陶瓷工艺学

于岩，女，福州大学教授，博导，教务处处长。福

建省科技创新领军人才。兼任中国材料研究学会理事，福建省硅酸盐学会理事长。

主持并完成国家自然科学基金重点、面上项目及科技部重点研发计划课题等10余项科研项目，发表各类学

术论文230余篇，出版学术专著6部，教材6部。以第

一完成人获福建省科技进步一等奖2项、二等奖1项，获中国材料研究学会等科技奖励4项。

主讲4门国家一流课程，主持教育部新工科项目2项，

主讲教育部课程思政示范课程、虚拟教研室项目等。获福建省教学成果特等奖3项。

第1章走进陶瓷

1.1传统陶瓷

1.2现代陶瓷

1.3陶瓷的微观世界

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参考文献

第2章陶瓷原料

2.1传统陶瓷原料

2.2发展中的陶瓷粉体制备新技术

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第3章陶瓷坯釉料制备

3.1陶瓷坯料配方

3.2原料处理

3.3坯料制备

3.4釉料制备

3.5发展中的陶瓷坯釉制备新工艺217

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第4章陶瓷成型

4.1成型方法的分类与选择

4.2可塑成型

4.3注浆成型

4.4压制成型

4.5成型模具

4.6干燥、修坯与施釉

4.7发展中的陶瓷成型方法

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第5章陶瓷烧成

5.1坯釉在烧成中的物理化学变化

5.2烧成制度

5.3窑具与装窑

5.4烧成缺陷分析

5.5发展中的烧成新方法

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第6章陶瓷后期处理与加工

6.1机械加工方法

6.2特种加工技术

6.3表面金属化

6.4陶瓷一金属封接技术

6.5发展中的陶瓷表面改性新技术

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第7章陶瓷产业现状

7.1现代陶瓷材料与陶瓷工业

7.2陶瓷产业机遇与挑战

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参考文献

1.1传统陶瓷

1.1.1传统陶瓷的定义

陶瓷是天然黏土材料、瘠性原料及溶剂原料经过适当的配比、粉碎、成型并在高温熔烧的情况下经过一系列的物理化学反应形成的坚硬物质。它的主要原料是取自自然界的硅酸盐矿物（如黏土、石英等），因此与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等一样，同属于“硅酸盐工业”的范畴。

随着科学技术的发展，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黏土、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。陶瓷的含义实际上已远远超越过去狭隘的传统观念。

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出了特种陶瓷。这些陶瓷所用的主要原料不再是黏土、长石、石英，有的坯体也使用一些黏土或长石，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。

陶瓷是陶器和瓷器的总称，实际陶与瓷是有明显差别的。陶与瓷的区别在于原料土的不同和烧制温度的不同。在制陶的温度基础上再添火加温，陶就变成了瓷。陶器的烧制温度在800~1000℃，瓷器则是用高岭土在1300~1400℃的温度下烧制而成。

陶器依其种类可分为彩陶、墨陶、白陶、印纹陶、彩绘陶器等。瓷器在宋代最为兴盛，宋代“五大名窑”，官窑、汝窑、哥窑、定窑、钧窑所生产的瓷器都能代表中国形象，现在保存最多的是在台北故宫博物院。元代青花瓷中，鬼谷下山最为著名。明朝的永乐甜白、成化斗彩，清朝的珐琅彩都是中国传统工艺珍品。

普通陶瓷即为陶瓷概念中的传统陶瓷，这一类陶瓷制品是人们生活和生产中最常见和最常使用的。根据其使用领域的不同，又可分为日用陶瓷(包括艺术陈列陶瓷）、建筑卫生陶瓷、化工陶瓷、化学瓷、电瓷及其他工业用陶瓷。这类陶瓷制品所用的原料基本相同，生产工艺技术亦相近，是典型的传统陶瓷生产工艺，只是根据需要制成适于不同使用要求的制品。

1.陶器的定义

陶器是人类用物理和化学的方法，第一次使泥土改变特征，成为人类的用具，这个伟大的发明从此被载入文明的史册。

陶器的优势是什么呢？就是它能就地取材，随心所欲。我想捏个碗就捏个碗，我想捏个罐就捏个罐，相对来说比较容易。陶器是人类早期最依赖的一种用器之一。我们早期的用器，都是用物理方法采集到的，比如掰下一根树枝、砍砸一块石头，用来击打野兽，这都是最早期用物理方法去制造的工具。那么制陶是人类第一次使用化学方法，就是高温下改变物质的形态。

陶器，在几千年里曾是人类的主要生活用具。由于烧造工艺的不同，出现了红陶、灰陶和黑陶等不同品种的陶器。人们为防止陶器经火烧或水浸泡断裂，而在泥土中羼入砂子，烧制成泥质夹砂灰陶和夹砂红陶。此类陶器多用作烹调器、汲水器和大型容器。故又有泥质陶和夹砂陶之分。

裴李岗文化，1977年在河南省新郑县裴李岗村首先发现，经碳-14测定距今约8000年，是我国目前发现最早的新石器时代遗址。与此同时在河北武安县磁山也发现同时期的文化遗址，出土陶器带有一定原始性，是目前中国发现最早的陶器。

仰韶文化，彩陶为其主要特征，根据碳-14测定，距今7000～5000年。

陶器皿种类主要有盆、罐、钵和小口尖底瓶等，质地分为泥质陶和夹砂陶。

屈家岭文化，是继仰韶文化之后分布在江汉流域的一种文化，据碳-14测定年代距今5300～4600年。

大汶口文化，是继仰韶文化后、龙山文化之前在东方的一种古代文化，据碳-14测定，年代距今6000~4200年，其陶器器型和纹饰也自成特点。

龙山文化，据碳-14测定，年代距今4300～3800年，黑陶是最具代表性的器物，以“蛋壳黑陶”最为精美。同时，龙山文化晚期还出现用高岭土烧制的白陶，为后来原始瓷器的发明奠定了基础。

商代青铜器的制作成就辉煌，但普通人日常生活的主要用具仍以陶器为主。商代陶器仍以灰陶为主，当时已有专门烧制泥质灰陶和泥质夹砂灰陶的不同作坊。但到后期，白陶和印纹硬陶有很大发展，尤以白陶最为精美，纹饰采用青铜器的艺术特点，装饰华丽，弥足珍贵。同时，还出现了用高岭土作胎施青色釉的原始瓷器。

西周以后，陶器种类繁多，除陶制生活器皿之外，还有砖瓦、陶俑和建筑明器等。到战国、秦汉时期，用陶俑、陶兽、陶明器随葬已成习俗。因此，制陶业更加繁荣。近年在西安发现的秦始皇陵兵马俑，在陕西咸阳、江苏徐州发现的西汉时期兵马俑，其造型之精美，阵容之宏伟，为世界所罕有。

本书顺应材料科学与工程专业人才培养的需求，参考国内外现有同类教材，结合多年的教学科研实践经验编写而成。全书内容包含7个章节，包括：走进陶瓷、陶瓷原料、陶瓷坯釉料制备、陶瓷成型、陶瓷烧成、陶瓷后期处理与加工、陶瓷产业机遇与挑战。每一章节后面都有扩展阅读，展示我国陶瓷产业的最新成就，使读者掌握在陶瓷材料材料科学基础和工程应用通用知识的同时，提升专业信心和自豪感。