发现于江西省景德镇东北的高岭村而得名。它的化学实验式为：Al2032Si022H20，重量的百分比依次为：39.50%、46.54%、13.96%。纯净高岭土为致密或松疏的块状，外观呈白色、浅灰色。被其他杂质污染时，可呈黑褐、粉红、米黄色等，具有滑腻感，易用手捏成粉末，煅烧后颜色洁白，耐火度高，是一种优良的制瓷原料。 粘土陶瓷原料是一种含水铝硅酸盐矿物，由长石类岩石经过长期风化与地质作用而生成。它是多种微细矿物的混合体，主要化学组成为二氧化硅、三氧化二铝和结晶水，同时含有少量碱金属、碱土金属氧化物和着色氧化物等。粘土具有独特的可塑性和结合性，其加水膨润后可捏练成泥团，塑造所需要的形状，经焙烧后变得坚硬致密。这种性能，构成了陶瓷制作的工艺基础。粘土是陶瓷生产的基础原料，在自然界中分布广泛，蕴藏量大，种类繁多，是一种宝贵的天然资源。 瓷石也是制作瓷器的原料，是一种由石英、绢云母组成，并有若干长石，高岭土等的岩石状矿物。呈致密块状，外观为白色、灰白色、黄白色、和灰绿色，有的呈玻璃光泽，有的呈土状光泽，断面常呈贝壳状，无明显纹理。瓷石本身含有构成瓷的多种成分，并具有制瓷工艺与烧成所需要的性能。我国很早就利用瓷石来制作瓷器，尢其是江西、湖南、福建等地的传统细瓷生产中，均以瓷石作为主要原料。 瓷土由高岭土、长石、石英等组成，主要成分为二氧化硅和三氧化二铝，并含有少量氧化铁、氧化钛、氧化钙、氧化镁、氧化钾和氧化钠等。它的可塑性能和结合性能均较高，耐火度高，是被普遍使用的制瓷原料。 着色剂存在于陶瓷器的胎、釉之中，起呈色作用。陶瓷中常见的着色剂有计三氧化二铁、氧化铜、氧化钴、氧化锰、二氧化钛等，分别呈现红、绿、蓝、紫、黄等色。 青花料是绘制青花瓷纹饰的原料，即钴土矿物。我国青花料蕴藏较为丰富，江西的乐平、上高、上饶、丰城、赣州，浙江的江山，云南的宜良，会泽、榕峰、宣威、嵩明以及广西、广东、福建等地均有钴土矿蕴藏。我国古代青花瓷使用的青花料一部分来自国外，大部分属国产。进口料中有苏麻离青、回青；常用的国产料有石子青、平等青，浙料、珠明料等。 石灰釉主要物质是氧化钙（Cao），起助熔作用，特点是高温粘度小，易于流釉，釉的玻璃质感强，透明度高，一般釉层较薄，釉面光泽较强，能清晰地刻划纹饰，南宋以前瓷器大多使用石灰釉。 石灰碱釉主要成分为助熔物质氧化钙以及氧化钾（K2o）、氧化钠（Na20）等碱性金属氧化物。特点是高温粘度大，不易流釉，可以施厚釉。在高温焙烧过程中，釉中的空气不能浮出釉面而在釉中形成许多小气泡，使釉中残存一定数量的未溶石英颗粒，并形成大量的钙长石析晶。这些小气泡、石英颗粒和钙长石析晶使进入釉层的光线发生散射，因而使釉层变得乳浊而不透明，产生一种温润如玉的视觉效果。石灰碱釉的发明与运用，是传统青瓷工艺的巨大进步。石灰碱釉出现于北宋汝窑青瓷中。南宋龙泉窑瓷器大量采用石灰碱釉，使釉色呈现出如青玉般的质感，如粉青、梅子青。可以说南宋龙泉青瓷已达到中国陶瓷史上单色釉器的顶峰。陶瓷添加剂1 添加剂的分类 在瓷料中引入各种添加剂是改进瓷器结构和性能的有效方法之一。 根据添加剂对瓷器的结构形成过程的作用机理，添加剂可分为四种类型。第一种包括调节瓷悬浮液凝结触变结构并使其转向凝聚结构的添加剂（电解质、表面活性物质等）。第二种是强化烧结过程，即加速由凝聚结构向结晶和结晶假凝结结构转化的添加剂。第三种是强化新生成物结晶过程的添加剂。第四种是基本不溶于玻璃相熔体的添加剂（锆英石、刚玉等），可作为晶相补充构成源改善瓷器性能，其中包括其光散射效应。后一种添加剂一般比莫来石、石英、玻璃相具有更高的折射指标，从而可提高煅烧材料的光散射能力。 所有添加剂依据组成又可分为独立添加剂和复合添加剂。同时，复合添加剂又可视为独立添加剂的组合。同一种添加剂根据其在结构形成各个阶段对初始成分作用机理的影响，又可能属于不同种类。但是，研究其对结构形成各阶段的影响，有助于确定它的某一最佳作用机理，以此选定最有效的复合材料。 在瓷料制备和热处理条件下，在多分散物系（瓷料）发生的化学反应、理化过程和结构变化，会完全地反映在坯料相组成和材料性能中，因此，最好在分析组成-结构-性能系统关系的基础上预测出结构的大致存在区，指出产生过程和矿化剂的添加剂的作用机理。 2 添加剂于瓷结构形成各阶段的作用 在第一阶段，瓷料的凝结触变结构形成，并向凝聚结构转化。塑性陶瓷坯料的凝结结构起基体作用，在此基础上形成以后的结构类型。凝结触变结构的存在温度范围不大-由室温100-130（第一次内热效应范围）。在去除黏土矿物的水合膜时，凝结触点转变为点接触。某些添加剂，其中包括瓷渣、氧化铝、煅烧高岭土等，基本不与瓷悬浮液发生作用，因此也不影响凝结触变结构；相反，可溶添加剂却极为活跃。同样，它们可分为矿物添加剂（电解质）和有机表面活性物质-絮凝剂和反絮凝剂。 过去曾有人确定，在引入易溶盐的情况下，可以用最少量的添加剂最大限度地降低瓷器的烧结点。在分析不溶矿物添加剂时，必须查明其矿物形式（磨碎度、与其它成分的机械活化能力等）、初始粒度及于瓷料中分布的均匀度。 矿物添加剂-电解质在溶于分散介质时可能会对瓷悬浮液产生胶溶作用（如硼酸盐白垩）和凝结作用（水镁石镁石）。电解质的凝结效果取决于离子价及其浓度：价越高，添加剂含量越少。对于胶溶过程，情况相反，因此即使含钙镁添加剂较少溶于分散介质，也会促进瓷悬浮液的凝结，引入含钠盐杂质的硼酸盐白垩，会促进胶凝。 有机添加剂对凝结触变结构的作用，可用以下例子来说明。 向高岭土悬浮液组成中引入聚丙烯酰胺时，高岭石聚集体的平均尺寸增大，阳离子的交换容量降低。 在瓷料组成中引入液体细菌培养基时，由于细菌的活性，向分散介质中析出外聚糖-促进黏土粒子反絮作用的表面活性物质。由于该过程，陶瓷悬浮单位体积粒子数增加，接触量也相应增多，但其强度比不含添加剂悬浮液中的低。与阻隔分散成分表面吸附中心矿物电解质不同，有机表面活性物质的分子吸附在高岭石粒子的缺口和边棱上，中和其正电荷。系统中存有这种电荷，会形成平面 - 边棱型空间凝结结构。同时，聚集体内部分氢键会受陨，其尺寸减小。中和正电荷的目的之一，就是增加粒子的负电荷总量，提高其稳定性，延缓触变恢复。 鉴于此，形成凝结触变结构的一个重要条件就是添加剂于瓷悬浮液分布的均匀度。引入可溶添加剂有助于改变分散相粒子凝结触点量和类型。 在干燥瓷料时，黏土粒子的水合膜消除：凝结触点转变为凝聚触点，直至出现凝聚结晶触点；物质通过蒸汽相迁移，并以非结晶和弱结晶氧化物和氢氧化物膜（将某些粒子强固结合成聚集体）的形式使其沉淀于分散相，主要是黏土成分的粒子上。 在第二阶段，瓷悬浮液硬质分散相的结晶结构于400800范围形成。由于添加剂在该温度范围的参与，致使在成分的相结构变化及初始烧结阶段动力学方面都存在着差异。 当温度长至超过凝聚结构存在范围的程度时，发生脱羟基化反应的有如下矿物：铝硅酸盐-高岭石、白云母等、氢氧化铁-针铁矿、含水针铁矿、氢氧化镁-水镁石；发生脱碳反应的是菱铁矿、方解石等。 在此情况下，含矿化剂添加剂瓷料的最低温度（570600）和内热效应范围宽度（465730）可能基本无变化。在坯料组成中引入其它添加剂，如水镁石，会移动最低温度，扩大吸热效应范围。这种移动是由355480范围的吸热效应所致，而该 效应又与水镁石的脱水作用有关。 消除配位OH粒子，可能伴随有矿物晶格重建和中间物形成。 不含添加剂瓷料的烧结点在930950范围。含水溶添加剂或水镁石瓷料的相同过程向较低温区移动了30200。因为在不同组成瓷系区固相烧结过程的动力仍相同（表面能），所以含添加剂瓷料的性状差别可能仅与物质的不同迁移机理有关：蒸发 - 凝聚、表面和体积扩散。 扩大粒子-粒子和粒子-薄膜触点界面的化学势差别，是活化物质迁移的动力。这就决定了在固相烧结时热扩散过程在结晶结构形成中的主导地位。 因矿物热损失而出现的游离氧化物此时深入到偏高岭石晶格中，补偿剩余负电荷，并形成不稳定的中间细散相-固溶体。 总之，在结晶结构形成过程中，瓷的固相中参与有两类添加剂：第一类为可溶添加剂，坯料干燥时凝聚在黏土粒子上，直至出现凝聚结晶结构；第二类为矿物添加剂，通过400800范围的脱水和脱碳作用而损坏。这两类添加剂热活化偏高岭石的分解过程，从而形成中间化合物-莫来石形成活化中心。 在第三阶段，假凝结结晶结构于800900至1000范围形成。在该温度范围出现的共熔物决定了通过液相作用的分散相的新相界面，并形成假凝结触点。液相依靠扩散和粘滞强化物质的迁移过程。 在假凝结结晶结构形成区持续有固相反应，同时由偏高岭石分解物于仍保持规整性的非晶化长石颗粒内形成莫来石。这种固相反应具有局部化学性质，并根据结构遗传理论实施。 随着温度的提高，偏高岭石的分解固相反应使其非晶化并部分分离为氧化物。但是由于固态扩散的困难性，偏高岭石不会完全分离。因此，与氧化物同时参与的还有具备部分规则结构的原子团。 在所形成材料的多相结构中，尖晶石类矿物的晶体可能成为晶化中心-产生莫来石晶体的晶核。沿高岭石晶粒形成的莫来石晶体比原始高岭石粒子小得多，但却保持与其相同的定位和均质性。在偏高岭石转化成莫来石过程中必须注意，偏高岭石分离成氧化物和原子团时具有比表面极大的特点，因此可能会产生晶化中心的多相形成物。此外，生长中的晶体尺寸受原始材料粒子尺寸的制约。在这一煅烧过程阶段的扩散进行缓慢。 这样，莫来石的形成速度就主要取决于晶化中心的形成速度，而且后者与所形成尖晶石类矿物的体积成比例。因此，在瓷结构形成过程中原子团的出现起着重要作用。如果所形成原子团的的尺寸超过某一极限值，则真继续生长；如果它的尺寸小于极限值，则原子团溶解。矿化剂可以改变假凝结结晶结构的形成过程。 第一，添加矿化剂可通过形成共熔物将熔融物产生点移向较低温区，并相应改变熔融物的结构和性能。例如，在瓷料中引入氧化镁添加剂或氧化镁和氧化锌构成的复合添加剂时，液相的出现温度降低了100120，表观粘度也随之降低。 第二，添加第二族金属氧化物（CaO、MgO、ZnO、BaO）可将第一次放热效应最高值温度移动2070，将表观粘度-温度关系曲线最高值温度移动2050。 外效应的性质与尖晶石类矿物的晶化和莫来石晶核的形成有关。少量金属氧化物添加剂的作用是：氧化镁促进尖晶石类矿物的形成；氧化钙使原子团转变为作为莫来石晶化晶种的钙铝黄长石。因为莫来石的晶化过程与成核生长模型相符，而氧化钙和氧化镁添加剂又能通过对偏高岭石的选择作用强化了分离，所以自发成核作用向较低温区进行了移动。此时，莫来石的晶化速度大大加快 第三，共熔物粘度较低，从而加快热扩散过程，提高其溶解能力。 偏高岭石转化物显微结构的特点是：其中一个相-莫来石以小岛形式分布于被铝硅酸盐原子团包裹的另一由无定形氧化硅粒子代表的相内。随着温度的提高，在参与有矿化剂形成的共熔物内无定形氧化硅溶解，平衡位移，而后原子团分离。 第四，引入添加剂可依靠粘滞流强化瓷料的烧结过程，在瓷料混合物各成分之间出现液膜，活化非晶化长石颗粒和偏高岭石分解物之间的热扩散过程，从而构成于非晶化长石颗粒内形成莫来石的基础。 第五，在偏高岭石于800900范围内分离的情况下，与氧化铝和氧化硅析出的同时形成磁有序相，当进一步加热到950以上时该相损坏，并转入顺磁状态。同时，由于适合铁的莫来石类质同晶容量小，较少部分铁离子进入莫来石结构，大部分以原子团形式于加热物多相系统析出。 在第四阶段，玻璃相熔融物中的新生成物晶化。该阶段与同固相反应的液相烧结相符（11001400）。加速液相熔融，与共熔物的出现密切相关。矿化剂于液相熔融物内新生物晶化过程中的作用是：在钙镁硅酸盐添加剂（透灰石、透闪石）的参与下改变化学组成和玻璃相熔融物产生过程动力学。钙镁硅酸盐添加剂与其他矿物添加剂（水镁石、白垩、镁石等）不同，它的熔融温度较高。 此外，在瓷结构于固相烧结阶段形成时，也形成中间相。如果固溶体由非晶形状态物质生成，则它具有较高的溶解性。当进一步加热构成溶解成分量很高的条件时，固溶体可能分解，而在较高的温度下它又重新生成。根据结构遗传规则，在这种系统内会重新出现结构与原始物质结构具有极小差别的相。 因此，在出现大量铝硅酸盐熔融物的结构形成阶段，发生一次莫来石溶解、原子团-偏高岭石的分解物最终溶解是完全必然的。 3结束语 借助现代理化分析法，可以极可靠地阐述添加剂对瓷结构形成过程的作用。在制瓷工艺中使用的添加剂可分为四种类型： 调整瓷料凝结触变结构的添加剂；调整固相反应阶段烧结过程的添加剂；强化新生物晶化过程的添加剂；对冷却玻璃相时所形成铝硅酸盐熔融物溶解能力迟钝并赋予材料一系列重要性能的添加剂。 使用氧化镁和氧化钙添加剂，可大大强化形成结晶的晶化过程。依靠复合添加剂的作用改变瓷的相组成和结构。有助于提高其成熟程度和改善它的性能。陶瓷生产工艺流程可型成形注浆成形 坯料 精制 坯 装陶瓷原料| 内外施釉 体 坯釉料- 烧 自 选 釉 烤 彩 包 入 胎 成 瓷 瓷 绘 花 选 装 库 1 坯料制配工艺 A、搅拌工艺： 单一陶瓷原料按配方过磅投放搅拌池搅拌均匀抽浆高位池过筛（2次）除铁（2次）沉浆池抽浆榨泥粗练陈腐（15天）精练（2次）送成形配用。 B、球磨工艺： 单一陶瓷原料按配方过磅投放球磨机中按比例加水球麻定时抽浆检测细度放浆沉浆池过筛（2次）除铁（2次）沉浆池抽浆榨泥粗练（2次）陈腐（15天）精练（2次）送成形配用。 2 釉料制配工艺 A、釉用单一原料按配方过磅投放球磨机中按比例加水球磨定时抽浆检测细度放浆过筛（2次）除铁（3次）存浆池陈腐备用。 3 日用陶瓷成形工艺流程 A、机压成形工艺流程 泥料切泥片压坯带模干燥脱模坯体干燥磨坯捺水施内釉捺外水沾外釉取釉扫灰检验装匣烧成。 B、注浆成开工艺流程 泥料化浆高位浆桶注浆添浆倒出余浆带模干燥起坯利假口坯体干燥汤釉接把嘴补外水沾釉扫灰检验装匣烧成。陶瓷生产工艺流程一、陶瓷生产过程的特点 陶瓷产品的生产过程是指从投入原料开始，一直到把陶瓷产品生产出来为止的全过程。它是劳动者利用一定的劳动工具，按照一定的方法和步骤，直接或间接地作用于劳动对象，使之成为具有使用价值的陶瓷产品的过程。在陶瓷生产过程的一些工序中，如陶瓷坯料的陈腐、坯件的自然干燥过程等。还需要借助自然力的作用。使劳动对象发生物理的或化学的变化，这时，生产过程就是劳动过程和自然过程的结合。 一般来说，陶瓷生产过程包括坯料制造、坯体成型、瓷器烧结等三个基本阶段。同时陶瓷生产过程的组成可按生产各阶段的不同作用分为生产技术准备过程、基本生产过程、辅助生产过程和生产服务过程。 作为社会化大生产的陶瓷生产过程，和其他一些行业的生产过程相比较，具有以下几个特点： 1陶瓷生产过程是一种流程式的生产过程，连续性较低。陶瓷原料由工厂的一端投入生产，顺序经过连续加工，最后成为成品，整个工艺过程较复杂，工序之间连续化程度较低。隧道窑虽然是连续生产，但其速度尚不能与成型工艺的流水作业线相配合，需要做存坯、装坯和装窑等一系列烧成准备工作。工艺陈设瓷的生产更是带有浓厚的手工作坊式色彩，缺少工业化生产的规模与条件。因此进行工艺革新，实现连续化生产，对于提高陶瓷工业劳动生产率，创造更大的经济效益具有重要作用。 2陶瓷生产过程的机械化、自动化程度较低。陶瓷工业是我国的传统工业，又是劳动密集型产业长期的习惯观念认为，技术不是这个行业的主要因素，因而忽略了对其的技术改造，再加上国家资金有限，陶瓷工业技术装备长期处于落后状况，机械化和自动化程度相当低，大部分机械设备只相当于先进制瓷国家五六十年代的水平，有的甚至处于二三十年代水平；彩绘、检验、包装等工序还依靠手工操作。 3陶瓷生产周期较长。陶瓷产品的生产周期，是指从原材料投入生产开始，经过各道工序加工直到成品出产为止，所经过的全部日历时间。包括基本作业时间、多余时间和无效时间。陶瓷生产的周期较长，从矿山采掘、原料处理、产品成型、锻烧到销售，工序多，过程长，但在陶瓷生产周期中，真正利用的基本作业时间所占的比重是不大的，一般在30一40左右，时间的利用率较低。因此，减少或消除作业中的多余和无效时间，增加基本作业时问的比重，这是陶瓷企业亟需解决的问题，有待于在企业保证产品质量的前提下，开发新技术，提高企业管理水平，去缩短陶瓷产品的生产周期。 4陶瓷生产过程中辅助材料如石膏模型、匣钵等消耗量大。石膏模型是采用可塑法或泥浆法成型坯件的重要辅助材料，其强度较低，耐热性差，使用寿命较短，所以在陶瓷企业中消耗量很大。由于废石膏的利用尚未得到满意解决，给厂区环境带来了影响。匣钵是陶瓷制品在烧成工艺中作为承烧物的耐火材料制品，匣钵的使用次数一般在1015次，匣钵质量的低劣往往造成制品变形、落渣、火刺等一系列缺陷因此，如何提高石膏模和匣钵的质量，延长它们的使用寿命，以及解决废石膏模和匣钵的利用问题，是值得陶瓷企业认真研究的重要课题之。 5陶瓷生产需要消耗大量的能源。陶瓷生产过程中，坯体瓷化、釉层玻化需在1000左右高温条件下进行，日用陶瓷和电工陶瓷的烧成更需要在1300以上，加上各种机械和电器也需要消耗能源而获得动力因此，陶瓷生产过程中需要消耗大量的能源。据统计，陶瓷工业生产成本中，燃料要占30以上，在我国，用于燃料的平均成本费用更高达40。居各项成本的首位。 6运输是陶瓷企业生产过程的重要环节。陶瓷生产过程使用的原料品种繁多，生产出的半成品、成品及产生的余料、废料等，具有数量多运输量大的特点。此外，在陶瓷生产操作过程中，运输也占有相当重要的份量如：球磨机的装料、榨泥机的卸料、坯泥及半成品的运输、制件的成型上釉等等。这就要求陶瓷企业一方面在厂址选择、空间布置、厂内运输线路的安排等方面力求合理，尽量减少运输量，另一方面力求实现陶瓷企业运输操作的机械化、自动化，减轻工人的劳动强度。 7陶瓷生产过程中产生的烟气、粉尘、固体废料和工业废水污染环境较严重。目前我国陶瓷工业所使用的窑炉多以煤和重油作为能源，会排出不少的烟气，企业对此要严格控制烟尘浓度和二氧化硫浓度，使之符合国家允许的排放标准。力争采用煤气烧窑，减少对大气的污染。成型修坯车间应装有吸尘器，避免粉尘污染。榨泥机排出的废水应尽量回收，反复使用，废匣片、废瓷片也应尽量回收粉碎，继续使用。 8陶瓷生产过程的专业化和协作水平较低。长期以来，陶瓷工业企业问的相互协作配合水平不高，大而全、小而全的“全能”工厂比重大，辅助性服务方面的专业化、社会化程度低。如陶瓷企业几乎都有原料、成型、烧成、彩绘、包装与机修等车间和工段，这就使设备不能充分利用，劳动生产率低下。今后，必须按照专业化协作的原则改造我们的陶瓷工业企业组织结构，向组织结构合理化要潜力。 二、合理组织生产过程的基本要求 为了保证陶瓷企业生产过程能顺利进行，必须对生产过程进行科学、合理地组织，使整个陶瓷生产过程的各工艺阶段、各个生产环节和各道工序之问都互相衔接，密切配合，使产品在生产过程中行程最短，时间最少，耗费量最小，效益最高。要达到上述目的，必须注意按下列要求组织陶瓷企业生产过程： 1生产过程的连续性。即产品在生产过程的各个工艺阶段、各个工序之间的移动，在时间上是紧密衔接的、连续的，不发生或很少发生中断现象。也就是说在整个陶瓷生产过程中劳动对象始终处于运动状态，没有或很少要停顿与等待现象。保持和提高陶瓷生产过程的连续性，可以缩短产品的生产周期，减少在制品的数量，加速流动资金的周转；可以更好地利用物资、设备和生产面积，减少产品在停放等待时可能发生的损失；有利于改善产品的质量。 陶瓷产品生产过程的连续性，在不同的生产阶段表现出不同的特点。制泥工艺过程产品单一，属大量生产，机械化程度高，劳动对象属于连续不断的流动状态，但生产操作中运输工作占很大比重，原料的停放、等待时间较长。成型工艺阶段多属小批量生产，产品品种规格较多，劳动对象处于周期、轮番地连续状态。焙烧工艺过程主要是在窑炉中进行的，坯体成批送入，成品成批输出，处于周期性的连续生产状态。 针对陶瓷企业机械化、自动化水平不高，搬运工作量大的特点，要保证和提高其生产过程的连续性，首先，在企业和车间内部要有一个符合工艺路线次序的总体布置，使生产流程所经过的路线尽量短，减少厂内运输距离和时间；第二，要提高运输工作的机械化、自动化水平，减少工人搬运量；第三，要作好生产技术准备工作和日常生产服务工作，减少停工待料时间。 2生产过程的比例性。即在整个陶瓷生产过程中，基本生产过程同辅助生产过程之间，生产各个阶段、各个工序之间，在生产能力上保持一定的比例关系。这是客观经济规律的要求，也是组织陶瓷现代化生产的必然结果。保持生产过程的连续性，可以充分利用陶瓷企业的人力、设备和生产面积，减少产品在生产过程中的停放等待时间，保证各个环节均衡地、成套地出产产品。 为了保持生产过程的比例性，在工厂设计或生产系统设计时，就要正确规定生产过程的各个环节、各种机器设备、各工种工人在数量和生产能力方面的比例关系。在陶瓷生产中，各环节之间应保持的比例关系有：坯料制备能力与坯体成型能力，坯体成型能力与生坯干燥能力，成型能力与烧结能力，白瓷制造能力与彩绘能力，生产过程的各种设备能力，设备维修同基本生产。原燃材料提供能力与基本生产需要，工艺过程与检验过程、运输过程之间的比例等等。 比例性对于陶瓷企业的设计，现有工厂的技术改造，各种生产设备的革新。生产计划的安排和日常生产的组织等具有重要的意义在陶瓷生产的发展过程中，由于新技术的采用、产品结构的变化、质量的提高、原材料条件的变化和工艺革新等等，都会改变原来的比例关系，出现新的不平衡现象。因此，必须采取措施，加强生产组织工作，及时调整各种比例不协调的现象，建立新的比例关系以适应变化了的情况，保证陶瓷企业生产的发展。 3生产过程的节奏性。节奏性亦即均衡性，是指生产过程从投料到最后完工产品入库，各阶段、各工序生产都能保持按计划有节奏地进行，要求在相同的时间间隔内，生产大致相同数量或递增数量的产品，避免前松后紧，即月初完不成任务，月末加班加点突击完成任务那种不正常现象的发生。均衡地进行生产，能够充分利用设备和人力，防止突击赶工，有利于保证和提高产品质量，避免资金积压和各种损失浪费，还有利于安全生产和保持企业的正常生产秩序。 生产过程的节奏性应当体现在原材料投入、生产和出产产品三个方面。出产节奏性是计算原科、坯料投入以及生产节奏性的基础，而投人节奏性和生产节奏性又是出产节奏性的可靠保证。因此，陶瓷企业要加强计划组织工作，使各个生产环节协调进行，注意及时投料、及时成型和及时焙烧，以及日常生产准备和生产控制。 4生产过程的平行性。即各个阶段、各个工序之间平行交叉地进行作业，它们在时间上是连续的，在空间上是并存的。不仅生产的各主要环节如陶瓷生产中的原料处理、成型、焙烧是平行地进行工作，而且一个生产环节中的基本生产环节和辅助生产环节也是平行地进行工作。生产过程的平行性对缩短生产周期，加速资金周转，减少在制品的数量，合理使用生产设备和仓库占地面积有着重要的作用和意义。 生产过程的平行性，实质上是为了使生产过程的连续性得到进一步体现而提出的一种更高要求。为达到这一要求，首先必须保持生产过程的比例性，否则，即使个别设备或人力的不足，都会形成薄弱环节，影响整个生产过程的正常进行。 5生产过程的适应性。是指生产过程适应市场多变的特点，能灵活进行多品种小批量生产，以不断满足社会需要的适应能力。一个企业要实现生产过程的合理组织，除了要达到前面四项基本要求外，还应有生产过程适应性这一要求。即当产品品种发生变动时，就可以用最少的投资，以最快的速度，灵活地调整生产过程，以便顺利而及时地转人新产品的生产，否则，便会因产品陈旧过时而被淘汰。 由于陶瓷科学技术的不断发展。以及市场对陶瓷新产品的需求日益增加，迫使陶瓷企业要不断发展新产品，而不能不考虑产品的变动这个因素对合理组织生产过程带来的问题和产生的影响。为了增强适应性，陶瓷企业不仅需要大力提高科学技术应用水平和新产品的研究能力，不断使产品更新换代，还必须采用计划评审法、成组工艺和多品种混流生产等先进的生产组织方法，采用适应性强的机器设备以及柔性生产制造系统，以适应生产变动的需要。 从以上阐述的合理组织陶瓷生产过程的基本要求可以看出，生产过程的连续性、比例性、节奏性、平行性和适应性这五项基本要求之间是互相联系、互相制约的，生产过程的比例性和平行性是实现连续性的前提。而比例性、平行性和连续性又是实现节奏性的前提。因此，在组织陶瓷生产过程时，必须对上述基本要求全面加以综合考虑。陶瓷制作工艺基本知识陶瓷制作工艺的基本知识陶瓷原料陶瓷原料主要来自岩石，而岩石大体都是由硅和铝构成的。陶瓷也是用这类岩石作原料，经过人工加热使之坚固，很类似火成岩的生成。因此从化学上来说，陶瓷的成分与岩石的成分没有什么大的区别。如果是硅和铝所构成的陶瓷，其主要原料有以下几种： 1、石英化学成分是纯粹的二氧化硅（SiO2），又名硅石。这种矿物即使碎成细粉也无粘性，可用来弥补陶瓷原料过粘的缺点。在780以上时便不稳定而变成鳞石英，在1730时开始熔融。 2、长石是以二氧化硅及氧化铝为主，又夹杂钠、钾、钙等的化合物。因其所含分量多寡不同，又有许多种类。一般有将含长石较多的岩石叫作长石的，也有以它的产地来命名的。现在把长石中具有代表性的几种和它们的成分列于表1。其中前三种是纯粹的理论成分，后一类则含有岩石中所有的不纯物质。 钠长石与钙长石以各种比例互相熔解，变成多种多样的长石。这些总称为“斜长石”，它的性质依其中所含钠长石与钙长石的比例而定。还有一种和正长石（钾长石）为同样成分而形状稍有变异的，至今也多误传为正长石，其实这种应该叫做“微斜长石”。 3、瓷土（又名“高岭土”）瓷土（H4Al2Si2O9）是陶瓷的主要原料。它是以产于世界第一窑厂的中国景德镇附近的高岭而