一、陶瓷的概念与分类
“陶瓷”是在人类生活和生产中不可缺少的一种材料和其制品的通称。它在人类生产的历史上已有数千年的历史。传统上,陶瓷的概念是指所有以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经过粉碎混炼一成形一煅烧等过程而制成的各种制品。如我们常见的日用陶瓷制品和建筑陶瓷、电瓷等都属于传统陶瓷。由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),所以可归属于硅酸盐类材料和制品。陶瓷工业可与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业同属“硅酸盐工业”的范畴。
随着近代科学技术的发展,需要充分利用陶瓷材料的物理与化学性质,近百年来出现了许多新的陶瓷品种,如氧化物陶瓷、压电陶瓷、金属陶瓷等各种高温和功能陶瓷,它们的生产过程虽然基本上还是原料处理一成形一煅烧这种传统的陶瓷生产方法,但采用的原料已不再使用或很少使用粘土等传统陶瓷原料,而已扩大到化工原料和合成矿物,甚至是非硅酸盐、非氧化物原
料,组成范围也延伸到无机非金属材料的范围中,并且出现了许多新的工艺。因此,现在我们可以认为,广义的陶瓷概念已是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。国际上通用的陶瓷一词在各国并没有统一的界限。在欧洲某些国家中,陶瓷一词是指包括各种陶瓷在内的广义的陶瓷。如德国陶瓷协会认为:“陶瓷是化学工业或化学生产工艺的一个分支,包括陶瓷材料和器物的制造或进一步加工成陶瓷制品(元件)。陶瓷材料属于无机非金属材料,最少含)*+结晶体。一般是在温中将原料成形通过,**-以上的高温处理,以获得这种材料的典型性质。有时也在高温下成形,甚至可经过熔化及析晶等过程。”而在美国和日本等国却把( 一词看成包括各种硅酸盐材料和· ) 制品在内的无机非金属材料的通称,不仅指陶瓷,还包括水泥、玻璃、搪瓷等材料。我们也必须认识到,科学技术的不断发展,必然对陶瓷的界说产生影响,开发出新的领域,突破旧的界限,向更新的范围过渡。日用陶瓷是品种繁多的陶瓷制品中最古老的和常用的传统陶瓷。这一陶瓷制品具有最广泛的实用性和欣赏性,也是陶瓷科学技术和工艺美术有机结合的产物。日用陶瓷制品的界说似可概括地描述为:“用铝硅酸盐矿物或某些氧化物等主要原料,依照人类意愿通过特定的化学工艺在高温下以一定的温度和气氛(氧化、炭化、氮化等)制成所需形式的工艺岩石,满足生活上、生产上和工程技术上使用要求,绝大多数基本上不吸水。按其用途有的制成器物后,表面施有相当悦目的各种光润釉或特定釉和某些装饰。若干瓷质还具有不同程度的半透明度。通体由一种或多种晶体、无定性胶结物及气孔或与熟料包裹体等种种微观结构相对组成。瓷制品种类繁多,为了便于掌握各种制品的特征,需要进行分类。但由于分类时,各人从不同的角度出发,有的按其材料的结构和基本物理性能来分类,有的按其所用原料、组成或用途来分类,故有多种分类方法,国际上尚无统一的方案。为了便于学习,现介绍两种比较普遍的分类法。
(一)按陶瓷概念和用途来分类
我们可将陶瓷制品分为两大类:即普通陶瓷和特种陶瓷。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
产中最常见和使用的陶瓷制品,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、电瓷及其它工业用陶瓷。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,是本书的主要研究对象。普通陶瓷以外的广义陶瓷概念中所涉及到的陶瓷材料和制品即为特种陶瓷。特种陶瓷是用于各种现代工业和尖端科学技术所需的陶瓷制品,其所用的原料和所需的生产工艺技术已与普通陶瓷有较大的不同和发展,有的国家称之为“精密陶瓷”( !"#$%$&’("%))。特种陶瓷又可根据其性能及用途的不同细分为结构材料用陶瓷和功能陶瓷。结构材料用陶瓷主要是用于耐磨损、高强度、耐热、耐热冲击、硬质、高刚性、低热膨胀性和隔热等结构陶瓷材料功能陶瓷中包括电磁功能、光学功能和生物一化学功能等陶瓷制品和材料,此外还有核能陶瓷和其它功能材料等。可以看出,上述的分类方法仅是考虑到陶瓷品种的发展和应用的不同,以俗成的方法来区别的,两类陶瓷之间并没有严格的界限。有的陶瓷品种完全可以一种多用,无需拘泥于属于那一类。
(二)按坯体的物理性能分类
按陶瓷制品坯体的本质,即坯体结构及其相应的基本物理性能的不同来分类,是较为科学的一种分类方法。这种分类法按照陶瓷坯体的结构不同和所标志的坯体致密度的不同,把所有陶瓷制品分为两大类:陶器和瓷器。陶瓷是一种坯体结构较疏松、致密度较差的陶瓷制品,通常有一定吸水率,断面粗糙无光,没有半透明性,敲之声音粗哑;瓷器的坯体致密,基本上不吸水,有一定的半透明性,断面成石状或贝壳状。陶器和瓷器根据其性能及特征的差别还可分成几小类。
我国国家标准
日用陶瓷分类
性能及特征陶器瓷器吸水性* + 一般大于) 一般不大于)透光性不透光透光胎体特征未玻化或玻化程度差,结构不致密,断面粗糙玻化程度高,结构致密、细腻,断面呈石状或贝壳状敲击声沉浊清脆表( 日用陶器分类名称粗陶器普通陶器细陶器
特征吸水率一般大于%#+,不施釉,制作粗糙吸水率一般不大于%(+,断面颗粒较粗,气孔较大,表面施釉,制作不够
精细吸水率一般不大于%#+,断面颗粒细,气孔较小,结构均匀,施釉或不施釉,制作精细第一章陶瓷及其应用表! " # 日用瓷器分类名称炻瓷类普通陶器细陶器特性吸水率一般不大于#$,透光性差,通常胎体较厚,呈色,断面呈石状,制作较精细吸水率一般不大于!$,有一定透光性,断面呈石状或贝壳状,制作较精细水率一般不大于%&’$,透光性好,断面细腻,里贝壳状,制作精细除此以外,陶器和瓷器还可根据其所用原料和胎质的成分不同分成不同的陶瓷器,其详细分类见表! " (。
表! " ( 所列的细陶器类中其胎体颗粒细而均匀、施以熔块釉、呈白色或浅色、烧结程度差、吸水率高的细陶制品称精陶。