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            陶瓷-什么是陶瓷?

            [2010/6/14]


               陶瓷(Ceramics),陶器和瓷器的總稱。陶瓷的傳統概念是指所有以粘土等無機非金屬礦物為原料的人工工業產品。它包括由粘土或含有粘土的混合物經混煉,成形,煅燒而制成的各種制品。由最粗糙的土器到最精細的精陶和瓷器都屬于它的范圍。對于它的主要原料是取之于自然界的硅酸鹽礦物(如粘土、長石、石英等),因此與玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工業,同屬于“硅酸鹽工業”(Silicate Industry)的范疇。


              隨著近代科學技術的發展,近百年來又出現了許多新的陶瓷品種。它們不再使用或很少使用粘土、長石、石英等傳統陶瓷原料,而是使用其他特殊原料,甚至擴大到非硅酸鹽,非氧化物的范圍,并且出現了許多新的工藝。美國和歐洲一些國家的文獻已將“Ceramic”一詞理解為各種無機非金屬固體材料的通稱。因此陶瓷的含義實際上已遠遠超越過去狹窄的傳統觀念了。

              迄今為止,陶瓷器的界說似可概括地作如下描述:陶瓷是用鋁硅酸鹽礦物或某些氧化物等為主要原料,依照人的意圖通過特定的化學工藝在高溫下以一定的溫度和氣氛制成的具有一定型式的工藝巖石。表面可施釉或不施釉,若干瓷質還具有不同程度的半透明度,通體是由一種或多種晶體或與無定形膠結物及氣孔或與熟料包裹體等微觀結構組成。

              陶瓷工業是硅酸鹽工業的主要分支之一,屬于無機化學工業范圍.但現代科學高度綜合,互相滲透,從整個陶瓷工業制造工藝的內容來分析,它的錯綜復雜與牽涉之廣,顯然不是僅用無機化學的理論所能概括的。

              陶瓷制品的品種繁多,它們之間的化學成分.礦物組成,物理性質,以及制造方法,常;ハ嘟咏诲e,無明顯的界限,而在應用上卻有很大的區別。因此很難硬性地歸納為幾個系統,詳細的分類法各家說法不一,到現在國際上還沒有一個統一的分類方法。常用的有如下兩種從不同角度出發的分類法:

                   (一)按用途的不同分類
              1.日用陶瓷:如餐具、茶具、缸,壇、盆。罐等。
              2.藝術陶瓷:如花瓶、雕塑品.陳設品等。
              3.工業陶瓷:指應用于各種工業的陶瓷制品。又分以下6各方面:
                  (1)、建筑一衛生陶瓷: 如磚瓦,排水管、面磚,外墻磚,衛生潔其等;
                  (2)、化工陶瓷: 用于各種化學工業的耐酸容器、管道,塔、泵、閥以及搪砌反應鍋的耐酸磚、灰等;
                  (3)、化學瓷: 用于化學實驗室的瓷坩堝、蒸發皿,燃燒舟,研體等;
                  (4)、電瓷: 用于電力工業高低壓輸電線路上的絕緣子。電機用套管,支柱絕緣于、低壓電器和照明用絕緣子,以及
                               電訊用絕緣子,無線電用絕緣子等;
                  (5)、耐火材科: 用于各種高溫工業窯爐的耐火材料;
                 (6)、特種陶瓷: 甩于各種現代工業和尖端科學技術的特種陶瓷制品,有高鋁氧質瓷、鎂石質瓷、鈦鎂石質瓷、鋯英
                              石質瓷、鋰質瓷、以及磁性瓷、金屬陶瓷等。

                   (二)按所用原料及坯體的致密程度分類可分為
                  土器 (brickware or terra-cotta), 陶器 (potttery),炻器 (stone Ware),半瓷器 (semivitreous china),以至瓷器(130relain),原料是從粗到精,坯體是從粗松多孔,遙步到達致密,燒結,燒成溫度也是遂漸從低趨高。

              土器是最原始最低級的陶瓷器,一般以一種易熔粘土制造。在某些情況下也可以在粘土中加入熟料或砂與之混合,以減少收縮。這些制品的燒成溫度變動很大,要依據粘土的化學組成所含雜質的性質與多少而定。以之制造磚瓦,如氣孔率過高,則坯體的抗凍性能不好,過低叉不易掛住砂漿,所以吸水率一般要保持5~15%之間。燒成后坯體的顏色,決定于粘土中著色氧化物的含量和燒成氣氛,在氧化焰中燒成多呈黃色或紅色,在還原焰中燒成則多呈青色或黑色。

                   我國建筑材料中的青磚,即是用含有Fe2O3的黃色或紅色粘土為原料,在臨近止火時用還原焰煅燒,使Fe203還原為FeON成青色,陶器可分為普通陶器( cmmon,pottery)和精陶器(Fine earthenware)兩類。普通陶器即指土陶盆.罐、缸、甕.以及耐火磚等具有多孔性著色坯體的制品。精陶器坯體吸水率仍有4~1 2%,因此有滲透性,沒有半透明性,一般白色,也有有色的。釉多采用含鉛和硼的易熔釉。它與炻器比較,因熔劑宙量較少,燒成溫度不超過1300℃,所以坯體增未充分燒結;與瓷器比較,對原料的要求較低,坯料的可塑性較大,燒成溫度較低。不易變形,因而可以簡化制品的成形,裝缽和其他工序。但精陶的機械強度和沖擊強度比瓷器.炻器要小,同時它的釉比上述制品的釉要軟,當它的釉層損壞時,多孔的坯體即容易沾污,而影響衛生。

              精陶按坯體組成的不同,又可分為:粘土質、石灰質,長石質、熟料質等四種。粘土質精陶接近普通陶器。石灰質精陶以石灰石為熔劑,其制造過程與長石質精陶相似,而質量不及長石質精陶,因之近年來已很少生產,而為長石質精陶所取代。長石質精陶又稱硬質精陶,以長石為熔劑。是陶器中最完美和使用最廣的一種。近世很多國家用以大量生產日用餐具(杯、碟盤予等)及衛生陶器以代替價昂的瓷器。熱料精陶是在精陶坯料中加入一定量熟料,目的是減少收縮,避免廢品。這種坯料多應用于大型和厚胎制品(如浴盆,太的盥洗盆等)。

              炻器在我國古籍上稱“石胎瓷”,坯體致密,已完全燒結(sintering),這一點已很接近瓷器。但它還沒有;(Vitrification),仍有2%以下的吸水率,坯體不透明,有白色的,而多數允許在燒后呈現顏色,所以對原料純度的要求不及瓷器那樣高,原料取給容易。炻器具有很高的強度和良好的熱穩定性,很適應于現代機械化洗滌,并能順利地通過從冰箱到烤爐的溫度急變,在國際市場上由于旅游業的發達和飲食的社會化,炻器比之搪陶具有更大的銷售量。

              半瓷器的坯料接近于瓷器坯料,但燒后仍有3~5%的吸水率(真瓷器 true porceiain,吸水率在0.5%以下),所以它的使用性能不及瓷器,比精陶則要好些。

              瓷器是陶瓷器發展的更高階段。它的特征是坯體已完全燒結,完全;,因此很致密,對液體和氣體都無滲透性,胎薄處星半透明,斷面呈貝殼狀,以舌頭去舔,感到光滑而不被粘。操|瓷 (hard porcetain) 具有陶瓷器中最好的性能。用以制造高級日用器皿,電瓷、化學瓷等。

                   軟質瓷 (soft porcelain) 的熔劑較多,燒成溫度較低,因此機械強度不及硬質瓷,熱穩定性也較低,但其透明度高,富于裝飾性,所以多用于制造藝術陳設瓷。至于熔塊瓷 (Fritted porcelain) 與骨灰磁 (bone china),它們的燒成溫度與軟質瓷相近,其優缺點也與軟質瓷相似,應同屬軟質瓷的范圍。這兩類瓷器由于生產中的難度較大(坯體的可塑性和干燥強度都很差,燒成時變形嚴重),成本較高,生產并不普遍。英國是骨灰瓷的著名產地,我國唐山也有骨灰瓷生產。

              特種陶瓷是隨著現代電器,無線電、航空、原子能、冶金、機械、化學等工業以及電子計算機、空間技術、新能源開發等尖端科學技術的飛躍發展而發展起來的。這些陶瓷所用的主要原料不再是粘土,長石,石英,有的坯休也使用一些粘土或長石,然而更多的是采用純粹的氧化物和具有特殊性能的原料,制造工藝與性能要求也各不相同。

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