第一篇:陶瓷教案5
第五課時(shí)、中國(guó)陶瓷
(二)一、激情導(dǎo)入
師:同學(xué)們,你們知道“China”表示什么意思嗎? 生:當(dāng)然知道了,就是中國(guó)唄。師:還有其他的意思嗎?
生:我知道在小寫(xiě)開(kāi)頭字母“c”時(shí),它還可以表示陶瓷。師:那么,為什么中國(guó)和陶瓷同用一個(gè)英語(yǔ)單詞呢?
生:因?yàn)橹袊?guó)是陶瓷的故鄉(xiāng),我們的祖先的在很早就開(kāi)始使用陶瓷。生:我知道世界各國(guó)是通過(guò)陶瓷認(rèn)識(shí)中國(guó)的,所以他們就直接用陶瓷這個(gè)單詞來(lái)代指中國(guó)。生:……
師:那么,作為中國(guó)人,你有什么感想呢?
生:我覺(jué)得我們的祖先充滿了智慧,我們應(yīng)該向他們學(xué)習(xí),學(xué)好科學(xué)知識(shí)。
生:我感到很自豪,我們的祖先真是太偉大了!
師:今天我們就來(lái)研究陶瓷,研究之前,咱們先來(lái)欣賞一下美麗的陶瓷吧。
(教師展示陶瓷作品:地板磚、墻面磚、瓷葫蘆、電爐子、瓷壺等)師:陶瓷美不美?(美)
二、根據(jù)學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行猜想
師:根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn),大家來(lái)猜猜看,陶瓷可能有哪些特點(diǎn)呢? 生:我覺(jué)得它可能很脆。
師:你摔過(guò)碗嗎?陶瓷是不是真的很脆? 生:是的。
生:我覺(jué)得它還可能很硬。(教師板書(shū):硬)生:我覺(jué)得它可能不導(dǎo)電。生:我覺(jué)得它好像不傳熱。生:它傳熱,但是傳熱的能力很差。生:我覺(jué)得它不吸水。
師:大家的猜測(cè)是不是都正確呢?哪些你現(xiàn)在就能肯定? 生:我可以肯定它很硬。
師:那么其他的不可以肯定的我們應(yīng)該怎么辦呢? 生:做實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。
三、學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
師:科學(xué)家在做實(shí)驗(yàn)之前最重要的什么?(做計(jì)劃)
咱們是未來(lái)的小科學(xué)家,實(shí)驗(yàn)之前也要有個(gè)小方案。
看這些問(wèn)題(電腦屏幕提示上述問(wèn)題),你們認(rèn)為哪個(gè)最有研究?jī)r(jià)值,做一個(gè)小方案,來(lái)進(jìn)行研究吧。(學(xué)生制定方案教師巡回指導(dǎo))
師:同學(xué)們,來(lái),說(shuō)一說(shuō)你們的方案吧。生:我們組打算研究陶瓷是否導(dǎo)電,我們需要一節(jié)電池、一個(gè)燈泡、一個(gè)夾子和一些導(dǎo)線。我們想把陶瓷片連在電路中,看看它能導(dǎo)電嗎?
師:大家覺(jué)得他們的方案怎么樣?有沒(méi)有要補(bǔ)充的地方? 生:我想提醒他們?cè)谶B電路前一定要先檢查電珠和導(dǎo)線。生:謝謝你的提醒,我們會(huì)注意的。
師:我覺(jué)得這個(gè)組的同學(xué)設(shè)計(jì)方案很清晰,特別是匯報(bào)的同學(xué),講的頭 頭是道,多好呀,你們呢?能不能比他講得還好?(能!)師:我們?cè)賮?lái)看看下一組的方案。
生:我們組研究陶瓷燃燒嗎?我們需要蠟燭、火柴、試管夾。我們打算把陶瓷放在火燒燒一燒,看看他們?nèi)紵龁幔?師:你覺(jué)得他們的方案怎么樣?
生:我覺(jué)得寫(xiě)得很簡(jiǎn)單,很清楚,有可操作性。生:我建議他們?cè)谘芯康倪^(guò)程中應(yīng)該注意用火安全。生:是不是應(yīng)該準(zhǔn)備一塊濕抹布?
生:謝謝你的提醒,老師,有沒(méi)有準(zhǔn)備抹布?(教師給各組學(xué)生分發(fā)抹布)
師:大家的方案都不錯(cuò),現(xiàn)在咱們就來(lái)按照各組的方案來(lái)領(lǐng)取儀器,開(kāi)始實(shí)驗(yàn)吧。.......四、學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究
師:你覺(jué)得你們的方案還有需要修改的地方嗎?
如果沒(méi)有,請(qǐng)大家按照這個(gè)方案分別研究吧,小組長(zhǎng)安排你們組的成員來(lái)領(lǐng)取儀器。
(學(xué)生取儀器進(jìn)行研究教師巡回指導(dǎo),特別注意那些在匯報(bào)中沒(méi)有發(fā)言機(jī)會(huì)的小組)
師:說(shuō)一說(shuō)你們探究的結(jié)果。
生:我們組做的是陶瓷能不能導(dǎo)電的實(shí)驗(yàn),我們把陶瓷連在了電路中,我們發(fā)現(xiàn)電珠不亮了,我們得出的結(jié)論是,陶瓷不能導(dǎo)電。師:你們研究的很棒,這個(gè)同學(xué)匯報(bào)也很好,條理非常清晰。生:我們研究是陶瓷的吸水性,經(jīng)過(guò)反復(fù)的研究,我們發(fā)現(xiàn)陶瓷顆粒緊密的一面吸水性差,顆粒松散的一面吸水性強(qiáng)。
生:我們也做了這個(gè)實(shí)驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn)帶有釉面的那面不吸水,斷裂處沒(méi)有釉面的能吸少量的水。
師:是這樣嗎?陶瓷是不是吸水,還有別的原因嗎?
生:我在一本書(shū)上看到,陶與瓷的燒制過(guò)程不一樣,燒制瓷器時(shí)要求的溫度比較高,所以顆粒就緊密一些,不吸水。陶在燒制的過(guò)程中溫度低一些,顆粒之間有許多空隙,所以吸水。
師:你了解的知識(shí)真多,看來(lái)平時(shí)你一定是一個(gè)愛(ài)學(xué)習(xí)的好孩子,大家把掌聲送給她。
生:我們組研究了陶瓷是否燃燒,我們把陶瓷放在火上燒,結(jié)果,發(fā)現(xiàn)陶瓷不能燃燒。同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)陶瓷的傳熱性也不是很好,我用手摸了摸陶瓷不接近火的一端,不是很熱。師:還有意外收獲呢,真棒!
師:我們知道陶瓷很脆,很硬,不吸水,不導(dǎo)電,能傳熱等特點(diǎn),我們平時(shí)是怎樣利用陶瓷材料的?
生:我知道人們利用陶瓷不導(dǎo)電的特點(diǎn)用陶瓷來(lái)作絕緣材料。生:人們利用陶瓷來(lái)做地下管道。
生:人們利用陶瓷耐高溫,將陶瓷應(yīng)用于航天飛機(jī)。……
師:你們懂的可真不少!
師:今天我們的成果真不少,來(lái),看一看,我們學(xué)會(huì)了哪些科學(xué)知識(shí)。生:我覺(jué)得我們的祖先充滿了智慧,我們應(yīng)該向他們學(xué)習(xí),學(xué)好科學(xué)知識(shí)。
生:通過(guò)學(xué)習(xí),我知道了陶瓷的很多特點(diǎn)。如:陶瓷很脆,很硬,不吸水、不導(dǎo)電、能傳熱但是能力很差。(教師板書(shū))
五、拓展活動(dòng):
師:中國(guó)是世界上出口陶瓷最早的國(guó)家,世界各國(guó)人民通過(guò)陶瓷了解中華文明,課下查閱有關(guān)陶瓷的資料,進(jìn)一步了解陶瓷的歷史。
第二篇:陶瓷教案
陶瓷
陶瓷是陶器和瓷器的總稱。中國(guó)人早在約公元前8000-2000年(新石器時(shí)代)就發(fā)明了陶器。陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。陶瓷材料的成份主要是氧化硅、氧化鋁、氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣、氧化鎂、氧化鐵、氧化鈦等。常見(jiàn)的陶瓷材料有粘土、氧化鋁、高嶺土、石英、鉀鈉長(zhǎng)石等。陶瓷材料一般硬度較高,但可塑性較差。除了在食器、裝飾的使用上,在科學(xué)、技術(shù)的發(fā)展中亦扮演重要角色。陶瓷原料是地球原有的大量資源黏土經(jīng)過(guò)淬取而成。而粘土的性質(zhì)具韌性,常溫遇水可塑,微干可雕,全干可磨;燒至700度可成陶器能裝水;燒至1230度則瓷化,可完全不吸水且耐高溫耐腐蝕。
陶瓷是以粘土為主要原料以及各種天然礦物經(jīng)過(guò)粉碎混煉、成型和煅燒制得的材料以及各種制品。陶瓷的傳統(tǒng)概念是指所有以粘土等無(wú)機(jī)非金屬礦物為原料的人工工業(yè)產(chǎn)品。它包括由粘土或含有粘土的混合物經(jīng)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(xì)的精陶和瓷器都屬于它的范圍。對(duì)于它的主要原料是取之于自然界的硅酸鹽礦物(如粘土、石英等),因此與玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工業(yè),同屬于“硅酸鹽工業(yè)”的范疇。陶瓷工藝流程
一、淘泥 高嶺土是燒制瓷器的最佳原料,千百年來(lái),多少精品陶瓷都是從這些不起眼的瓷土演變而來(lái),制瓷的第一道工序:淘泥,就是把瓷土淘成可用的瓷泥。
二、摞泥 淘好的瓷泥并不能立即使用,要將其分割開(kāi)來(lái),摞成柱狀,以便于儲(chǔ)存和拉坯用。
三、拉坯 將摞好的瓷泥放入大轉(zhuǎn)盤內(nèi),通過(guò)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤,用手和拉坯工具,將瓷泥拉成瓷坯。
四、印坯 拉好的瓷坯只是一個(gè)雛形,還需要根據(jù)要做的形狀選取不同的印模將瓷坯印成各種不同的形狀。
五、修坯 剛印好的毛坯厚薄不均,需要通過(guò)修坯這一工序?qū)⒂『玫呐餍薰握R和勻稱。
六、捺水 捺水是一道必不可少的工序,即用清水洗去坯上的塵土,為接下來(lái)的畫(huà)坯、上釉等工序做好準(zhǔn)備工作。
七、畫(huà)坯 在坯上作畫(huà)是陶瓷藝術(shù)的一大特色,畫(huà)坯有好多種,有寫(xiě)意的、有貼好畫(huà)紙勾畫(huà)的,無(wú)論怎樣畫(huà)坯都是陶瓷工序的點(diǎn)睛之筆
八、上釉 畫(huà)好的瓷坯,粗糙而又呆澀,上好釉后則全然不同,光滑而又明亮:不同的上釉手法,又有全然不同的效果。
九、燒窯 千年窯火,延綿不息,經(jīng)過(guò)數(shù)十道工具精雕細(xì) 的瓷坯,在窯內(nèi)經(jīng)受千度高溫的燒煉,就像一只丑小鴨行將達(dá)化一只美天鵝。
十、成瓷 經(jīng)過(guò)幾天的燒煉,窯內(nèi)的瓷坯已變成了件件精美的瓷器,從打開(kāi)的窯門中迫不及待地脫穎而出。
十一、成瓷缺陷的修補(bǔ),一件完美的瓷器有時(shí)燒出來(lái)會(huì)有一點(diǎn)瑕疵,用JS916-2(勁素成)進(jìn)行修補(bǔ),可以讓成瓷更完美。陶瓷的分類陶瓷制品的品種繁多,它們之間的化學(xué)成分.礦物組成,物理性質(zhì),以及制造方法,常常互相接近交錯(cuò),無(wú)明顯的界限,而在應(yīng)用上卻有很大的區(qū)別。因此很難硬性地歸納為幾個(gè)系統(tǒng),詳細(xì)的分類法各家說(shuō)法不一,到現(xiàn)在國(guó)際上還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的分類方法。常用的有如下兩種從不同角度出發(fā)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、盤、碟、碗等。2.藝術(shù)(工藝)陶瓷:如花瓶、雕塑品、園林陶瓷、器皿、陳設(shè)品等。
3.工業(yè)陶瓷:指應(yīng)用于各種工業(yè)的陶瓷制品。
①建筑一衛(wèi)生陶瓷: 如磚瓦,排水管、面磚,外墻磚,衛(wèi)生潔具等;
②化工(化學(xué))陶瓷: 用于各種化學(xué)工業(yè)的耐酸容器、管道,塔、泵、閥以及搪砌反應(yīng)鍋的耐酸磚、灰等;
③電瓷: 用于電力工業(yè)高低壓輸電線路上的絕緣子。電機(jī)用套管,支柱絕緣子、低壓電器和照明用絕緣子,以及電訊用絕緣子,無(wú)線電用絕緣子等; ④特種陶瓷: 用于各種現(xiàn)代工業(yè)和尖端科學(xué)技術(shù)的特種陶瓷制品,有高鋁氧質(zhì)瓷、鎂石質(zhì)瓷、鈦鎂石質(zhì)瓷、鋯英石質(zhì)瓷、鋰質(zhì)瓷、以及磁性瓷、金屬陶瓷等。
特種陶瓷是隨著現(xiàn)代電器,無(wú)線電、航空、原子能、冶金、機(jī)械、化學(xué)等工業(yè)以及電子計(jì)算機(jī)、空間技術(shù)、新能源開(kāi)發(fā)等尖端科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。這些陶瓷所用的主要原料不再是粘土,長(zhǎng)石,石英,有的坯休也使用一些粘土或長(zhǎng)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。
工程陶瓷又叫結(jié)構(gòu)陶瓷,因其具有硬度高、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕以及質(zhì)量輕、導(dǎo)熱性能好等優(yōu)點(diǎn),得到了廣泛的應(yīng)用。但是工程陶瓷的缺陷在于它的脆性(裂紋)、均勻性差、可靠性低、韌性、強(qiáng)度較差,其應(yīng)用受到了較大的限制。
一、功能陶瓷functional ceramics 定義:對(duì)電、磁、光、熱、化學(xué)、生物等現(xiàn)象或物理量有很強(qiáng)反應(yīng),或能使上述某些現(xiàn)象或量值發(fā)生相互轉(zhuǎn)化的陶瓷材料
功能陶瓷是一類頗具靈性的材料,它們或能感知光線,或能區(qū)分氣味,或能儲(chǔ)存信息……因此,說(shuō)它們多才多能一點(diǎn)都不過(guò)分.它們?cè)陔姟⒋拧⒙暋⒐狻岬确矫婢邆涞脑S多優(yōu)異性能令其他材料難以企及,有的功能陶瓷材料還是一材多能呢!而這些性質(zhì)的實(shí)現(xiàn)往往取決于其內(nèi)部的電子狀態(tài)或原子核結(jié)構(gòu),又稱電子陶瓷。
杰出代表:大名鼎鼎的超導(dǎo)陶瓷材料就是功能陶瓷的杰出代表。1987年美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)釔鋇銅氧陶瓷98K時(shí)具有超導(dǎo)性能,為超導(dǎo)材料的實(shí)用化開(kāi)辟了道路,成為人類超導(dǎo)研究歷程的重要里程碑。壓電陶瓷在力的作用下表面就會(huì)帶電,反之若給它通電它就會(huì)發(fā)生機(jī)械變形。電容器陶瓷能儲(chǔ)存大量的電能,目前全世界每年生產(chǎn)的陶瓷電容器達(dá)百億支,在計(jì)算機(jī)中完成記憶功能。而敏感陶瓷的電性能隨濕、熱、光、力等外界條件的變化而產(chǎn)生敏感效應(yīng):熱敏陶瓷可感知微小的濕度變化,用于測(cè)溫、控溫;而氣敏陶瓷制成的氣敏元件能對(duì)易燃、易爆、有毒、有害氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、報(bào)警和空氣調(diào)節(jié);而用光敏陶瓷制成的電阻器可用作光電控制,進(jìn)行自動(dòng)送料、自動(dòng)曝光、和自動(dòng)記數(shù)。磁性陶瓷是部分重要的信息記錄材料。
其他功能陶瓷:此外,還有半導(dǎo)體陶瓷、絕緣陶瓷、介電陶瓷、發(fā)光陶瓷、感光陶瓷、吸波陶瓷、激光用陶瓷、核燃料陶瓷、推進(jìn)劑陶瓷、太陽(yáng)能光轉(zhuǎn)換陶瓷、貯能陶瓷、陶瓷固體電池、阻尼陶瓷、生物技術(shù)陶瓷、催化陶瓷、特種功能薄膜等,在自動(dòng)控制、儀器儀表、電子、通訊、能源、交通、冶金、化工、精密機(jī)械、航空航天、國(guó)防等部門均發(fā)揮著重要作用
在奇妙的材料世界里還有許多未知的現(xiàn)象有待于我們?nèi)ヌ骄浚嘈烹S著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,人類也必然會(huì)發(fā)掘出功能材料的新功能,并將其派上新用場(chǎng)。
二、納米陶瓷
隨著納米技術(shù)的廣泛應(yīng)用,納米陶瓷隨之產(chǎn)生,希望以此來(lái)克服陶瓷材料的脆性,使陶瓷具有像金屬似柔韌性和可加工性。英國(guó)材料學(xué)家Cahn指出,納米陶瓷是解決陶瓷脆性的戰(zhàn)略途徑。納米耐高溫陶瓷粉涂層材料是一種通過(guò)化學(xué)反應(yīng)而形成耐高溫陶瓷涂層的材料。
納米技術(shù)與納米陶瓷 利用納米技術(shù)開(kāi)發(fā)的納米陶瓷材料是指在陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)中,晶粒、晶界以及它們之間的結(jié)合都處在納米水平(1~100nm),使得材料的強(qiáng)度、韌性和超塑性大幅度提高,克服了工程陶瓷的許多不足,并對(duì)材料的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)等性能產(chǎn)生重要影響,為替代工程陶瓷的應(yīng)用開(kāi)拓了新領(lǐng)域。
納米陶瓷粉體 納米陶瓷粉體是介于固體與分子之間的具有納米數(shù)量級(jí)(1~100nm)尺寸的亞穩(wěn)態(tài)中間物質(zhì)。隨著粉體的超細(xì)化,其表面電子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,產(chǎn)生了塊狀材料所不具有的特殊的效應(yīng)。
具體地說(shuō)納米粉體材料具有以下的優(yōu)良性能:極小的粒徑、大的比表面積和高的化學(xué)性能,可以顯著降低材料的燒結(jié)溫度、節(jié)能能源;使陶瓷材料的組成結(jié)構(gòu)致密化、均勻化,改善陶瓷材料的性能,提高其使用可靠性;可以從納米材料的結(jié)構(gòu)層次(l~100nm)上控制材料的成分和結(jié)構(gòu),有利于充分發(fā)揮陶瓷材料的潛在性能。另外,由于陶瓷粉料的顆粒大小決定了陶瓷材料的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能。如果粉料的顆粒堆積均勻,燒成收縮一致且晶粒均勻長(zhǎng)大,那么顆粒越小產(chǎn)生的缺陷越小,所制備的材料的強(qiáng)度就相應(yīng)越高,這就可能出現(xiàn)一些大顆粒材料所不具備的獨(dú)特性能。
納米陶瓷的制備 納米陶瓷的制備工藝主要包括納米粉體的制備、成型和燒結(jié)。目前世界上對(duì)納米陶瓷粉體的制備方法多種多樣,但應(yīng)用較廣且方法較成熟的主要有氣相合成和凝聚相合成2種,再加上一些其它方法。
氣相合成:主要有氣相高溫裂解法、噴霧轉(zhuǎn)化法和化學(xué)氣相合成法,這些方法較具實(shí)用性。化學(xué)氣相合成法可以認(rèn)為是惰性氣體凝聚法的一種變型,它既可制備納米非氧化物粉體,也可制備納米氧化物粉體。這種合成法增強(qiáng)了低溫下的可燒結(jié)性,并且有相對(duì)高的純凈性和高的表面及晶粒邊界純度。原料的坩堝中經(jīng)加熱直接蒸發(fā)成氣態(tài),以產(chǎn)生懸浮微粒和或煙霧狀原子團(tuán)。原子團(tuán)的平均粒徑可通過(guò)改變蒸發(fā)速率以及蒸發(fā)室內(nèi)的惰性氣體的壓強(qiáng)來(lái)控制,粒徑可小至3~4nm,是制備納米陶瓷最有希望的途徑之一。
凝聚相合成(溶膠一凝膠法):是指在水溶液中加入有機(jī)配體與金屬離子形成配合物,通過(guò)控制PH值、反應(yīng)溫度等條件讓其水解、聚合,經(jīng)溶膠→凝膠而形成一種空間骨架結(jié)構(gòu),再脫水焙燒得到目的產(chǎn)物的一種方法。此法在制備復(fù)合氧化物納米陶瓷材料時(shí)具有很大的優(yōu)越性。凝聚相合成已被用于生產(chǎn)小于10nm的SiO2、Al2O3和TiO2納米團(tuán)。
從納米粉制成塊狀納米陶瓷材料,就是通過(guò)某種工藝過(guò)程,除去孔隙,以形成致密的塊材,而在致密化的過(guò)程中,又保持了納米晶的特性。方法有:沉降法:如在固體襯底上沉降;原位凝固法:在反應(yīng)室內(nèi)設(shè)臵一個(gè)充液氮的冷卻管,納米團(tuán)冷凝于外管壁,然后用刮板刮下,直接經(jīng)漏斗送人壓縮器,壓縮成一定形狀的塊材;燒結(jié)或熱壓法:燒結(jié)溫度提高,增加了物質(zhì)擴(kuò)散率,也就增加了孔隙消除的速率,但在燒結(jié)溫度下,納米顆粒以較快的速率粗化,制成塊狀納米陶瓷材料。納米陶瓷的特性
90年代初,日本Niihara首次報(bào)道了以納米尺寸的碳化硅顆粒為第二相的納米復(fù)相陶瓷,具有很高的力學(xué)性能。納米顆粒Si3N4、SIC超細(xì)微粉分布在材料在內(nèi)部晶粒內(nèi),增強(qiáng)了晶界強(qiáng)度,提高了材料的力學(xué)性能,易碎的陶瓷可以變成富有韌性的特殊材料。
納米陶瓷的特性主要在于力學(xué)性能方面,包括納米陶瓷材料的硬度,斷裂韌度和低溫延展性等。納米級(jí)陶瓷復(fù)合材料的力學(xué)性能,特別是在高溫下使硬度、強(qiáng)度得以較大的提高。有關(guān)研究表明,納米陶瓷具有在較低溫度下燒結(jié)就能達(dá)到致密化的優(yōu)越性,而且納米陶瓷出現(xiàn)將有助于解決陶瓷的強(qiáng)化和增韌問(wèn)題。在室溫壓縮時(shí),納米顆粒已有很好的結(jié)合,高于500℃很快致密化,而晶粒大小只有稍許的增加,所得的硬度和斷裂韌度值更好,而燒結(jié)溫度卻要比工程陶瓷低400~600℃,且燒結(jié)不需要任何的添加劑。其硬度和斷裂韌度隨燒結(jié)溫度的增加(即孔隙度的降低)而增加,故低溫?zé)Y(jié)能獲得好的力學(xué)性能。通常,硬化處理使材料變脆,造成斷裂韌度的降低,而就納米晶而言,硬化和韌化由孔隙的消除來(lái)形成,這樣就增加了材料的整體強(qiáng)度。因此,如果陶瓷材料以納米晶的形式出現(xiàn),可觀察到通常為脆性的陶瓷可變成延展性的,在室溫下就允許有大的彈性形變。應(yīng)用。
由于納米陶瓷具有的獨(dú)特性能,如做外墻用的建筑陶瓷材料則具有自清潔和防霧功能。隨著高技術(shù)的不斷出現(xiàn),人們對(duì)納米陶瓷寄予很大希望,世界各國(guó)的科研工作者正在不斷研究開(kāi)發(fā)納米陶瓷粉體并以此為原料合成高技術(shù)納米陶瓷。精密陶瓷precision ceramics 采用嚴(yán)格控制配料及特定工藝制成不經(jīng)機(jī)械研磨加工,就具有表面光滑平整,公差尺寸合乎要求的陶瓷。
其工藝是以熱固性塑料(如硅酮樹(shù)脂)為黏合劑,按一定比例加入陶瓷粉料,混勻后用注塑機(jī)成型或流延法成型。然后,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)成制品。根據(jù)原材料性質(zhì)的不同和制品性能、形狀、尺寸的差異,選擇不同的黏合劑和成型方法,可制成表面光滑、氣孔率低的電子陶瓷和結(jié)構(gòu)陶瓷制品
主要用于制作電路基片、線圈骨架、電子管插座、高壓絕緣瓷、火箭的前錐體等。也可制成用于澆制合金的高氣孔率精密鑄造型芯。還可用作抗震性好的高溫材料。生物陶瓷
生物陶瓷不僅具有不銹鋼塑料所具有的特性,而且具有親水性、能與細(xì)胞等生物組織表現(xiàn)出良好的親和性。生物陶瓷除用于測(cè)量、診斷治療等外,主要是用作生物硬組織的代用材料,可用于骨科、整形外科、牙科、口腔外科、心血管外科、眼外科、耳鼻喉科及普通外科等方面。生物硬組織代用材料有體骨、動(dòng)物骨,后來(lái)發(fā)展到采用不銹鋼和塑料,由于這些生物材料在生物體中使用,不銹鋼存在溶析、腐蝕和疲勞問(wèn)題,塑料存在穩(wěn)定性差和強(qiáng)度低的問(wèn)題。因此生物陶瓷具有廣闊的發(fā)展前景,目前世界各國(guó)相繼發(fā)展了生物陶瓷材料。生物惰性陶瓷材料
生物惰性陶瓷主要是指化學(xué)性能穩(wěn)定,生物相溶性好的陶瓷材料。這類陶瓷材料的結(jié)構(gòu)都比較穩(wěn)定,分子中的鍵力較強(qiáng),而且都具有較高的機(jī)械強(qiáng)度,耐磨性以及化學(xué)穩(wěn)定性,它主要有氧化鋁陶瓷、單晶陶瓷、氧化鋯陶瓷、玻璃陶瓷等氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷的物理特性部分生物惰性陶瓷的性能,略。生物活性陶瓷材料
生物活性陶瓷包括表面生物活性陶瓷和生物吸收性陶瓷,又叫生物降解陶瓷。生物表面活性陶瓷通常含有羥基,還可做成多孔性,生物組織可長(zhǎng)入并同其表面發(fā)生牢固的鍵合;生物吸收性陶瓷的特點(diǎn)是能部分吸收或者全部吸收,在生物體內(nèi)能誘發(fā)新生骨的生長(zhǎng)。生物活性陶瓷有生物活性玻璃(磷酸鈣系),羥基磷灰和陶瓷,磷酸三鈣陶瓷等幾種。玻璃生物陶瓷
玻璃陶瓷也稱微晶玻璃或微晶陶瓷,玻璃陶瓷的生產(chǎn)工藝過(guò)程為配料制備→配料熔融→成型→加工→晶化熱處理→再加工
玻璃陶瓷生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)鍵在晶化熱處理階段:第一階段為成核階段,第二階段為晶核生長(zhǎng)階段,這兩個(gè)階段有密切的聯(lián)系,在A階段必須充分成核,在B階段控制晶核的成長(zhǎng)。玻璃陶瓷的析晶過(guò)程由三個(gè)因素決定。第一個(gè)因素為晶核形成速度;第二個(gè)因素為晶體生長(zhǎng)速度;第三個(gè)因素為玻璃的粘度。這三個(gè)因素都與溫度有關(guān)。玻璃陶瓷的結(jié)晶速度不宜過(guò)小,也不宜過(guò)大,有利于對(duì)析晶過(guò)程進(jìn)行控制。為了促進(jìn)成核,一般要加入成核劑。一種成核劑為貴金屬如金、銀、鉑等離子,但價(jià)格較貴,另一種是普通的成核劑,有TiO2、ZrO2、P2O5、V2O5、Cr2O3、MoO3、氟化物、硫化物等。玻璃陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能及臨床應(yīng)用
玻璃陶瓷是由結(jié)晶相和玻璃相組成的,無(wú)氣孔,不同于玻璃,也不同于陶瓷。其結(jié)晶相含量一般為50%-90%,玻璃相含量一般為5%-50%,結(jié)晶相細(xì)小,一般小于1-2/μm,且分布均勻。因此,玻璃陶瓷一般具有機(jī)械強(qiáng)度高,熱性能好,耐酸、堿性強(qiáng)等特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外就SiO2-Na2O-CaO-P2O5系統(tǒng)玻璃陶瓷,Li2O-Al2O3-SiO2系統(tǒng)玻璃陶瓷,SiO2-Al2O3-MgO-TiO2-CaF系統(tǒng)玻璃陶瓷等進(jìn)行了生物臨床應(yīng)用。發(fā)現(xiàn)它們具有良好的生物相溶性,沒(méi)有異物反應(yīng)。此外生物硬組織代用材料還有碳質(zhì)材料,二氧化鈦陶瓷,二氧化鋯陶瓷材料等多種 單晶生物陶瓷
成分單晶生物陶瓷是一種新型的生物陶瓷材料,屬氧化鋁單晶。氧化鋁單晶也稱寶石,添加劑不同,制得單晶材料顏色不同,如紅寶石、藍(lán)寶石等。氧化鋁單晶有許多特性,如機(jī)械強(qiáng)度、硬度、耐腐蝕性都優(yōu)于多晶氧化鋁陶瓷,其生物相溶性、安定性、耐磨性也優(yōu)于多晶氧化鋁陶瓷。氧化鋁單晶的生產(chǎn)工藝有提拉法、導(dǎo)模法、氣相化學(xué)沉積生長(zhǎng)法、焰熔法等。a.提拉法
即是把原料裝入坩堝內(nèi),將坩堝臵于單晶爐內(nèi),加熱使原料完全熔化,把裝在籽晶桿上的籽晶浸漬到熔體中與液面接觸,精密地控制和調(diào)整溫度,緩緩地向上提拉籽晶桿,并以一定的速度旋轉(zhuǎn),使結(jié)晶過(guò)程在固液界面上連續(xù)地進(jìn)行,直到晶體生長(zhǎng)達(dá)到預(yù)定長(zhǎng)度為止。提拉籽晶桿的速度1.0-4mm/min 坩堝的轉(zhuǎn)速為10r/min,籽晶桿的轉(zhuǎn)速為25r/min b.導(dǎo)模法
簡(jiǎn)稱EFG法。在擬定生長(zhǎng)的單晶物質(zhì)熔體中,放頂面下所擬生長(zhǎng)的晶體截面形狀相同的空心模子即導(dǎo)模,模子用材料應(yīng)能使熔體充分潤(rùn)濕,而又不發(fā)生反應(yīng)。由于毛細(xì)管的現(xiàn)象,熔體上升,到模子的頂端面形成一層薄的熔體面。將晶種浸漬到基中,便可提拉出截面與模子頂端截面形狀相同的晶體。c.氣相化學(xué)沉積生長(zhǎng)法
將金屬的氫氧化物、鹵化物或金屬有機(jī)物蒸發(fā)成氣相,或用適當(dāng)?shù)臍怏w做載體,輸送到使其凝聚的較低溫度帶內(nèi),通過(guò)化學(xué)反應(yīng),在一定的襯底上沉積形成薄膜晶體。d.焰熔法
將原料裝在料斗內(nèi),下降通過(guò)倒裝的氫氧焰噴嘴,將其熔化后沉積在保溫爐內(nèi)的耐火材料托柱上,形成一層熔化層,邊下降托柱邊進(jìn)行結(jié)晶。用這種方法晶體生長(zhǎng)速度快、工藝較簡(jiǎn)單,不需要昂貴的銥金坩堝和容器,因此較經(jīng)濟(jì)。e.單晶氧化鋁臨床應(yīng)用
它用作人工關(guān)節(jié)柄與氧化鋁多晶陶瓷相比具有比較高的機(jī)械強(qiáng)度,不易折斷。它還可以作為損傷骨的固定材料,主要用于制作人工骨螺釘,比用金屬材料制成的人工骨螺釘強(qiáng)度高。可以加工成各種齒用的尺寸小、強(qiáng)度大的牙根,由于氧化鋁單晶與人體蛋白質(zhì)有良好的親合性能,結(jié)合力強(qiáng),因此有利于牙齦粘膜與異齒材料的附著。羥基磷灰石生物陶瓷
1、羥基磷灰石陶瓷的制造工藝 a.固相反應(yīng)法
這種方法與普通陶瓷的制造方法基本相同,根據(jù)配方將原料磨細(xì)混合,在高溫下進(jìn)行合成:1000-1300℃,6CaHPO4〃2H2O+4CaCO3 Ca10(PO4)6(OH)2+4CO2+4H2O b.水熱反應(yīng)法方法
將CaHPO4與CaCO3按6:4摩爾比進(jìn)行配料,然后進(jìn)行24h濕法球磨。將球磨好的漿料倒入容器中,加入足夠的蒸餾水,在80-100℃恒溫情況下進(jìn)行攪拌,反應(yīng)完畢后,放臵沉淀得到白色的羥基磷灰石沉淀物,其反應(yīng)式如下: 6CaHPO4+4CaCO3═Ca10(PO4)6(OH)2+4CO2+2H2O c.沉淀反應(yīng)法
此法用Ca(NO3)2與(NH4)2HPO4進(jìn)行反應(yīng),得到白色的羥基磷灰石沉淀。其反應(yīng)如下:
10Ca(NO3)2+6(NH4)2HPO4+8NH3〃H2O+H2O=Ca10(PO4)6(OH)2+20NH4NO3+7H2O 此外,還有其它方法可制成羥基磷灰石。
2、羥基磷灰石陶瓷的性能應(yīng)用
合成的羥基磷灰石的結(jié)構(gòu)與生物骨組織相似,因此合成羥基磷灰石具有與生物體硬組織相同的性能。如Ca:P≈1.67,密度≈3.14,機(jī)械強(qiáng)度大于10MPa,對(duì)生物無(wú)毒,無(wú)刺激,生物相溶性好,不被吸收,能誘發(fā)新有的生長(zhǎng)。
目前國(guó)內(nèi)外已將羥基磷灰石用牙槽、骨缺損、腦外科手術(shù)的修補(bǔ)、填充等,用于制造耳聽(tīng)骨鏈和整形整容的材料。此外,它還可以制成人工骨核治療骨結(jié)核。
二、壓電陶瓷
壓電陶瓷,一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料,屬于無(wú)機(jī)非金屬材料。這是一種具有壓電效應(yīng)的材料。
所謂壓電效應(yīng)是指某些介質(zhì)在力的作用下,產(chǎn)生形變,引起介質(zhì)表面帶電,這是正壓電效應(yīng)。反之,施加激勵(lì)電場(chǎng),介質(zhì)將產(chǎn)生機(jī)械變形,稱逆壓電效應(yīng)。這種奇妙的效應(yīng)已經(jīng)被科學(xué)家應(yīng)用在與人們生活密切相關(guān)的許多領(lǐng)域,以實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換、傳感、驅(qū)動(dòng)、頻率控制等功能。
在能量轉(zhuǎn)換方面,利用壓電陶瓷將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的特性,可以制造出壓電點(diǎn)火器、移動(dòng)X光電源、炮彈引爆裝臵。電子打火機(jī)中就有壓電陶瓷制作的火石,打火次數(shù)可在100萬(wàn)次以上。用壓電陶瓷把電能轉(zhuǎn)換成超聲振動(dòng),可以用來(lái)探尋水下魚(yú)群的位臵和形狀,對(duì)金屬進(jìn)行無(wú)損探傷,以及超聲清洗、超聲醫(yī)療,還可以做成各種超聲切割器、焊接裝臵及烙鐵,對(duì)塑料甚至金屬進(jìn)行加工。某些材料在機(jī)械應(yīng)力作用下,引起內(nèi)部正負(fù)電荷中心相對(duì)位移而發(fā)生極化,導(dǎo)致材料兩端表面出現(xiàn)符號(hào)相反的束縛電荷的現(xiàn)象,稱為壓電效應(yīng)。具有這種性能的陶瓷稱為壓電陶瓷,它的表面電荷的密度與所受的機(jī)械應(yīng)力成正比。反之,當(dāng)這類材料在外電場(chǎng)作用下,其內(nèi)部正負(fù)電荷中心移位,又可導(dǎo)致材料發(fā)生機(jī)械變形,形變的大小與電場(chǎng)強(qiáng)度成正比。1946年美國(guó)麻省理工學(xué)院絕緣研究室發(fā)現(xiàn),在鈦酸鋇鐵電陶瓷上施加直流高壓電場(chǎng),使其自發(fā)極化沿電場(chǎng)方向擇優(yōu)取向,除去電場(chǎng)后仍能保持一定的剩余極化,使它具有壓電效應(yīng),從此誕生了壓電陶瓷
常用的壓電陶瓷有鈦酸鋇系、鈦酸鉛-鋯酸鉛二元系及在二元系中添加第三種ABO3(A表示二價(jià)金屬離子,B表示四價(jià)金屬離子或幾種離子總和為正四價(jià))型化合物,如:Pb(Mn1/3)Nb2/3)O3和Pb(CO1/3Nb2/3)O3等組成的三元系。如果在三元系統(tǒng)上再加入第四種或更多的化合物,可組成四元系或多元系壓電陶瓷。此外,還有一種鈮酸鹽系壓電陶瓷,如氧化鈉(鉀)〃氧化鈮(Na0.5〃K0.5〃NbO3)和氧化鋇(鍶)〃氯化鈮(Bax〃Sr1-x〃Nb2O5)等,它們不含有毒的鉛,對(duì)環(huán)境保護(hù)有利。
制造特點(diǎn) 壓電陶瓷的制造特點(diǎn)是在直流電場(chǎng)下對(duì)鐵電陶瓷進(jìn)行極化處理,使之具有壓電效應(yīng)。一般極化電場(chǎng)為3~5kV/mm,溫度100~150°C,時(shí)間5~20min。這三者是影響極化效果的主要因素。性能較好的壓電陶瓷,如鋯鈦酸鉛系陶瓷,其機(jī)電偶合系數(shù)可高達(dá)0.313~0.694。
壓電陶瓷主要用于制造超聲換能器、水聲換能器、電聲換能器、陶瓷濾波器、陶瓷變壓器、陶瓷鑒頻器、高壓發(fā)生器、紅外探測(cè)器、聲表面波器件、電光器件、引燃引爆裝臵和壓電陀螺等。陶瓷特性
壓電陶瓷具有敏感的特性,可以將極其微弱的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),可用于聲納系統(tǒng)、氣象探測(cè)、遙測(cè)環(huán)境保護(hù)、家用電器等。地震是毀滅性的災(zāi)害,而且震源始于地殼深處,以前很難預(yù)測(cè),使人類陷入了無(wú)計(jì)可施的尷尬境地。壓電陶瓷對(duì)外力的敏感使它甚至可以感應(yīng)到十幾米外飛蟲(chóng)拍打翅膀?qū)諝獾臄_動(dòng),用它來(lái)制作壓電地震儀,能精確地測(cè)出地震強(qiáng)度,指示出地震的方位和距離。這不能不說(shuō)是壓電陶瓷的一大奇功
壓電陶瓷在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的形變量很小,最多不超過(guò)本身尺寸的千萬(wàn)分之一,別小看這微小的變化,基于這個(gè)原理制做的精確控制機(jī)構(gòu)--壓電驅(qū)動(dòng)器,對(duì)于精密儀器和機(jī)械的控制、微電子技術(shù)、生物工程等領(lǐng)域都是一大福音。
諧振器、濾波器等頻率控制裝臵,是決定通信設(shè)備性能的關(guān)鍵器件,壓電陶瓷在這方面具有明顯的優(yōu)越性。它頻率穩(wěn)定性好,精度高及適用頻率范圍寬,而且體積小、不吸潮、壽命長(zhǎng),特別是在多路通信設(shè)備中能提高抗干擾性,使以往的電磁設(shè)備無(wú)法望其項(xiàng)背而面臨著被替代的命運(yùn) 主要原理
我們來(lái)看一種新型自行車減震控制器,一般的減振器難以達(dá)到平穩(wěn)的效果,而這種ACX減震控制器,通過(guò)使用壓電材料,首次提供了連續(xù)可變的減震功能。一個(gè)傳感器以每秒50次的速率監(jiān)測(cè)沖擊活塞的運(yùn)動(dòng),如果活塞快速動(dòng)作,一般是由于行駛在不平地面而造成的快速?zèng)_擊,這時(shí)需要啟動(dòng)最大的減震功能;如果活塞運(yùn)動(dòng)較慢,則表示路面平坦,只需動(dòng)用較弱的減震功能。綜上所訴:壓電陶瓷就是矢量轉(zhuǎn)換材料 力--->電 電--->力 1次力電轉(zhuǎn)化,典型應(yīng)用:壓電點(diǎn)火,稱量傳感 1次電力轉(zhuǎn)換:制動(dòng)器,執(zhí)行器 電-->力--->形變--->振動(dòng)----聲波-->電聲-->超聲等 形變--->位移-->檢測(cè) 電->力-->電,壓電變壓器等等~ 可以說(shuō),壓電陶瓷雖然是新材料,卻頗具平民性。它用于高科技,但更多地是在生活中為人們服務(wù),創(chuàng)造美好的生活。目前,壓電陶瓷的主要原料還包括鉛等有毒物質(zhì)。下一階段,無(wú)鉛壓電陶瓷和低溫壓電陶瓷將是發(fā)展的方向
市場(chǎng)用途 壓電陶瓷的用途非常廣泛。下面我們來(lái)舉其中幾例:
1、聲音轉(zhuǎn)換器 聲音轉(zhuǎn)換器是最常見(jiàn)的應(yīng)用之一。像拾音器、傳聲器、耳機(jī)、蜂鳴器、超聲波探深儀、聲納、材料的超聲波探傷儀等都可以用壓電陶瓷做聲音轉(zhuǎn)換器。如兒童玩具上的蜂鳴器就是電流通過(guò)壓電陶瓷的壓電效應(yīng)產(chǎn)生振動(dòng),而發(fā)出人耳可以聽(tīng)得到的聲音。壓電陶瓷通過(guò)電子線路的控制,可產(chǎn)生不同頻率的振動(dòng),從而發(fā)出各種不同的聲音。例如電子音樂(lè)賀卡,就是通過(guò)壓電效應(yīng)把機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為交流電信號(hào)。
2、壓電引爆器 自從第一次世界大戰(zhàn)中英軍發(fā)明了坦克,并首次在法國(guó)索姆河的戰(zhàn)斗中使用而重創(chuàng)了德軍后,坦克在多次戰(zhàn)斗中大顯身手。然而到了20世紀(jì)六七十年代,由于反坦克武器的發(fā)明,坦克失去了昔日的輝煌。反坦克炮發(fā)射出的穿甲彈接觸坦克,就會(huì)馬上爆炸,把坦克炸得粉碎。這是因?yàn)閺楊^上裝有壓電陶瓷,它能把相碰時(shí)的強(qiáng)大機(jī)械力轉(zhuǎn)變?yōu)樗查g高電壓,爆發(fā)火花而引爆炸藥
3、壓電打火機(jī) 現(xiàn)在煤氣灶上用的一種新式電子打火機(jī),就是利用壓電陶瓷制成的。只要用手指壓一下打火按鈕,打火機(jī)上的壓電陶瓷就能產(chǎn)生高電壓,形成電火花而點(diǎn)燃煤氣,可以長(zhǎng)久使用。所以壓電打火機(jī)不僅使用方便,安全可靠,而且壽命長(zhǎng),例如一種鈦鉛酸鉛壓電陶瓷制成的打火機(jī)可使用100萬(wàn)次以上。
4、防核護(hù)目鏡 核試驗(yàn)員帶上用透明壓電陶瓷做成的護(hù)目鏡后,當(dāng)核爆炸產(chǎn)生的光輻射達(dá)到危險(xiǎn)程度時(shí),護(hù)目鏡里的壓電陶瓷就把它轉(zhuǎn)變成瞬時(shí)高壓電,在1/1000 s里,能把光強(qiáng)度減弱到只有1/10000,當(dāng)危險(xiǎn)光消失后,又能恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。這種護(hù)目鏡結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,只有幾十克重,安裝在防核護(hù)目頭盔上攜帶十分方便。
5、超聲波換能器 適用于用于超聲波焊接設(shè)備以及超聲波清洗設(shè)備,主要采用大功率發(fā)射型壓電陶瓷制作,超聲波換能器是一種能把高頻電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝臵,超聲波換能器作為能量轉(zhuǎn)換器件,它的功能是將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率(即超聲波)再傳遞出去,而它自身消耗很少的一部分功率。
6、聲納 [1]在海戰(zhàn)中,最難對(duì)付的是潛艇,它能長(zhǎng)期在海下潛航,神不知鬼不覺(jué)地偷襲港口、艦艇,使敵方大傷腦筋。如何尋找敵潛艇?靠眼睛不行,用雷達(dá)也不行,因?yàn)殡姶挪ㄔ诤K飼?huì)急劇衰減,不能能效地傳遞信號(hào),探測(cè)潛艇靠的是聲納------水下耳朵。壓電陶瓷就是制造聲納的材料,它發(fā)出超聲波,遇到潛艇便反射回來(lái),被接收后經(jīng)過(guò)處理,就可測(cè)出敵潛艇的方位、距離等。特種陶瓷片
特種陶瓷,又稱精細(xì)陶瓷,按其應(yīng)用功能分類,大體可分為高強(qiáng)度、耐高溫和復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷及電工電子功能陶瓷兩大類。在陶瓷坯料中加入特別配方的無(wú)機(jī)材料,經(jīng)過(guò)1360度左右高溫?zé)Y(jié)成型,從而獲得穩(wěn)定可靠的防靜電性能,成為一種新型特種陶瓷,通常具有一種或多種功能,如:電、磁、光、熱、聲、化學(xué)、生物等功能;以及耦合功能,如壓電、熱電、電光、聲光、磁光等功能。
特種陶瓷是二十世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的,在現(xiàn)代化生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)和培育下,它們“繁殖”得非常快,尤其在近二、三十年,新品種層出不窮,令人眼花繚亂。按照化學(xué)組成劃分有: 氧化物陶瓷
氧化物陶瓷:氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化鈣、氧化鈹、氧化鋅、氧化釔、二氧化鈦、二氧化釷、三氧化鈾等。氮化物陶瓷
氮化物陶瓷:氮化硅、氮化鋁、氮化硼、氮化鈾等。碳化物陶瓷
碳化物陶瓷:碳化硅、碳化硼、碳化鈾等 硼化物陶瓷硼化物陶瓷:硼化鋯、硼化鑭等 硅化物陶瓷
硅化物陶瓷:二硅化鉬等 氟化物陶瓷
氟化物陶瓷:氟化鎂、氟化鈣、三氟化鑭等 硫化物陶瓷
硫化物陶瓷:硫化鋅、硫化鈰等 其他
還有砷化物陶瓷,硒化物陶瓷,碲化物陶瓷等
除了主要由一種化合物構(gòu)成的單相陶瓷外,還有由兩種或兩種以上的化合物構(gòu)成的復(fù)合陶瓷。例如,由氧化鋁和氧化鎂結(jié)合而成的鎂鋁尖晶石陶瓷,由氮化硅和氧化鋁結(jié)合而成的氧氮化硅鋁陶瓷,由氧化鉻、氧化鑭和氧化鈣結(jié)合而成的鉻酸鑭鈣陶瓷,由氧化鋯、氧化鈦、氧化鉛、氧化鑭結(jié)合而成的鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)陶瓷等等。此外,有一大類在陶瓷中添加了金屬而生成的金屬陶瓷,例如氧化物基金屬陶瓷,碳化物基金屬陶瓷,硼化物基金屬陶瓷等,也是現(xiàn)代陶瓷中的重要品種上。近年來(lái),為了改善陶瓷的脆性,在陶瓷基體中添加了金屬纖維和無(wú)機(jī)纖維,這樣構(gòu)成的纖維補(bǔ)強(qiáng)陶瓷復(fù)合材料,是陶瓷家族中最年輕但卻是最有發(fā)展前途的一個(gè)分支。
為了生產(chǎn)、研究和學(xué)習(xí)上的方便,有時(shí)不按化學(xué)組成,而根據(jù)陶瓷的性能,把它們分為高強(qiáng)度陶瓷,高溫陶瓷,高韌性陶瓷,鐵電陶瓷,壓電陶瓷,電解質(zhì)陶瓷,半導(dǎo)體陶瓷,電介質(zhì)陶瓷,光學(xué)陶瓷(即透明陶瓷),磁性瓷,耐酸陶瓷和生物陶瓷等等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們可以預(yù)期現(xiàn)代陶瓷將會(huì)更快地發(fā)展,產(chǎn)生更多更新的品種。
制作工藝成形方法與結(jié)合劑的選擇特種陶瓷成形方法有很多種,生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)制品的形狀選擇成形方法,而不同的成形方法需選用的結(jié)合劑不同。常見(jiàn)陶瓷成形方法、結(jié)合劑種類及用量如下所示 陶瓷注射成形和成形用結(jié)合劑
氮化硅等特種陶瓷材料具有高強(qiáng)度、高耐磨性、低密度(輕量化)、耐熱性、耐腐蝕性等優(yōu)良性能,適用于制造渦輪加料機(jī)葉輪、搖臂式燒嘴、輔助燃燒室等汽車用陶瓷部件。這些部件要求復(fù)雜的形狀、高精度尺寸和高可靠性。不允許有內(nèi)在缺陷(裂紋、氣孔、異物等)和表面缺陷。能滿足這些質(zhì)量要求的成形技術(shù)之一,就是陶瓷注射成形法。陶瓷注射成型技術(shù)來(lái)源于高分子材料的注塑成型,借助高分子聚合物在高溫下熔融、低溫下凝固的特性來(lái)進(jìn)行成型的,成型之后再把高聚物脫除。比傳統(tǒng)的陶瓷加工工藝要簡(jiǎn)單的多,能制造出各種復(fù)雜形狀的高精度陶瓷零部件,且易于規(guī)模化和自動(dòng)化生產(chǎn)。目前,由清華大學(xué)材料科學(xué)與工程系楊金龍教授發(fā)明的CiM(陶瓷膠態(tài)注射成型方法及裝臵)技術(shù)在國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域中處于領(lǐng)先水平。陶瓷的注射成型技術(shù)有著諸多優(yōu)點(diǎn),用它制備復(fù)雜形狀的陶瓷元件,不僅產(chǎn)品尺寸精度高、表面條件好,而且省去了后加工操作,降低了生產(chǎn)成本,縮短了生產(chǎn)周期,還具有自動(dòng)化程度高、適合于大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)。該工藝一般包括下列步驟:陶瓷粉的選取、粘結(jié)劑的選取、陶瓷粉與粘結(jié)劑的均勻混合、注射成型、脫脂、燒結(jié)。其中脫脂是關(guān)鍵。起初的陶瓷成型注射技術(shù)是將大量的高分子樹(shù)脂與陶瓷粉體混練在一起后得到混合料,然后裝入注射機(jī)于一定溫度注入模具,迅速冷凝后脫模而制成坯體。該技術(shù)適合制備濕坯強(qiáng)度大,尺寸精度高,機(jī)械加工量少,坯體均一的產(chǎn)品,適于大規(guī)模生產(chǎn)。對(duì)形狀復(fù)雜、厚度較薄產(chǎn)品的制備有著明顯的優(yōu)越性。但是由于含有大量的高分子粘結(jié)劑,使陶瓷坯體的脫脂成為不可逾越難題,并且有毛坯易變形,容易形成氣孔等缺點(diǎn)
粘結(jié)劑能使粉末填充成預(yù)期形狀,它對(duì)整個(gè)工藝有重要的影響。理想的粘結(jié)劑應(yīng)該具有以下特點(diǎn):1)在成型溫度下純粘結(jié)劑的粘度在1Pa?s以下,流動(dòng)時(shí)不發(fā)生與粉體的分離,冷卻后有足夠的強(qiáng)度和硬度;2)為惰性物質(zhì),與粉體不發(fā)生反應(yīng);3)在成型和混合溫度以上才分解,分解的產(chǎn)物無(wú)毒、無(wú)腐蝕性且殘余灰分少;4)膨脹系數(shù)低,由熱膨脹或結(jié)晶引起的殘余應(yīng)力低;5)符合環(huán)保要求,價(jià)廉、安全、不吸濕、無(wú)易揮發(fā)組分,貯藏壽命長(zhǎng)。目前使用的大多數(shù)粘結(jié)劑可分為3類:蠟基或油基粘結(jié)劑、水基粘結(jié)劑和固體聚合物溶液。蠟基粘結(jié)劑通常含3-4個(gè)組分,聚合物控制著流動(dòng)粘度、生品(燒結(jié)前的坯體)強(qiáng)度和脫脂的特征。短分子鏈的成型性能好且可使成型元件中的定向作用減至最小。蠟或油是主填充劑,在脫脂的初期被除去。表面活性劑用于改善粉末與粘結(jié)劑的相容性。增塑劑用來(lái)調(diào)節(jié)聚合物的流動(dòng)特性。水基粘結(jié)劑含有水溶性聚合物、凝膠或水玻璃。這類粘結(jié)劑通常采用低壓成型以避免粉末與粘結(jié)劑的分離和減少模具磨損及殘余應(yīng)力。由于水易于除去,這使得制造較厚的元件成為可能。粘結(jié)劑溶液的凝固或膠凝使生品具有了強(qiáng)度。在燒結(jié)前,水從生品中蒸發(fā)或升華出去,使變形降至最低程度。新型的、采用聚苯乙烯的固體聚合物溶液的粘結(jié)劑配方已經(jīng)被采用以避免變形。主填充劑用溶液浸漬法除去。由于聚苯乙烯的骨架結(jié)構(gòu)沒(méi)法被削弱,所以避免了生品的變形。主填充劑是一種小的有機(jī)物分子,它既有苯環(huán)又有極性集團(tuán)。苯環(huán)使它在混合時(shí)可溶于聚苯乙烯,極性集團(tuán)則使它在脫脂時(shí)可溶于水或醇等溶劑中。
常見(jiàn)的粘結(jié)劑有聚丙烯(PP)、無(wú)規(guī)則聚丙烯(APP)、聚乙烯(PE)、乙烯一醋酸乙烯共聚體(EVA)、聚苯乙烯(PS)、丙烯酸系樹(shù)脂等。其中PE具有優(yōu)異的成形性;EVA與其他樹(shù)脂的相溶性好,流動(dòng)性、成形性也好;APP具有與其他樹(shù)脂相溶性好、富于流動(dòng)性和脫脂性的特征;PS流動(dòng)性好。助劑有蠟石石蠟、微晶石蠟、變性石蠟、天然石蠟、硬脂酸、配合劑等。成形材料的流動(dòng)性可以使用高式流動(dòng)點(diǎn)測(cè)定器和熔化分度器進(jìn)行評(píng)價(jià)。當(dāng)脫脂具有結(jié)合劑的含量多 時(shí),則脫脂性有降低的傾向,助劑的石蠟多者,脫脂性好。如果有機(jī)材料在特定的溫度區(qū)域不能全部飛散掉,就會(huì)影響陶瓷的燒結(jié),因此,需要考慮熱分解特性,加以選擇 陶瓷擠壓成形和成形用結(jié)合劑
堇青石由于具有耐熱性、耐腐蝕性、多孔質(zhì)性、低熱膨脹性等優(yōu)良材料特性,所以廣泛用作汽車尾氣凈化催化劑用載體。堇青石蜂窩狀物利用原料粒子的取向,產(chǎn)生出蜂窩狀結(jié)構(gòu)體的低熱膨脹,可用擠壓成形法來(lái)制造。根據(jù)堇青石分子組成(2MgO〃2Al2O3〃5SiO2),原料可選用滑石、高嶺土和氧化鋁。成形用坯土從口蓋里面的供給孔進(jìn)入口蓋內(nèi),經(jīng)過(guò)細(xì)分后,向薄壁擴(kuò)展,再結(jié)合,由此求得延伸性和結(jié)合性好的質(zhì)量。另外,作為擠壓成形后的蜂窩狀體,為了保持形狀,坯土的屈服值高者好,也就是說(shuō),選擇結(jié)合劑應(yīng)使坯土的流動(dòng)性和自守性兩個(gè)性能達(dá)到最佳化。原料粉末、結(jié)合劑、助劑(潤(rùn)滑劑、界面活性劑等)及水經(jīng)機(jī)械混練后,用螺桿擠壓機(jī)連續(xù)式擠壓或用油壓柱塞式擠壓機(jī)擠壓成形。一般來(lái)說(shuō),擠壓成形使用的結(jié)合劑只要用低濃度水溶液,便可顯示出高粘性的結(jié)合性能。常用的有甲基纖維素(MC)、羧甲基纖維素(CMC)、聚氧乙烯(PEO)、聚乙烯醇(PVA)、羥乙基纖維素(HEC)等。MC能很好溶于水中,當(dāng)加熱時(shí)很快膠化。CMC能很好溶于水中,分散性、穩(wěn)定性也高。PVA 廣泛地用于各種成形。潤(rùn)滑劑可減少粉體間的摩擦,界面活性劑可提高原料粉末與水的潤(rùn)濕性。缺乏可塑性,具有膨脹特性的坯土使擠壓不夠光滑,表面缺陷增加。因此,對(duì)結(jié)合劑的性能應(yīng)有評(píng)價(jià)指標(biāo)。評(píng)價(jià)還土的可塑性方法,有施加扭曲、壓縮、拉伸等應(yīng)力,求出應(yīng)力與變形之間的關(guān)系,用毛細(xì)管流變計(jì)的方法、粘彈性的方法等。用這種方法可以評(píng)價(jià)坯土的自守性和流動(dòng)性。在用粘彈性的方法評(píng)價(jià)時(shí),可得出結(jié)合劑配合量增加到一定程度時(shí),自守性和流動(dòng)性均會(huì)增加的結(jié)果。也就是說(shuō),結(jié)合劑配合量的增加有助于原料的可塑性增加。有機(jī)材料是特種陶瓷的主要結(jié)合劑,合理選用這些有機(jī)材料是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。在生產(chǎn)中,應(yīng)根據(jù)粉料的特性、制品的形狀、成形方法綜合進(jìn)行選擇
發(fā)展新動(dòng)向 特種陶瓷有熱壓鑄、熱壓、靜壓及氣相沉積等多種成型方法,這些陶瓷由于其化學(xué)組成、顯微結(jié)構(gòu)及性能不同于普通陶瓷,故稱為特種陶瓷或高技術(shù)陶瓷,在日本稱為精細(xì)陶瓷。特種陶瓷不同的化學(xué)組成和組織結(jié)構(gòu)決定了它不同的特殊性質(zhì)和功能,如高強(qiáng)度、高硬度、高韌性、耐腐蝕、導(dǎo)電、絕緣、磁性、透光、半導(dǎo)體以及壓電、光電、電光、聲光、磁光等。由于性能特殊,這類陶瓷可作為工程結(jié)構(gòu)材料和功能材料應(yīng)用于機(jī)械、電子、化工、冶煉、能源、醫(yī)學(xué)、激光、核反應(yīng)、宇航等方面。一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家,特別是日本、美國(guó)和西歐國(guó)家,為了加速新技術(shù)革命,為新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定物質(zhì)基礎(chǔ),投入大量人力、物力和財(cái)力研究開(kāi)發(fā)特種陶瓷,因此特種陶瓷的發(fā)展十分迅速,在技術(shù)上也有很大突破。特種陶瓷在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù),特別是在高技術(shù)、新技術(shù)領(lǐng)域中的地位日趨重要。本世紀(jì)初特種陶瓷的國(guó)際市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到500億美元,因此許多科學(xué)家預(yù)言:特種陶瓷在二十一世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展中,必定會(huì)占據(jù)十分重要的地位 技術(shù)新發(fā)展
(1)在粉末制備方面,目前最引人注目的是超高溫技術(shù)。利用超高溫技術(shù)不但可廉價(jià)地研制特種陶瓷,還可廉價(jià)地研制新型玻璃,如光纖維、磁性玻璃、混合集成電路板、零膨脹結(jié)晶玻璃、高強(qiáng)度玻璃、人造骨頭和齒棍等。此外,利用超高溫技術(shù)還可以研制出象鉭、鉬、鎢、釩鐵合金和鈦等能夠應(yīng)用于太空飛行、海洋、核聚變等尖端領(lǐng)域的材料。例如日本在4000—15000℃和一個(gè)大氣壓以下制造金鋼石,其效率比現(xiàn)在普遍采用的低溫低壓等離子體技術(shù)高一百二十倍。超高溫技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn):能生產(chǎn)出用以往方法所不能生產(chǎn)的物質(zhì);能夠獲得純度極高的物質(zhì):生產(chǎn)率會(huì)大幅度提高;可使作業(yè)程序簡(jiǎn)化、易行。目前,在超高溫技術(shù)方面居領(lǐng)先地位的是日本。據(jù)統(tǒng)計(jì),2000年日本超高溫技術(shù)的特種陶瓷市場(chǎng)規(guī)模也將會(huì)超過(guò)20萬(wàn)億日元。此外,溶解法制備粉末、化學(xué)氣相沉積法制備陶瓷粉末、溶膠K凝膠法生產(chǎn)莫來(lái)石超細(xì)粉末以及等離子體氣相反應(yīng)法等也引起了人們的關(guān)注。在這幾種方法中,絕大部分是近年開(kāi)發(fā)研究出來(lái)的或是在近期得以完善的。(2)成型方面:特種陶瓷成型方法大體分為干法成型和濕法成型兩大類,干法成型包括鋼模壓制成型、等靜壓成型、超高壓成型、粉末電磁成型等;濕法成型大致可分為塑性成型和膠態(tài)澆注成型兩大類。近些年來(lái)膠態(tài)成型和固體無(wú)模成型技術(shù)在特種陶瓷的成型研究中也取得了較為快速的發(fā)展。陶瓷膠態(tài)成形是高分散陶瓷漿料的濕法成形,與干法成形相比,可以有效控制團(tuán)聚,減少缺陷。無(wú)模成形實(shí)際上是快速原型制造技術(shù)(Rapid prototyping manufacturing technology , RP &M)在制備陶瓷材料中的應(yīng)用。特種陶瓷材料膠態(tài)無(wú)模成形過(guò)程是通過(guò)將含或不含粘結(jié)劑的陶瓷漿料在一定的條件下直接從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài),然后按照RP &M 的原理逐層制造得到陶瓷生坯的過(guò)程。成形后的生坯一般都具備良好的流變學(xué)特性,可以保證后處理過(guò)程中不變形。特種陶瓷成型技術(shù)未來(lái)的發(fā)展將集中于以下幾個(gè)發(fā)面
a.進(jìn)一步開(kāi)發(fā)已經(jīng)提出的各種無(wú)模成形技術(shù)在制備不同陶瓷材料中的應(yīng)用;
b.性能更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)層以及在層內(nèi)的穿插、交織、連接結(jié)構(gòu)和成分三維變化的設(shè)計(jì);
c.大型異形件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造; d.陶瓷微結(jié)構(gòu)的制造及實(shí)際應(yīng)用;
e.進(jìn)一步開(kāi)發(fā)無(wú)污染和環(huán)境協(xié)調(diào)的新技術(shù)。
(3)燒結(jié)方面:特種陶瓷制品因其特殊的性能要求,需要用不同于傳統(tǒng)陶瓷制品的燒成工藝與燒結(jié)技術(shù)。隨著特種陶瓷工業(yè)的發(fā)展,其燒成機(jī)理、燒結(jié)技術(shù)及特殊的窯爐設(shè)施的研究取得突破性的進(jìn)展。目前特種陶瓷的主要燒結(jié)方法有:常壓燒結(jié)法、熱壓燒結(jié)/熱等靜壓燒結(jié)法、反應(yīng)燒結(jié)法、液相燒結(jié)法、微波燒結(jié)法、電弧等離子燒結(jié)法、自蔓延燒結(jié)法、氣相沉積法等。(4)在特種陶瓷的精密加工方面:特種陶瓷屬于脆性材料,硬度高、脆性大,其物理機(jī)械性能(尤其是韌性和強(qiáng)度)與金屬材料有較大差異,加工性能差,加工難度大。因此,研究特種陶瓷材料的磨削機(jī)理,選擇最佳的磨削方法是當(dāng)前要解決的主要問(wèn)題。近年來(lái)興起的磨削加工方法主要有:
a.超聲波振動(dòng)磨削加工方法
b.在線電解修整金剛石砂輪磨削加工方法 c.電解、電火花復(fù)合磨削加工工藝 d.電化學(xué)在線控制加工方法
采用刀具加工陶瓷也引起了人們的極大興趣。目前,這方面的工作僅處于研究實(shí)驗(yàn)階段,由于用超高精度的車床和金剛石單晶車刀進(jìn)行加工,以微米數(shù)量級(jí)的微小吃刀深度和微小的走刀量,能獲得0.1微米左右的加工精度,因而許多國(guó)家把這種加工技術(shù)作為超精密加工的一個(gè)方面而加以開(kāi)發(fā)研究,在我國(guó),清華大學(xué)新型陶瓷與精細(xì)工藝國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在這方面的研究成果已位居世界前列。
應(yīng)用新發(fā)展
特種陶瓷由于擁有眾多優(yōu)異性能,因而用途廣泛。現(xiàn)按材料的性能及種類簡(jiǎn)要說(shuō)明。(1)、耐熱性能優(yōu)良的特種陶瓷可望作為超高溫材料用于原子能有關(guān)的高溫結(jié)構(gòu)材料、高溫電極材料等。(2)、隔熱性優(yōu)良的特種陶瓷可作為新的高溫隔熱材料,用于高溫加熱爐、熱處理爐、高溫反應(yīng)容器、核反應(yīng)堆等。(3)、導(dǎo)熱性優(yōu)良的特種陶瓷極有希望用作內(nèi)部裝有大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路電子器件的散熱片。(4)、耐磨性優(yōu)良的硬質(zhì)特種陶瓷用途廣泛,目前的工作主要是集中在軸承、切削刀具方面。(5)、高強(qiáng)度的陶瓷可用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器、葉片、渦輪、套管等;在加工機(jī)械上可用于機(jī)床身、軸承、燃燒噴嘴等。目前,這方面的工作開(kāi)展得較多,許多國(guó)家如美國(guó)、日本、德國(guó)等都投入了大量的人力和物力,試圖取得領(lǐng)先地位。這類陶瓷有氮硅、碳化硅、塞隆、氮化鋁、氧化鋯等。(6)、具有潤(rùn)滑性的陶瓷如六方晶型氮化硼極為引人注目,目前國(guó)外正在加緊研究。(7)、生物陶瓷方面目前正在進(jìn)行將氧化鋁、磷石炭等用作人工牙齒、人工骨、人工關(guān)節(jié)等研究,這方面的應(yīng)用引起人們極大關(guān)注。(8)、一些具有其他特殊用途的功能性新型陶瓷(如遠(yuǎn)紅外陶瓷等)也已開(kāi)始在工業(yè)及民用領(lǐng)域發(fā)揮其獨(dú)到的作用。
研究開(kāi)發(fā)重點(diǎn)
(1)、特種陶瓷基礎(chǔ)技術(shù)的研究,例如燒結(jié)機(jī)理、檢測(cè)技術(shù)和粉末制備技術(shù)等;(2)、超導(dǎo)陶瓷的研究;(3)、特種陶瓷的薄膜化或非晶化是提高陶瓷功能的有效方法,因而許多國(guó)家都把它作為一項(xiàng)主要內(nèi)容而加以研究;(4)、陶瓷的纖維化是研制隔熱材料、復(fù)合增強(qiáng)材料等的重要基礎(chǔ),目前國(guó)外,尤其是日本對(duì)陶瓷纖維及晶須增強(qiáng)金屬?gòu)?fù)合材料的研究極為重視,其研究主要集中于碳化硅及氮化硅;(5)、多孔陶瓷由于具有特殊結(jié)構(gòu),所以引起了各界的重視;(6)、陶瓷與陶瓷或陶瓷與其它材料復(fù)合(陶瓷纖維增強(qiáng)陶瓷,陶瓷纖維增強(qiáng)金屬)問(wèn)題也是現(xiàn)階段的研究重點(diǎn)。(7)、在非氮化物陶瓷中,目前國(guó)外研究最多的是陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī),高壓熱交挽器及陶瓷刀具等;(8)、隨著生物化學(xué),生物醫(yī)學(xué)這些新興學(xué)科的發(fā)展,生物陶瓷的開(kāi)發(fā)研究也變得越來(lái)越重要
發(fā)展前景 陶瓷制品生產(chǎn)在中國(guó)歷史悠久,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展,制造工藝得到不斷發(fā)展。特別是近二十年來(lái),陶瓷制品結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整,迎合了國(guó)內(nèi)外消費(fèi)者的消費(fèi)需求,并隨著社會(huì)的發(fā)展和生活水平的提高,在生活中的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。在全球金融危機(jī)的籠罩下,國(guó)內(nèi)各行業(yè)普遍受到影響,但國(guó)家總共5萬(wàn)億元的基礎(chǔ)建設(shè)投資計(jì)劃對(duì)于建筑建材行業(yè)在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)將極大的推動(dòng)作用,特別是對(duì)于建材行業(yè)拉動(dòng)十分明顯,從行業(yè)前景來(lái)看,建材行業(yè)在此次此次金融危機(jī)擁有較大的優(yōu)勢(shì)。目前建材行業(yè)景氣度持續(xù),未來(lái)行業(yè)集中度有望提高。由于我國(guó)目前固定資產(chǎn)投資依然保持高位運(yùn)行——雖然投資增速回落較快的可能是房地產(chǎn)投資和工業(yè)投資,但是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資對(duì)水泥等建材需求的拉動(dòng)依然很明顯。
氧化鋁陶瓷
是一種以氧化鋁(AL2O3)為主體的材料,用于厚膜集成電路。氧化鋁陶瓷有較好的傳導(dǎo)性、機(jī)械強(qiáng)度和耐高溫性。需要注意的是需用超聲波進(jìn)行洗滌。氧化鋁陶瓷是一種用途廣泛的陶瓷。因?yàn)槠鋬?yōu)越的性能,在現(xiàn)代社會(huì)的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛,滿足于日用和特殊性能的需要 類別
氧化鋁陶瓷目前分為高純型與普通型兩種。高純型氧化鋁陶瓷系A(chǔ)l2O3含量在99.9%以上的陶瓷材料,由于其燒結(jié)溫度高達(dá)1650—1990℃,透射波長(zhǎng)為1~6μm,一般制成熔融玻璃以取代鉑坩堝:利用其透光性及可耐堿金屬腐蝕性用作鈉燈管;在電子工業(yè)中可用作集成電路基板與高頻絕緣材料。普通型氧化鋁陶瓷系按Al2O3含量不同分為99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品種,有時(shí)Al2O3含量在80%或75%者也劃為普通氧化鋁陶瓷系列。其中99氧化鋁瓷材料用于制作高溫坩堝、耐火爐管及特殊耐磨材料,如陶瓷軸承、陶瓷密封件及水閥片等;95氧化鋁瓷主要用作耐腐蝕、耐磨部件;85瓷中由于常摻入部分滑石,提高了電性能與機(jī)械強(qiáng)度,可與鉬、鈮、鉭等金屬封接,有的用作電真空裝臵器件 制作工藝粉體制備
將入廠的氧化鋁粉按照不同的產(chǎn)品要求與不同成型工藝制備成粉體材料。粉體粒度在1μm微米以下,若制造高純氧化鋁陶瓷制品除氧化鋁純度在99.99%外,還需超細(xì)粉碎且使其粒徑分布均勻。采用擠壓成型或注射成型時(shí),粉料中需引入粘結(jié)劑與可塑劑,一般為重量比在10-30%的熱塑性塑膠或樹(shù)脂?有機(jī)粘結(jié)劑應(yīng)與氧化鋁粉體在150-200溫度下均勻混合,以利于成型操作。采用熱壓工藝成型的粉體原料則不需加入粘結(jié)劑。若采用半自動(dòng)或全自動(dòng)干壓成型,對(duì)粉體有特別的工藝要求,需要采用噴霧造粒法對(duì)粉體進(jìn)行處理、使其呈現(xiàn)圓球狀,以利于提高粉體流動(dòng)性便于成型中自動(dòng)充填模壁。此外,為減少粉料與模壁的摩擦,還需添加1~2%的潤(rùn)滑劑,如硬脂酸,及粘結(jié)劑PVA。欲干壓成型時(shí)需對(duì)粉體噴霧造粒,其中引入聚乙烯醇作為粘結(jié)劑。近年來(lái)上海某研究所開(kāi)發(fā)一種水溶性石蠟用作Al203噴霧造粒的粘結(jié)劑,在加熱情況下有很好的流動(dòng)性。噴霧造粒后的粉體必須具備流動(dòng)性好、密度松散,流動(dòng)角摩擦溫度小于30℃。顆粒級(jí)配比理想等條件,以獲得較大素坯密度 成型方法
氧化鋁陶瓷制品成型方法有干壓、注漿、擠壓、冷等靜壓、注射、流延、熱壓與熱等靜壓成型等多種方法。近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外又開(kāi)發(fā)出壓濾成型、直接凝固注模成型、凝膠注成型、離心注漿成型與固體自由成型等成型技術(shù)方法。不同的產(chǎn)品形狀、尺寸、復(fù)雜造型與精度的產(chǎn)品需要不同的成型方法。
1、干壓成型:氧化鋁陶瓷干壓成型技術(shù)僅限于形狀單純且內(nèi)壁厚度超過(guò)1mm,長(zhǎng)度與直徑之比不大于4∶1的物件。成型方法有單軸向或雙向。壓機(jī)有液壓式、機(jī)械式兩種,可呈半自動(dòng)或全自動(dòng)成型方式。壓機(jī)最大壓力為200Mpa。產(chǎn)量每分鐘可達(dá)15~50件。由于液壓式壓機(jī)沖程壓力均勻,故在粉料充填有差異時(shí)壓制件高度不同。而機(jī)械式壓機(jī)施加壓力大小因粉體充填多少而變化,易導(dǎo)致燒結(jié)后尺寸收縮產(chǎn)生差異,影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此干壓過(guò)程中粉體顆粒均勻分布對(duì)模具充填非常重要。充填量準(zhǔn)確與否對(duì)制造的氧化鋁陶瓷零件尺寸精度控制影響很大。粉體顆粒以大于60μm、介于60~200目之間可獲最大自由流動(dòng)效果,取得最好壓力成型效果。
2、注漿成型法:注漿成型是氧化鋁陶瓷使用最早的成型方法。由于采用石膏模、成本低且易于成型大尺寸、外形復(fù)雜的部件。注漿成型的關(guān)鍵是氧化鋁漿料的制備。通常以水為熔劑介質(zhì),再加入解膠劑與粘結(jié)劑,充分研磨之后排氣,然后倒注入石膏模內(nèi)。由于石膏模毛細(xì)管對(duì)水分的吸附,漿料遂固化在模內(nèi)。空心注漿時(shí),在模壁吸附漿料達(dá)要求厚度時(shí),還需將多余漿料倒出。為減少坯體收縮量、應(yīng)盡量使用高濃度漿料。氧化鋁陶瓷漿料中還需加入有機(jī)添加劑以使料漿顆粒表面形成雙電層使料漿穩(wěn)定懸浮不沉淀。此外還需加入乙烯醇、甲基纖維素、海藻酸胺等粘結(jié)劑及聚丙烯胺、阿拉伯樹(shù)膠等分散劑,目的均在于使?jié){料適宜注漿成型操作 燒成技術(shù)
將顆粒狀陶瓷坯體致密化并形成固體材料的技術(shù)方法叫燒結(jié)。燒結(jié)即將坯體內(nèi)顆粒間空洞排除,將少量氣體及雜質(zhì)有機(jī)物排除,使顆粒之間相互生長(zhǎng)結(jié)合,形成新的物質(zhì)的方法。燒成使用的加熱裝臵最廣泛使用電爐。除了常壓燒結(jié)即無(wú)壓燒結(jié)外,還有熱壓燒結(jié)及熱等靜壓燒結(jié)等。連續(xù)熱壓燒結(jié)雖然提高產(chǎn)量,但設(shè)備和模具費(fèi)用太高,此外由于屬軸向受熱,制品長(zhǎng)度受到限制。熱等靜壓燒成采用高溫高壓氣體作壓力傳遞介質(zhì),具有各向均勻受熱之優(yōu)點(diǎn),很適合形狀復(fù)雜制品的燒結(jié)。由于結(jié)構(gòu)均勻,材料性能比冷壓燒結(jié)提高30~50%。比一般熱壓燒結(jié)提高10-15%。因此,目前一些高附加值氧化鋁陶瓷產(chǎn)品或國(guó)防軍工需用的特殊零部件、如陶瓷軸承、反射鏡、核燃料及槍管等制品、場(chǎng)采用熱等靜壓燒成方法。此外,微波燒結(jié)法、電弧等離子燒結(jié)法、自蔓延燒結(jié)技術(shù)亦正在開(kāi)發(fā)研究中 精加工與封裝工序
有些氧化鋁陶瓷材料在完成燒結(jié)后,尚需進(jìn)行精加工。如可用作人工骨的制品要求表面有很高的光潔度、如鏡面一樣,以增加潤(rùn)滑性。由于氧化鋁陶瓷材料硬度較高,需用更硬的研磨拋光磚材料對(duì)其作精加工。如SIC、B4C或金剛鉆等。通常采用由粗到細(xì)磨料逐級(jí)磨削,最終表面拋光。一般可采用<1μm微米的Al203微粉或金剛鉆膏進(jìn)行研磨拋光。此外激光加工及超聲波加工研磨及拋光的方法亦可采用 特點(diǎn)
1.硬度大 經(jīng)中科院上海硅酸鹽研究所測(cè)定,其洛氏硬度為HRA80-90,硬度僅次于金剛石,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)耐磨鋼和不銹鋼的耐磨性能。2.耐磨性能極好 經(jīng)中南大學(xué)粉末冶金研究所測(cè)定,其耐磨性相當(dāng)于錳鋼的266倍,高鉻鑄鐵的171.5倍。根據(jù)我們十幾年來(lái)的客戶跟蹤調(diào)查,在同等工況下,可至少延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命十倍以上。3.重量輕 其密度為3.5g/cm3,僅為鋼鐵的一半,可大大減輕設(shè)備負(fù)荷 技術(shù)指標(biāo)
電子陶瓷(electronic ceramic)在電子工業(yè)中能夠利用電、磁性質(zhì)的陶瓷。電子陶瓷是通過(guò)對(duì)表面、晶界和尺寸結(jié)構(gòu)的精密控制而最終獲得具有新功能的陶瓷。在能源、家用電器、汽車等方面可以廣泛應(yīng)用
在電子工業(yè)中能夠利用電、磁性質(zhì)的陶瓷,稱為電子陶瓷。電子陶瓷是通過(guò)對(duì)表面、晶界和尺寸結(jié)構(gòu)的精密控制而最終獲得具有新功能的陶瓷。在能源、家用電器、汽車等方面可以廣泛應(yīng)用。廣泛用于制作電子功能元件的、多數(shù)以氧化物為主成分的燒結(jié)體材料。電子陶瓷的制造工藝與傳統(tǒng)的陶瓷工藝大致相同。電子陶瓷或稱電子工業(yè)用陶瓷,它在化學(xué)成分、微觀結(jié)構(gòu)和機(jī)電性能上,均與一般的電力用陶瓷有著本質(zhì)的區(qū)別。這些區(qū)別是電子工業(yè)對(duì)電子陶瓷所提出的一系列特殊技術(shù)要求而形成的,其中最重要的是須具有高的機(jī)械強(qiáng)度,耐高溫高濕,抗輻射,介質(zhì)常數(shù)在很寬的范圍內(nèi)變化,介質(zhì)損耗角正切值小,電容量溫度系數(shù)可以調(diào)整(或電容量變化率可調(diào)整).抗電強(qiáng)度和絕緣電阻值高,以及老化性能優(yōu)異等。發(fā)展
電子陶瓷材料的發(fā)展,同物理化學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)、硅酸鹽物理化學(xué)、固體物理學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、聲學(xué)、無(wú)線電電子學(xué)等的發(fā)展密切相關(guān),它們相互促進(jìn),從而在電子技術(shù)的飛躍發(fā)展中,使電子陶瓷也相應(yīng)地取得了很大進(jìn)展 分類
電子陶瓷按功能和用途可以分為五類:絕緣裝臵瓷、電容器瓷、鐵電陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷和離子陶瓷 絕緣裝臵瓷
簡(jiǎn)稱裝臵瓷,具有優(yōu)良的電絕緣性能,用作電子設(shè)備和器件中的結(jié)構(gòu)件、基片和外殼等的電子陶瓷。絕 緣裝臵瓷件包括各種絕緣子、線圈骨架、電子管座、波段開(kāi)關(guān)、電容器支柱支架、集成電路基片和封裝外殼等。對(duì)這類瓷的基本要求是介電常數(shù)ε低,介質(zhì)損耗tanδ小,絕緣電阻率ρ高,擊穿強(qiáng)度E 大,介電溫度特性和頻率特性好。此外,還要求有較高的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性。在這類陶瓷中以滑石瓷和氧化鋁瓷應(yīng)用最廣。它們的主晶相成分分別為MgSiO3及Al2O3。滑石瓷的電絕緣性優(yōu)良且成本較低,是用于射電頻段內(nèi)的典型高頻裝臵瓷。氧化鋁瓷是一類電絕緣性更佳的高頻、高溫、高強(qiáng)度裝臵瓷。其電性能和物理性能隨 Al2O3含量的增多而提高。常用的有含75%、95%、99%Al2O3的高鋁氧瓷。在一些要求極高的集成電路中,甚至還使用Al2O3含量達(dá)99.9%的純剛玉瓷,其性質(zhì)與藍(lán)寶石單晶相近。高鋁氧瓷,尤其是純剛玉瓷的缺點(diǎn)是制造困難,燒成溫度高、價(jià)格貴。裝臵瓷中還有一類以氧化鈹(BeO)為代表的高熱導(dǎo)瓷。含 BeO95%的氧化鈹瓷的室溫導(dǎo)熱率與金屬相同。氧化鈹還具有良好的介電性、耐溫度劇變性和很高的機(jī)械強(qiáng)度。其缺點(diǎn)是BeO原料的毒性很大,瓷料燒成溫度高,因而限制了它的應(yīng)用。氮化硼(BN)瓷和氮化鋁(AlN)瓷也屬于高熱導(dǎo)瓷,其導(dǎo)熱性雖不及氧化鈹瓷,但無(wú)毒,加工性能和介電性能均好,可供高頻大功率晶體管和大規(guī)模集成電路中作散熱及絕緣用。近年來(lái),研制出一類以SiC為基料,摻入少量BeO等雜質(zhì)的熱壓陶瓷。這種陶瓷絕緣性能優(yōu)良,熱導(dǎo)率高于純度為99%的氧化鈹瓷。它的熱膨脹系數(shù)與硅單晶可在寬溫度范圍內(nèi)接近一致,可望在功率耗散較大的大規(guī)模集成電路中得到應(yīng)用。用作碳膜和金屬膜電阻器基體的低堿長(zhǎng)石瓷也是一類重要而價(jià)廉的裝臵瓷,但其介質(zhì)損耗較大,不宜在高頻下使用。電容器瓷
用作電容器介質(zhì)的電子陶瓷。這類陶瓷用量最大、規(guī)格品種也最多。主要的有高頻、低頻電容器瓷和半導(dǎo)體電容器瓷。高頻電容器瓷
屬于Ⅰ類電容器瓷,主要用于制造高頻電路中的高穩(wěn)定性陶瓷電容器和溫度補(bǔ)償電容器。選用不同的陶瓷成分可以獲得不同介電常數(shù)、介質(zhì)損耗角正切 tanδ和介電溫度系數(shù)αε的高頻電容器瓷料,用以滿足各種溫度補(bǔ)償?shù)男枰1碇械乃拟佀徜^瓷不僅是一種熱穩(wěn)定性高的電容器介質(zhì),而且還是一種優(yōu)良的微波介質(zhì)材料。
低頻電容器瓷
屬于Ⅱ類電容器瓷,主要用于制造低頻電路中的旁路、隔直流和濾波用的陶瓷電容器。主要特點(diǎn)是介電常數(shù)ε 高,損耗角正切較大且tanδ及ε隨溫度的變化率較大。這類陶瓷中應(yīng)用最多的是以鐵電鈦酸鋇(BaTiO3)為主成分,通過(guò)摻雜改性而得到的高ε(室溫下可達(dá)20000)和ε的溫度變化率低的瓷料。以平緩相變型鐵電體鈮鎂酸鉛(PbMg1/3Nb2/3O3)等為主成分的低溫?zé)Y(jié)型低頻獨(dú)石電容器瓷料,也是重要的低頻電容器瓷 半導(dǎo)體電容器瓷 利用半導(dǎo)體化的陶瓷外表面或晶粒間的內(nèi)表面(晶界)上形成的絕緣層為電容器介質(zhì)的電子陶瓷。其中利用陶瓷晶界層的介電性質(zhì)而制成的邊界層電容器是一類新型的高性能、高可靠的電容器,它的介電損耗小、絕緣電阻及工作電壓高。半導(dǎo)體電容器瓷主要有BaTiO3及SrTiO3兩大類。在以BaTiO3、SrTiO3或二者的固溶體為主晶相的陶瓷中,加入少量主摻雜物(如Dy2O3等)和其他添加物,在特殊的氣氛下燒成后,即可得到N型半導(dǎo)體陶瓷。然后,再在表面上涂覆一層氧化物漿料(如CuO等),通過(guò)熱處理使氧化物向陶瓷的晶界擴(kuò)散,最終在半導(dǎo)體的所有晶粒之間形成一絕緣層。這種陶瓷的視在介電常數(shù)極高(可達(dá) 105以上)、介質(zhì)損耗小(小于1%)、體電阻率高(高于 1011歐〃厘米)、介質(zhì)色散頻率高(高于1吉赫)、抗潮性好,是一種高性能、高穩(wěn)定的電容器介質(zhì)。鐵電陶瓷 以鐵電性晶體為主晶相的電子陶瓷。已發(fā)現(xiàn)的鐵電晶體不下千種,但作為鐵電陶瓷主晶相的主要有鈣鈦礦或準(zhǔn)鈣鈦礦型的鐵電晶體或固溶體。在一定的溫度范圍內(nèi)晶體中存在著可隨外加電場(chǎng)而轉(zhuǎn)變方向的自發(fā)極化,這就是晶體的鐵電性。當(dāng)溫度超過(guò)某一臨界值──居里溫度TC時(shí),其極化強(qiáng)度下降為零,晶體即失去鐵電性,而成為一般的順電晶體;與此同時(shí),晶體發(fā)生鐵電相到順電相的相變。
鐵電體的重要微觀特征是具有電疇結(jié)構(gòu),即鐵電體具有許多沿特定方向自發(fā)極化到飽和的小區(qū)域──電疇。這些取向不同的電疇以疇壁分開(kāi)(圖2a)。在相當(dāng)強(qiáng)的外電場(chǎng)作用下,這種多疇晶體可以被電場(chǎng)強(qiáng)迫取向而單疇化(圖2b)。這種電疇隨外電場(chǎng)而反轉(zhuǎn)取向的動(dòng)力學(xué)過(guò)程,包括疇壁的運(yùn)動(dòng)過(guò)程以及新疇成核和成長(zhǎng)的過(guò)程 鐵電陶瓷
功能多、用途廣。利用其壓電特性可以制成壓電器件,這是鐵電陶瓷的主要應(yīng)用,因而常把鐵電陶瓷稱為壓電陶瓷。利用鐵電陶瓷的熱釋電特性(在溫度變化時(shí),因極化強(qiáng)度的變化而在鐵電體表面釋放電荷的效應(yīng))可以制成紅外探測(cè)器件,在測(cè)溫、控溫、遙測(cè)、遙感以至生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域均有重要應(yīng)用價(jià)值。典型的熱釋電陶瓷有鈦酸鉛(PbTiO3)等。利用透明鐵電陶瓷PLZT(摻鑭的鈦鋯酸鉛)的強(qiáng)電光效應(yīng)(通過(guò)外加電場(chǎng)對(duì)透明鐵電陶瓷電疇狀態(tài)的控制而改變其光學(xué)性質(zhì),從而表現(xiàn)出電控雙折射和電控光散射的效應(yīng)),可以制成激光調(diào)制器、光電顯示器、光信息存儲(chǔ)器、光開(kāi)關(guān)、光電傳感器、圖像存儲(chǔ)和顯示器,以及激光或核輻射防護(hù)鏡等新型器件 半導(dǎo)體陶瓷
通過(guò)半導(dǎo)體化措施使陶瓷具有半導(dǎo)電性晶粒和絕緣性(或半導(dǎo)體性)晶界,從而呈現(xiàn)很強(qiáng)的界面勢(shì)壘等半導(dǎo)體特性的電子陶瓷。陶瓷半導(dǎo)體化的方法主要有強(qiáng)制還原法和施主摻雜法(亦稱原子價(jià)控法)兩種。兩種方法都是在陶瓷的晶體中形成離子空位等缺陷,從而提供大量導(dǎo)電電子,使陶瓷中的晶粒成為某種類型(通常是 N型)的半導(dǎo)體。而這些晶粒之間的間層為絕緣層或另一類型(P 型)的半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體陶瓷種類很多,其中包括利用半導(dǎo)體瓷中晶粒本身性質(zhì)制成的各種負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻;利用晶界性質(zhì)制成的半導(dǎo)體電容器、ZnO 壓敏電阻器、BaTiO3系正溫度系數(shù)熱敏電阻器、CdS/Cu2S太陽(yáng)能電池;以及利用表面性質(zhì)制成的各種陶瓷型濕敏電阻器和氣敏電阻器等。表2列出典型的傳感器用半導(dǎo)體陶瓷。CdS/Cu2S系光電陶瓷不同于上表所列的利用絕緣晶界層性質(zhì)的半導(dǎo)體瓷,它所利用的是N型CdS與P型Cu2S晶界層之間的PN異質(zhì)結(jié)的光伏效應(yīng)。用它制成的陶瓷太陽(yáng)能電池,可以作為無(wú)人值守臺(tái)站的電源,也可作為電子儀器中的光電耦合器件 離子陶瓷
快離子導(dǎo)電的電子陶瓷。具有快速傳遞正離子的特性。典型代表是 β-Al2O3 瓷。這種陶瓷在300℃下離子電導(dǎo)率可達(dá)0.1/(歐〃厘米),可用來(lái)制作較經(jīng)濟(jì)的高比率能量的固體電池,還可制作緩慢放電的高儲(chǔ)能密度的電容器。它是有助于解決能源問(wèn)題的材料。研究方向 電子陶瓷的研究方向是: ①研究陶瓷的組成、結(jié)構(gòu)和原子價(jià)鍵特性及其相互關(guān)系,以改善電子陶瓷的性能; ②研究制造超微粉粒和超純粉粒以及成型、燒結(jié)等工藝,以改善電子陶瓷的制造技術(shù); ③探討陶瓷中可能存在的各種物理效應(yīng),發(fā)展新型功能材料及多功能材料; ④應(yīng)用復(fù)合材料的理論和技術(shù),研究以陶瓷為主體的結(jié)構(gòu)復(fù)合、物理復(fù)合和功能復(fù)合的材料; ⑤應(yīng)用表面分析、能譜分析和計(jì)算機(jī)模擬等技術(shù),研究陶瓷中晶粒間界面的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等 二氧氧化鋯陶瓷
ZrO2陶瓷,Zirconia Ceramic 純ZrO2為白色,含雜質(zhì)時(shí)呈黃色或灰色,一般含有HfO2,不易分離。世界上已探明的鋯資源約為1900萬(wàn)噸,氧化鋯通常是由鋯礦石提純制得。在常壓下純ZrO2共有三種晶態(tài):?jiǎn)涡保∕onoclinic)氧化鋯(m-ZrO2)、四方(Tetragonal)氧化鋯(t-ZrO2)和立方(Cubic)氧化鋯(c-ZrO2),上述三種晶型存在于不同的溫度范圍,并可以相互轉(zhuǎn)化。
氧化鋯粉體的制備 氧化鋯陶瓷的生產(chǎn)要求制備高純、分散性能好、粒子超細(xì)、粒度分布窄的粉體,氧化鋯超細(xì)粉末的制備方法很多,氧化鋯的提純主要有氯化和熱分解法、堿金屬氧化分解法、石灰熔融法、等離子弧法、沉淀法、膠體法、水解法、噴霧熱解法等。粉體加工方法有共沉淀法、溶膠一凝膠法、蒸發(fā)法、超臨界合成法、微乳液法、水熱合成法網(wǎng)及氣相沉積法等。氧化鋯陶瓷的成型
氧化鋯陶瓷的成型有干壓成型、等靜壓成型、注漿成型、熱壓鑄成型、流延成型、注射成型、塑性擠壓成型、膠態(tài)凝固成型等 氧化鉻陶瓷的燒結(jié) 氧化鋯陶瓷可采用的燒結(jié)方法通常有:(1)無(wú)壓燒結(jié),(2)熱壓燒結(jié)和反應(yīng)熱壓燒結(jié),(3)熱等靜壓燒結(jié)(HIP),(4)微波燒結(jié),(5)超高壓燒結(jié),(6)放電等離子體燒結(jié)(SPS),(7)原位加壓成型燒結(jié)等
氧化鋯陶瓷的應(yīng)用 在結(jié)構(gòu)陶瓷方面,由于氧化鋯陶瓷具有高韌性、高抗彎強(qiáng)度和高耐磨性,優(yōu)異的隔熱性能,熱膨脹系數(shù)接近于鋼等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域。主要有:Y-TZP磨球、分散和研磨介質(zhì)、噴嘴、球閥球座、氧化鋯模具、微型風(fēng)扇軸心、光纖插針、光纖套筒、拉絲模和切割工具、耐磨刀具、表殼及表帶、高爾夫球的輕型擊球棒及其它室溫耐磨零器件等 在功能陶瓷方面,其優(yōu)異的耐高溫性能作為感應(yīng)加熱管、耐火材料、發(fā)熱元件使用。氧化鋯陶瓷具有敏感的電性能參數(shù),主要應(yīng)用于氧傳感器、固體氧化物燃料電池(SolidO xideFu elCe ll,SO FC)和高溫發(fā)熱體等領(lǐng)域。Zr02具有較高的折射率(N-21^22),在超細(xì)的氧化鋯粉末中添加一定的著色元素(V205, Mo03, Fe203等),可將它制成多彩的半透明多晶Zr02材料,像天然寶石一樣閃爍著絢麗多彩的光芒,可制成各種裝飾品。另外,氧化鋯在熱障涂層、催化劑載體、醫(yī)療、保健、耐火材料、紡織等領(lǐng)域正得到廣泛應(yīng)用 氮化硅陶瓷
氮化硅陶瓷是一種燒結(jié)時(shí)不收縮的無(wú)機(jī)材料
工藝方法 它是用硅粉作原料,先用通常成型的方法做成所需的形狀,在氮?dú)庵屑埃保玻埃啊娴母邷叵逻M(jìn)行初步氮化,使其中一部分硅粉與氮反應(yīng)生成氮化硅,這時(shí)整個(gè)坯體已經(jīng)具有一定的強(qiáng)度。然后在1350℃~1450℃的高溫爐中進(jìn)行第二次氮化,反應(yīng)成氮化硅。用熱壓燒結(jié)法可制得達(dá)到理論密度99%的氮化硅
材料性能
氮化硅的強(qiáng)度很高,尤其是熱壓氮化硅,是世界上最堅(jiān)硬的物質(zhì)之一。它極耐高溫,強(qiáng)度一直可以維持到1200℃的高溫而不下降,受熱后不會(huì)熔成融體,一直到1900℃才會(huì)分解,并有驚人的耐化學(xué)腐蝕性能,能耐幾乎所有的無(wú)機(jī)酸和30%以下的燒堿溶液,也能耐很多有機(jī)酸的腐蝕;同時(shí)又是一種高性能電絕緣材料
用途 氮化硅陶瓷可做燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室、機(jī)械密封環(huán)、輸送鋁液的電磁泵的管道及閥門、永久性模具、鋼水分離環(huán)等。氮化硅摩擦系數(shù)小的特點(diǎn)特別適合制作為高溫軸承使用,其工作溫度可達(dá)1200℃,比普通合金軸承的工作溫度提高2.5倍,而工作速度是普通軸承的10倍。利用氮化硅陶瓷很好的電絕緣性和耐急冷急熱性可以用來(lái)做電熱塞,用它進(jìn)行汽車點(diǎn)火可使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間大大縮短,并能在寒冷天氣迅速啟動(dòng)汽車。氮化硅陶瓷還有良好的透微波性能、介電性以及高溫強(qiáng)度,作為導(dǎo)彈和飛機(jī)的雷達(dá)天線罩,可在6個(gè)馬赫甚至7個(gè)馬赫的飛行速度下使用 研究現(xiàn)狀
對(duì)于Si3N4以及Sialon陶瓷燒結(jié)體,現(xiàn)已提供了一種不用形成復(fù)合材料而保持單一狀態(tài)的、利用超塑性進(jìn)行成型的工藝,并提供了一種根據(jù)該工藝成型出的燒結(jié)體。把相對(duì)密度在95%以上、線密度對(duì)于燒結(jié)體的二維橫截面上的50μm的長(zhǎng)度在120~250范圍內(nèi)的氮化硅及Sialon燒結(jié)體;在1300~1700℃的溫度下通過(guò)拉伸或壓縮作用使其在小于10-1/秒的應(yīng)變速率下發(fā)生塑性形變從而進(jìn)行成型。成型后的燒結(jié)體特別在常溫下具有優(yōu)異的機(jī)械性能 陶瓷刀具 發(fā)展歷史
隨著新技術(shù)革命的發(fā)展,要求不斷提高切削加工生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本,特別是數(shù)控機(jī)床的發(fā)展,要求開(kāi)發(fā)比硬質(zhì)合金刀具切速更高、更耐磨的新型刀具。日前各種高強(qiáng)度、高硬度、耐腐蝕、耐磨和耐高溫的難以切削的新材料日益增多。據(jù)文獻(xiàn)估計(jì),這類材料己占國(guó)際上加工總數(shù)的50%以上,硬質(zhì)合金刀具對(duì)其中不少新材料的加工難以勝任。另一方面,現(xiàn)在國(guó)際上硬質(zhì)合金產(chǎn)量己達(dá)20 000-25 000 t。每年消耗大量的金屬,如W、Co、Ta和Nb等。這些金屬的礦產(chǎn)資源正日益減少,價(jià)格上漲,按日前消耗速度,用不了幾十年.有些資源將耗盡。陶瓷刀具就是在這樣的背景下發(fā)展起來(lái)的。
早在1912-1913年.英國(guó)和德國(guó)己出現(xiàn)了氧化鋁陶瓷刀具,但其在生產(chǎn)上的應(yīng)用則始于1950年。由于其強(qiáng)度、韌度低,較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)僅限于做連續(xù)切削精加工用.,且切削速度和進(jìn)給量都較低。直到1968年才出現(xiàn)第2代陶瓷刀具-復(fù)合氧化鋁刀具,在強(qiáng)度和韌度上較之氧化鋁刀具有了明顯提高,可以在較高的速度和較大的進(jìn)給量下切削各種工件.得到了較廣泛的應(yīng)用 20世紀(jì)70年代末到80年代初國(guó)際出現(xiàn)了第3代陶瓷刀具-氮化硅陶瓷刀具。這類陶瓷刀具有比復(fù)合氧化鋁刀具更高的韌性、抗沖擊性、高溫強(qiáng)度和抗熱震性。陶瓷刀片在各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的產(chǎn)量增長(zhǎng)很快。
我國(guó)自20世紀(jì)60年代中開(kāi)始批量生產(chǎn)復(fù)合氧化鋁刀片,目前年生產(chǎn)量為14-15萬(wàn)片。氧化硅陶瓷刀片雖自20世紀(jì)70年代中就開(kāi)始研究,由于性能欠佳,不能滿足需求。近幾年來(lái),隨著對(duì)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域研究的不斷深入,使氮化硅陶瓷的性能有了很大提高,從而使氮化硅陶瓷刀具在我國(guó)迅速發(fā)展起來(lái)。結(jié)構(gòu)性能
傳統(tǒng)的陶瓷材料一般取自自然界,如景德鎮(zhèn)的土,經(jīng)過(guò)混料、成形和焙燒等工序制成各種日用品。而現(xiàn)代高技術(shù)陶瓷,也稱特種陶瓷,它的材料是人工合成的,如氮化硅粉,純度高。利用現(xiàn)代粉末冶金工藝制造,制成的產(chǎn)品具有硬度高和耐高溫等性能。
材料可分為金屬材料和非金屬材料。非金屬材料又分為無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料。不論何種材料.其性質(zhì).如熔點(diǎn)、硬度和導(dǎo)電性等主要取決于內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu).即取決于內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的結(jié)合方式和結(jié)合力。有機(jī)材料靠較弱的分子結(jié)合力,所以熔點(diǎn)低、硬度小。金屬材料靠金屬鍵結(jié)合,它的結(jié)合力較分子鍵強(qiáng),但較共價(jià)鍵和離子鍵弱,因此熔點(diǎn)和硬度仍不算高。硬質(zhì)合金采用金屬將WC等硬質(zhì)相聯(lián)系起來(lái).其性能介于金屬和陶瓷之間。陶瓷材料主要是離子鍵和共價(jià)鍵結(jié)合,其結(jié)合力是比較強(qiáng)的正負(fù)離子間的靜電引力或共用電子對(duì),所以熔點(diǎn)高、硬度高、具有好的絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性還有氧化性。這就是陶瓷材料能成為切削刀具的原因。
實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展前景
雖然我國(guó)陶瓷刀具的研究水平不比國(guó)外差,但實(shí)際應(yīng)用發(fā)展較慢。據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo),目前國(guó)內(nèi)陶瓷刀具占總刀具使用量的比例不超過(guò)1%。氮化硅陶瓷刀具是近年來(lái)才在生產(chǎn)中推廣使用的一種新型刀具。因此,不論在刀具的幾何參數(shù)、切削用量以及使用技術(shù)方面,均缺乏成熟的經(jīng)驗(yàn)。
我國(guó)陶瓷刀具在可轉(zhuǎn)位刀具中比重很小,年產(chǎn)量不到硬質(zhì)合金的0.1%。從切削性能上看,我國(guó)陶瓷刀具正向高硬度合金鑄鐵粗加工、斷續(xù)切削方向發(fā)展。北京科技大學(xué)研制的ST新型復(fù)合陶瓷刀具能斷續(xù)切削HRC63以上的高速鋼滾刀。在刀具品種中除各種車刀外還正在開(kāi)發(fā)銑刀和刨刀等。
民用陶瓷刀具
利用航天陶瓷材料開(kāi)發(fā)的,不但具有超過(guò)鋼性刀具鋒利,而且耐酸堿、不導(dǎo)電,對(duì)食品無(wú)化學(xué)反應(yīng),是典型的綠色產(chǎn)品,可在冰凍條件下切削肉類和其他食品,切削水果不變色,切洋蔥不刺眼等特性
陶瓷刀具有氧化鋁(Al2O3)基和氮化硅(Si3N4)基兩大類,具有工效高、使用壽命長(zhǎng)和加工質(zhì)量好等特點(diǎn)。過(guò)去由于抗彎強(qiáng)度低、脆性大,長(zhǎng)期以來(lái)主要作為精加工刀具,占各類刀具材料中的比重很小 陶瓷刀具的特點(diǎn):硬度高且不會(huì)銹蝕 缺點(diǎn)是韌性差受沖擊能力低
優(yōu)點(diǎn)硬度高
一般為HRA93-94.因此耐磨性好.可加工傳統(tǒng)刀具難以加工或根本不能加工的高硬材料,例如硬度達(dá)HRC65的各類淬硬鋼和硬化鑄鐵。因而可免除退火加工所消耗的電力;并因此也可提高工件的硬度,處長(zhǎng)機(jī)器設(shè)備的使用壽命;
不僅能對(duì)高硬度材料進(jìn)行粗、精加工,也可進(jìn)行銑削、刨削、斷續(xù)切削和毛坯拔荒粗車等沖擊力很大的加工;
陶瓷刀片切削時(shí)與金屬摩擦力小.切削不易粘接在刀片上.不易產(chǎn)生積屑瘤.加上可以進(jìn)行高速切削.所以在條件相同時(shí).工件表而粗糙度比較低;
刀具耐用度比傳統(tǒng)刀具高幾倍甚至幾十倍,減少了加工中的換刀次數(shù),保證被加工工件的小錐度和高精度;
耐高溫.紅硬性好.可在1 200℃下連續(xù)切削.所以陶瓷刀具的切削速度可以比硬質(zhì)合金高很多。可進(jìn)行高速切削或?qū)崿F(xiàn)“以車、銑代磨”,切削效率比傳統(tǒng)刀具高3-10倍,達(dá)到節(jié)約工時(shí)、電力、機(jī)床數(shù)30-70%或更高的效果;
氮化硅陶瓷刀具主要原料是自然界很豐富的氮和硅,用它代替硬質(zhì)合金,可節(jié)約大量W、Co、Ta和Nb等重要的金屬;
陶瓷刀具
市面上的陶瓷刀大多是用一種納米材料“氧化鋯”加工而成。用氧化鋯粉末在 2000 度高溫下用 300 噸的重壓配上模具壓制成刀坯,然后用金剛石打磨之后配上刀柄 就做成了成品陶瓷刀。因此陶瓷刀具備了高硬度、高密度、耐高溫,抗磁化、抗氧化等特點(diǎn)。
陶瓷刀使用精密陶瓷高壓研制而成,故稱陶瓷刀。陶瓷刀號(hào)稱“貴族刀”,作為現(xiàn)代高科技的產(chǎn)物,具有傳統(tǒng)金白色陶瓷刀屬 刀具所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn);采用高科技納米氧化鋯為原料,因此陶瓷刀又叫“鋯寶 石刀”,它的高雅和名貴可見(jiàn)一斑。特性:陶瓷刀具有耐磨、高密度、高硬度、無(wú)毛細(xì)孔、不會(huì)藏污納垢、非金屬鑄 造不會(huì)生銹、切食物無(wú)金屬味殘留、輕薄銳利、易拿易切、清洗容易……等優(yōu)點(diǎn),具有許多金屬制刀具無(wú)法取代的特性。陶瓷刀的硬度為 9,僅次于世界上最硬的物質(zhì)——鉆石(10),所以只要使 用時(shí)不摔至地面、不用外力撞擊、不去剁或砍,正常使用的情況下永久都不需要 磨刀。陶瓷刀的硬度基于保安方面的考慮,生產(chǎn)商一般都在刀身內(nèi)混入金屬粉,使金屬探測(cè)器都可以偵測(cè)出陶瓷刀。陶瓷刀的硬度 但陶瓷刀不適合料理需要砍、剁的食物,因此除了骨頭、粗魚(yú)刺……等較 硬之食材不適合使用陶瓷刀料理以外,其它如冷凍肉品、青菜、水果果肉、生魚(yú) 片、竹筍(不含外殼)、肉類、海鮮、不含殼的貝類……等非硬性食物皆可使用。黑色陶瓷刀 傳統(tǒng)金屬鑄制的刀具,因其表面有無(wú)數(shù)毛細(xì)孔,因此料理食材時(shí)會(huì)有湯汁 殘留于毛細(xì)孔中,且料理食材時(shí)金屬制的刀具會(huì)有微量的金屬元素,形成異味或 金屬味;而陶瓷刀的密度相當(dāng)高,所以表面無(wú)毛細(xì)孔且陶瓷材質(zhì)研制,不會(huì)有異 味或金屬味。陶瓷刀削蘋果較長(zhǎng)時(shí)間放臵沒(méi)有變色。另外陶瓷刀的硬度很高,目前的制造工藝已經(jīng)有了很大的提高,陶瓷刀可以經(jīng)受住一定的撞擊,但是在使用時(shí)還是要格外小心,以防鋒利纖薄的刀口崩裂。陶瓷刀鋒利度也是鋼刀的十倍以上,十分鋒利,使用時(shí)要注意安全,避免小孩接觸。用途從用于航天航空等高尖端科技領(lǐng)域,擴(kuò)大到工業(yè)陶瓷刀具,近兩年廣泛用于民用。陶瓷刀充分體現(xiàn)新世紀(jì)、新材料的綠色環(huán)保概念,環(huán)保新時(shí)尚,感受新生活,是人類追求環(huán)保健康的高品質(zhì)生活;輕巧美觀、細(xì)潤(rùn)色透的外型中平添了 高貴與現(xiàn)代相融合的氣息,陶瓷刀代替金屬刀已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。陶瓷刀與金屬刀的區(qū)別在超市買一把普通金屬?gòu)N房用刀與一把精密陶瓷刀做比較。陶瓷刀具采用高純超細(xì)氧化鋯為原料,經(jīng)噴霧造粒、等靜壓成形、精密加工等多種工序制造而成,具有硬度高、耐腐蝕性強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好、高耐磨性等特點(diǎn),外型美觀精致,刃口鋒利無(wú)比,是真正意義上的永不磨損、永不腐蝕的刀。陶瓷刀全部用手工打磨,的每個(gè)面都向內(nèi)呈均勻弧形,這樣最大限度地保 證了陶瓷刀的強(qiáng)度,同時(shí)又保證了切削時(shí)的流暢。手工打磨的刀刃及刀面均勻一 致,光潔度極高,極易清洗
優(yōu)點(diǎn):陶瓷刀具用于現(xiàn)代廚房,具有一系列金屬刀無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn): 博納科技:抑菌陶瓷刀
1、高品質(zhì)。超高硬度、耐高溫、耐腐蝕、鋒利無(wú)比、不易磨損、永不生銹 不銹鋼等金屬刀切割食物后,會(huì)破壞食物的自然口味,使用陶瓷刀的刀具就不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。
2、健康。采用生物醫(yī)學(xué)材料制造,不含鎳、鉻等重金屬元素。與肌膚接觸不會(huì)產(chǎn)生過(guò)敏現(xiàn)象。陶瓷材料的化學(xué)穩(wěn)定性極強(qiáng),耐酸堿、永不生銹變色。不會(huì)與食物發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng),保持食物原本的新鮮、美味。刀身經(jīng)過(guò)1700℃高溫?zé)?結(jié),全致密、無(wú)孔隙、無(wú)磁性。使用時(shí)不粘污,易于清潔且抑菌。
3、實(shí)用:高新技術(shù)成果,刀身有極高的硬度。其耐磨性是金屬刀的 60 倍,幾乎永不磨損,免去要磨刀的麻煩。刀刃經(jīng)特殊設(shè)計(jì),鋒利無(wú)比。無(wú)論處理一些 水果蔬菜或是肉類,皆可保持其稅利度,不會(huì)有粘刀現(xiàn)象。依據(jù)人體工程學(xué)原理 設(shè)計(jì)的易握型手柄,使您倍感輕松、安全、舒適。時(shí)尚:色澤圓潤(rùn)、純凈、有玉 的質(zhì)感,平添高貴享受。陶瓷刀的刀刃不會(huì)受酸性物質(zhì)、果汁、鹽、油和其他物質(zhì)的侵蝕,即使在王水中加熱煮幾小時(shí)也不會(huì)有任何變化。
4、用途:愛(ài)自己 DIY 料理和西餐的人,這是你的絕佳好幫手哦。使用它來(lái) 切削瓜果、蔬菜、肉類、還有面包,蛋糕等甜點(diǎn)也不會(huì)留下任何的異味。具有超高硬度,超高耐磨性,并且耐腐蝕永不生銹,不導(dǎo)電,不傳熱,無(wú)磁性,刃口鋒 利,表面潔白光滑,使用輕松省力,不沾粘稠液體,易清洗等特點(diǎn)。
5、包裝:陶瓷刀包裝禮品裝、套裝等產(chǎn)品可供選擇,無(wú)論居生活或是饋贈(zèng) 親友均為健康、時(shí)尚的品味之選。
第三篇:陶瓷教案2
第二課時(shí)、對(duì)陶瓷的認(rèn)識(shí)
一、以提問(wèn)導(dǎo)入課題
師:你們知道“中國(guó)”的英文是什么嗎? 生:China!
師:很好,那么為什么我們中國(guó)被叫做“China”呢? 生:因?yàn)椤癱hina”是瓷器的意思,瓷器是中國(guó)發(fā)明的。
師:恩,同學(xué)們回答的簡(jiǎn)單明了。以陶瓷(china)的聞名世界而得名,這是被公認(rèn)的原因。此外中國(guó)被稱為“China”還有不少的其他來(lái)源,有興趣的同學(xué)可以課后查一下。那么同學(xué)們,聽(tīng)了我剛才的提問(wèn)和課桌上的這件作品,可以猜到我們今天學(xué)什么了吧。就是陶藝創(chuàng)作!(學(xué)生活動(dòng):由“中國(guó)”展開(kāi)對(duì)陶瓷的聯(lián)想)
二、簡(jiǎn)單介紹陶瓷發(fā)明
師:新石器時(shí)代,我們的祖先在長(zhǎng)期的實(shí)踐中發(fā)明了陶器。陶器的制作追其根源也有近萬(wàn)年的歷史,人類自從開(kāi)始懂得制作陶器,各方面都發(fā)生了深刻的變化,正如恩格斯所說(shuō)的那樣“野蠻時(shí)代的最低級(jí)階段——是由制陶術(shù)的應(yīng)用開(kāi)始的”。在制陶技術(shù)不斷發(fā)展和提高的基礎(chǔ)上,我國(guó)在商代發(fā)明了瓷器。中國(guó)被世界譽(yù)為陶瓷的故鄉(xiāng)。陶瓷器的發(fā)明不僅解決了人們生活問(wèn)題,還提供藝術(shù)的享受。
現(xiàn)在,陶瓷器具仍然是我們?nèi)粘I畈豢苫蛉钡闹匾糠帧?/p>
三、展示陶瓷制作工序和欣賞部分作品
師:好,現(xiàn)在我把這件陶器拿給大家。輪流看的同時(shí)我們來(lái)欣賞一些陶藝作品,我沒(méi)有具體講陶器和瓷器的區(qū)別,大家是否可以從這些作品中看出些什么嗎?
生:用料不同,陶器用陶土,瓷器不是。陶器厚,瓷器薄(學(xué)生活動(dòng):培養(yǎng)善于發(fā)現(xiàn)的能力)
師:恩,同學(xué)們的觀察很仔細(xì)。陶器與瓷器的作胎原料不同:陶器一般用粘土,少數(shù)也用瓷土,而瓷器是用瓷石或瓷土作胎。此外,燒制溫度不同,陶的燒結(jié)溫度低,而瓷的燒結(jié)溫度高。胎色不同,釉的種類不同(釉就是陶瓷表面具有玻璃質(zhì)感的光亮層),吸水率不同等。通常瓷器看起來(lái)要比陶器晶瑩,薄脆。但是真正鑒別是陶還是瓷必須綜合以上的特點(diǎn)來(lái)區(qū)分,所以教材中的作品在沒(méi)有注明類別的情況下不能憑外觀來(lái)判斷。同學(xué)們看到教材中上部陶藝工具中的陶泥有什么特點(diǎn)呢? 生:和那些陶瓷的材料感覺(jué)不一樣。彩色的,像是橡皮泥??
師:對(duì)!這其實(shí)是軟陶,所謂“軟陶”其實(shí)并不是陶,而是一種人工的低溫聚合粘土。又叫[彩陶],也有人稱[燒烤粘土]。從外形上看,這種粘土的小包裝極其類似橡皮泥,而在烘烤之前的玩法上也與橡皮泥有很多接近的地方。所以很容易被誤認(rèn)為是橡皮泥。它具有高度延展性和可塑性,能充分滿足人們的創(chuàng)造欲望,風(fēng)靡于很多地區(qū)。一會(huì)就讓大家一展身手將一塊塊軟陶變成藝術(shù)品。
第四篇:陶瓷藝術(shù)-教案(推薦)
巢湖學(xué)院藝術(shù)學(xué)院
教 案
教 研 室 中國(guó)書(shū)畫(huà) 課程名稱 《陶瓷藝術(shù)》 授課對(duì)象 14動(dòng)畫(huà) 授課教師 王曉暉 教 材 黃煥義.陶藝技法.江西美術(shù)出版社.2000,6 課程名稱:《陶瓷藝術(shù)》
總學(xué)時(shí):
(理論 學(xué)時(shí);實(shí)踐 學(xué)時(shí))
教學(xué)運(yùn)用手段:本課程應(yīng)運(yùn)用多種教學(xué)方式的結(jié)合,教師課內(nèi)講解示范,大量豐富的多媒體圖片欣賞結(jié)合課堂討論、提問(wèn),以實(shí)踐動(dòng)手為主。
教學(xué)目的:
通過(guò)講解現(xiàn)代陶藝的定義、起源、審美特征、發(fā)展現(xiàn)狀,以及多媒體圖片和教師示范,學(xué)習(xí)現(xiàn)代陶藝的成型方法、裝飾方法,使學(xué)生了解陶藝成型方法,掌握泥條成型、泥板成型、拉坯成型、手捏雕塑成型、綜合成型方法以及裝飾方法。指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)代陶藝創(chuàng)作練習(xí)。提高對(duì)現(xiàn)代陶藝形式美的認(rèn)識(shí),切實(shí)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
教學(xué)重點(diǎn):
本課程的教學(xué)重點(diǎn)在于掌握陶藝的成型方法和裝飾方法, 如何用泥土表達(dá)自我情感以及對(duì)造型的控制。
教學(xué)難點(diǎn):
本課程的教學(xué)難點(diǎn)在于解決手工制作過(guò)程中泥坯出現(xiàn)的坍塌變形問(wèn)題。
教學(xué)內(nèi)容
第一章 陶藝概述(理論 2學(xué)時(shí);實(shí)踐 2 學(xué)時(shí))第一節(jié) 陶藝概述
第二節(jié) 制作陶藝的材料,工具和設(shè)備 教學(xué)目的:了解陶瓷的產(chǎn)生和發(fā)展概況,掌握現(xiàn)代陶藝概念以及制作現(xiàn)代陶藝的材料,工具和設(shè)備。
教學(xué)重點(diǎn):陶瓷的產(chǎn)生和發(fā)展概況、現(xiàn)代陶藝概念。教學(xué)難點(diǎn):泥的可塑性訓(xùn)練。
第二章 陶藝的成型方法(理論 4 學(xué)時(shí);實(shí)踐 15 學(xué)時(shí))第一節(jié) 捏塑成型 第二節(jié) 泥條盤筑成型 第三節(jié) 泥板成型法 第四節(jié) 手工拉坯成型 第五節(jié) 石膏模具成型
教學(xué)目的:了解具體的陶藝的成型方法:捏塑法、泥條盤筑法、泥板成型法、拉坯法、石膏模具成型。各種成型方法的技法要點(diǎn)、注意事項(xiàng)。掌握使用各種成型方式制作陶藝。
教學(xué)重點(diǎn):泥條的搓揉手法、泥條盤筑的一般知識(shí)和步驟,使用泥條盤筑成型時(shí)需注意事項(xiàng)。
教學(xué)難點(diǎn):在拉坯過(guò)程中如何控制好泥的中心。
第三章 陶藝裝飾技法(理論 6學(xué)時(shí);實(shí)踐 15 學(xué)時(shí))第一節(jié) 坯體裝飾 第二節(jié) 釉料裝飾
教學(xué)目的:了解多種坯體裝飾技法以及使用色釉進(jìn)行裝飾的方法。掌握坯體裝飾技法。
教學(xué)重點(diǎn):施釉之前可使用戳印、刻畫(huà)、刮毛、堆雕、鏤空等方式進(jìn)行坯體裝飾,每種裝飾方法的特點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn):釉上裝飾與釉下裝飾的不同效果。
第四章 燒成工藝及釉的知識(shí)簡(jiǎn)介(理論 4 學(xué)時(shí);實(shí)踐 8 學(xué)時(shí))第一節(jié) 燒成工藝 第二節(jié) 釉的知識(shí)簡(jiǎn)介
教學(xué)目的:了解坯體的燒制過(guò)程是一個(gè)由量變到質(zhì)變的物理、化學(xué)變化交錯(cuò)進(jìn)行的復(fù)雜過(guò)程,了解有關(guān)釉的知識(shí)。
教學(xué)重點(diǎn):掌握燒制過(guò)程的四個(gè)階段。
教學(xué)難點(diǎn):顏色釉的發(fā)展以及施釉的方式。
教 材:
黃煥義.陶藝技法.南昌: 江西美術(shù)出版社.2000年6月
參考書(shū)目:
胡小軍.向名師學(xué)陶藝.杭州: 中國(guó)美術(shù)學(xué)院出版社.2001年1月 李菊生.藝術(shù)陶瓷創(chuàng)作與技法.上海:上海書(shū)店出版社.2002年2月 何炳欽.現(xiàn)代陶藝教學(xué).武漢:武漢理工大學(xué)出版社.2005年8月
課內(nèi)外作業(yè)布置(可用圖表說(shuō)明)
1、課后思考題及優(yōu)秀陶藝作品圖片收集、泥料及工具準(zhǔn)備。
2、各類手工成型優(yōu)秀陶藝作品圖片收集以及坯體裝飾、釉料裝飾優(yōu)秀陶藝作品圖片收集。
3、以“秋意”為主題進(jìn)行現(xiàn)代陶藝作品設(shè)計(jì)并手工制作完成。
作業(yè)評(píng)分細(xì)則:
本課程考核方式為考試,總成績(jī)采取考試70%,平時(shí)成績(jī)30%綜合評(píng)定。
第一章 陶藝概述
一、概述
1、中國(guó)陶瓷的產(chǎn)生和發(fā)展概況:
我們都知道中國(guó)的英文名“China”最早就是從“陶瓷china”而來(lái),由此便知,外國(guó)人對(duì)中國(guó)的認(rèn)識(shí)也是從陶瓷開(kāi)始,瓷器一直都是中國(guó)的代表,也只有瓷器可以這么毫無(wú)爭(zhēng)議的來(lái)代表中國(guó)、中國(guó)的發(fā)展、中國(guó)歷朝歷代的繁榮興衰。通過(guò)對(duì)陶瓷的研究,完全可以反映出當(dāng)時(shí)的歷史文化。陶瓷是全人類共同擁有的財(cái)富,而瓷器是中華民族對(duì)世界文名的重要貢獻(xiàn),中國(guó)因此而擁有了“瓷之國(guó)度”的美稱。水、土、火的碰撞,產(chǎn)生了絢麗多彩的陶瓷文化。中國(guó)陶瓷,早在新石器時(shí)代便以“彩陶”和“黑陶”為代表掀開(kāi)了人類文化與文明的光輝燦爛篇章,向世人展現(xiàn)了中華民族的偉大風(fēng)采。1921年,在中國(guó)河南省澠池縣仰韶村,首先發(fā)現(xiàn)新石器時(shí)代晚期人類遺址中繪有紅、黑或紫色幾何圖案的彩繪陶器,考古學(xué)者稱之為“彩陶”,并稱這一時(shí)代的文化為“仰韶文化”。1928年在山東歷城龍山鎮(zhèn)城子崖,發(fā)現(xiàn)許多黑色陶器。器型渾圓端正,烏黑發(fā)亮,考古學(xué)家稱之為“黑陶”,并稱這一時(shí)代的文化為“龍山文化”。這兩種文化相繼形成了中國(guó)史前文化階段的兩個(gè)主要系統(tǒng)。此外還有與“仰韶文化”同時(shí)發(fā)展的“馬家浜文化”,與“龍山文化”同時(shí)發(fā)展的“齊家文化”,以及“青蓮崗文化”、“屈家?guī)X文化”等。這些大多以紅陶、灰陶、彩陶、黑陶為主的史前陶器,既有實(shí)用價(jià)值同時(shí)也具有審美價(jià)值。每一時(shí)代都有其不同的文化現(xiàn)象,商代在紅陶、灰陶、黑陶和印紋陶的基礎(chǔ)上,發(fā)明了一種器表施青釉的早期青瓷,為中國(guó)的瓷器發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。大約在東漢時(shí)期,當(dāng)時(shí)人們利用豐富的資源——優(yōu)質(zhì)的瓷土燒制出世界上第一件瓷器,成為我國(guó)的重大發(fā)明之一。中國(guó)的陶瓷由此形成一種獨(dú)特的藝術(shù)形式并延續(xù)至今,享譽(yù)世界。從三國(guó)時(shí)代開(kāi)始進(jìn)入輝煌的發(fā)展時(shí)期,到了隋唐時(shí)期制瓷技術(shù)有了很大的提高,出現(xiàn)了“南青北白”的局面。青瓷以越窯產(chǎn)品質(zhì)量最高,白瓷以邢窯產(chǎn)品質(zhì)量最高。這時(shí)還出現(xiàn)了絞胎瓷、花釉瓷、秘色瓷等高級(jí)品類。我國(guó)的制瓷業(yè)進(jìn)入第一個(gè)發(fā)展高峰期,創(chuàng)燒出了許多新的品種,由單色釉發(fā)展到多種色彩釉,裝飾紋樣繁榮復(fù)雜。著名的有“官、哥、汝、定、鈞”等名窯。元代時(shí)中國(guó)古代瓷器發(fā)展的重要時(shí)期,起著承前啟后的重要作用。景德鎮(zhèn)等地在白瓷高度發(fā)達(dá)的基礎(chǔ)上,高溫釉下彩品種——青花、釉里紅瓷器普遍出現(xiàn),成為中國(guó)瓷器史上又一里程碑。至明清時(shí)代,我國(guó)陶瓷業(yè)發(fā)展到了巔峰階段,制瓷業(yè)以景德鎮(zhèn)為中心,官窯制品窮極精麗,可以說(shuō)是千年中國(guó)古代瓷器的高度總結(jié)與代表。青花瓷器是各種產(chǎn)品的主流,以明代永樂(lè)至宣德年間的水平最高,開(kāi)辟了中國(guó)瓷器工藝的一個(gè)新紀(jì)元。彩瓷也發(fā)展到空前繁榮時(shí)期,嘉靖時(shí)期出現(xiàn)五彩,清代釉色品種更加豐富,如釉上藍(lán)彩、墨彩、釉下五彩、金彩、粉彩、琺瑯彩以及各種單色有釉。明清時(shí)期還出現(xiàn)了釉釉上下彩結(jié)合、半脫胎、脫胎瓷器等等新工藝。瓷器品類空前豐富,裝飾手法與題材也達(dá)到空前繁榮。
至少在唐代,我國(guó)已開(kāi)始大量出口陶瓷器。此后經(jīng)宋、元、明、清各朝日益發(fā)展,長(zhǎng)久不衰。從東海和南海通向東亞、東南亞、中西亞、非洲以及美洲的各條航線,無(wú)不見(jiàn)證了這一輝煌。中國(guó)陶瓷是我國(guó)優(yōu)秀的民族文化的重要組成部分,其悠久的歷史,精湛的技藝為世界所矚目,享有極高的聲譽(yù)。同時(shí),中國(guó)的陶瓷也是人類文明的標(biāo)志、中華民族精神的象征和體現(xiàn)。
2、現(xiàn)代陶藝與傳統(tǒng)陶藝有何區(qū)別
我們知道,傳統(tǒng)陶藝是實(shí)用為目的,其樸素的設(shè)計(jì)意識(shí)使人心靈的感悟日趨深入完善,達(dá)到造型與材料、工藝與技術(shù)、色釉與裝飾的高度完美統(tǒng)一。與傳統(tǒng)陶藝不同,現(xiàn)代陶藝有著鮮明的現(xiàn)代藝術(shù)特征,且更重視作者的創(chuàng)作個(gè)性、審美認(rèn)知和思想觀念,具有更多的精神內(nèi)涵。
(1)形成與概念的不同
傳統(tǒng)陶藝,首先是滿足人類自身實(shí)用功能的需要,同時(shí)在實(shí)用的基礎(chǔ)上,通過(guò)造型裝飾和泥釉火焰又寄托著原始的樸素美,繼而發(fā)展為實(shí)用和欣賞兼?zhèn)涞拿耖g藝術(shù)品。不論是唐代氣韻淋漓的唐三彩,還是明代精致的青花瓷,抑或是清代細(xì)膩清新紫砂壺,傳統(tǒng)陶藝為我們展開(kāi)了一幅充滿古典美的寫(xiě)實(shí)主義畫(huà)卷。但是,從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō),“實(shí)用而盡量美觀”這一觀念在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)限制了傳統(tǒng)陶藝發(fā)展。在這種觀念下,陶藝只能屬于工藝美術(shù),其功能只是實(shí)用加玩賞。在這種情況下,陶藝家的才智更多的受到了“制器”的局限,只能在追求設(shè)計(jì)與形式美的領(lǐng)域里探索,陶藝家也更接近于工藝家,無(wú)法融入現(xiàn)代藝術(shù)的潮流。
隨著當(dāng)代經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,人們的物質(zhì)生活水平有了很大的提高,人們已不滿足與吃飽穿暖的生活模式,而樂(lè)于追求更高的精神生活。陶藝在不知不覺(jué)中適應(yīng)了社會(huì)生活的這種要求,把當(dāng)代人的文化精神、藝術(shù)思想、審美情緒悄悄地滲入到現(xiàn)代陶藝設(shè)計(jì)中去,提高了現(xiàn)代陶藝的藝術(shù)性和品位性。現(xiàn)代陶藝的這種特性決定了與傳統(tǒng)陶藝根本差別。現(xiàn)代陶藝從誕生之時(shí)就與傳統(tǒng)藝術(shù)劃清了界限,盡管他繼承了傳統(tǒng)陶藝的獨(dú)特氣質(zhì)與魅力,如凝聚了泥土的深沉,水的靈氣,氣的飄逸。但他最終擺脫了古典主義思想帶來(lái)的審美桎梏運(yùn)用眾多現(xiàn)代主義的觀念和審美需求進(jìn)行反思和重構(gòu)人性之光,從而起到了一種審美導(dǎo)向的作用。現(xiàn)代陶藝提倡的是一種不斷更新和發(fā)展的觀念,她提升和轉(zhuǎn)變?nèi)说乃季S,從而促進(jìn)著社會(huì)的發(fā)展。來(lái)自西班牙的陶藝家克勞迪·卡薩諾瓦斯認(rèn)為:“每一件藝術(shù)品就是一種能喚起人們純粹的理性思考的形式,一種令人沉思冥想的緣由,一種能夠啟迪人的靈魂的力量。”現(xiàn)代陶藝家在陶藝制作過(guò)程中把精神和語(yǔ)言統(tǒng)一起來(lái),從精神上出發(fā)尋求語(yǔ)言的自然表現(xiàn),是作品產(chǎn)生了富有文化內(nèi)涵和個(gè)性特征。
與此同時(shí),現(xiàn)代陶藝融貫了眾多學(xué)科的藝術(shù)形態(tài),科學(xué)中有技藝,技藝中有科技,科技為現(xiàn)代陶藝的發(fā)展開(kāi)辟了無(wú)限前景和可能。(2)對(duì)陶瓷材質(zhì)的認(rèn)知不同。
陶瓷的材質(zhì)有粗細(xì)、色澤之分。傳統(tǒng)陶藝中,陶藝創(chuàng)作的基本材料是粘土。雖然我們的祖先發(fā)現(xiàn)火可以改變泥土的性質(zhì)并得心應(yīng)手的掌握了這種性質(zhì),但是他們僅僅把泥土單純的視為一種材料,只是用來(lái)制作各種生活器皿等。這樣,更多的進(jìn)行的是一種重復(fù)性的勞作,而缺少了對(duì)泥土材質(zhì)本身的深度挖掘。
在現(xiàn)代陶藝逐漸發(fā)展的同時(shí),現(xiàn)代陶藝家對(duì)陶瓷材料特性也進(jìn)行了深層次的挖掘,對(duì)粘土有力全新的認(rèn)識(shí)和理解。現(xiàn)代陶藝家多認(rèn)為粘土是創(chuàng)作的物質(zhì)載體,需要借助其來(lái)表達(dá)作者的思想、個(gè)性、意識(shí)和審美價(jià)值。因此在現(xiàn)代陶藝創(chuàng)作時(shí),陶藝家十分注重材料的選擇和應(yīng)用。
(3)對(duì)創(chuàng)作形式的追求不同
由于在工藝上一直以追求實(shí)用性、裝飾性、工整性、規(guī)則性為終極目標(biāo),傳統(tǒng)陶藝在形式上容易給現(xiàn)代人單調(diào)、呆板的感覺(jué)。考古資料研究表明,人類早期的陶瓷造型都是人類在改造和利用自然的過(guò)程中產(chǎn)生的。最早可能是利用自然物體略加改造就作為器物使用,而后開(kāi)始模擬形象造型。所以我們可以看到,早傳統(tǒng)陶藝作品中,多數(shù)是模擬但是某些職務(wù)形態(tài)成型的,少數(shù)模擬動(dòng)物。如柳葉瓶、芭蕉瓶、冬瓜瓶等。慢慢的,人們就開(kāi)始在原有器皿造型的基礎(chǔ)上,按照生活和生產(chǎn)的需要,逐漸擺脫自然形象和參照自然物體的部分形象,是指更實(shí)用、美觀。
現(xiàn)代陶藝是現(xiàn)代文明發(fā)展的產(chǎn)物,他符合現(xiàn)代人的審美心理需求,他要求創(chuàng)作者盡可能去發(fā)掘和發(fā)揮,不拘一格,用各種形式表現(xiàn)現(xiàn)代陶藝的形式美。
(4)對(duì)所表達(dá)感情、理想不同
中國(guó)吉祥文化是東方文化的一處獨(dú)特景觀和寶貴財(cái)富,陶瓷作為物質(zhì)和精神文化生活的消費(fèi)品,中國(guó)人賦予了它文化審美共性情感的絢麗色彩,產(chǎn)生于以實(shí)用為目的的物質(zhì)相識(shí),依托和祈求出濃郁的帶有人情味的人文精神。如鶴在明清陶瓷彩繪中時(shí)常出現(xiàn),是仆從的象征物;百鳥(niǎo)朝鳳則泛喻君主圣明,天下歸附,亦可用來(lái)表達(dá)人們對(duì)太平盛世的無(wú)限期盼;相思鴛鴦,是民間婚嫁喜事活動(dòng)中應(yīng)用廣泛的瑞鳥(niǎo)文圖。此類圖案在傳統(tǒng)陶瓷裝飾中比較多見(jiàn)。現(xiàn)代陶藝在創(chuàng)作層次上是藝術(shù)家的個(gè)人行為、經(jīng)驗(yàn)、情感、文化,在文化層次上是人類的思想和態(tài)度,沒(méi)有藝術(shù)家的狂熱和愛(ài)好,泥土不可能有生命,現(xiàn)代陶藝,是人的情感語(yǔ)言,有真誠(chéng)的獨(dú)白和宣泄,也有深刻的隱喻和啟示。
不管是對(duì)材料的認(rèn)知,還是起源和概念,還是創(chuàng)作形式,或是所表達(dá)情感,傳統(tǒng)陶藝和現(xiàn)代陶藝都有很大的差別,正確認(rèn)識(shí)這差別,有利于幫助我們從文化、思想去理解陶藝品。
陶藝是一門新興的陶瓷藝術(shù),其內(nèi)涵已經(jīng)不是傳統(tǒng)的“陶瓷藝術(shù)”概念。它是將現(xiàn)代藝術(shù)中現(xiàn)代派藝術(shù)創(chuàng)作思想和方法融入陶瓷藝術(shù)創(chuàng)作之中,突破傳統(tǒng)的制作觀念,盡情發(fā)揮作者的想象力和創(chuàng)造力而形成的一種新型的陶瓷藝術(shù)。目前,在我國(guó),陶藝已經(jīng)走出工廠作坊大規(guī)模生產(chǎn)的模式,它與繪畫(huà)和雕塑一樣登上藝術(shù)殿堂,進(jìn)入國(guó)際交流,并像中國(guó)畫(huà)、油畫(huà)和雕塑一樣,由陶塑家構(gòu)思、構(gòu)圖,親手制作成藝術(shù)作品。社會(huì)上陶藝中心與“陶吧”也如雨后春筍一般涌現(xiàn)出來(lái),欣賞陶藝、收藏陶藝蔚然成風(fēng),這為中國(guó)的陶藝發(fā)展提供了良好的社會(huì)條件。陶藝將和一切陶瓷制品一樣,逐步走向千家萬(wàn)戶,為美化人們的生活發(fā)揮應(yīng)有的作用。
二、陶藝的材料,工具和設(shè)備
(一)、粘土(泥)
1、泥的可塑性
燒制陶瓷的關(guān)鍵因素是:泥、釉、火。陶藝的制作工藝按順序可分為原料加工(包括配泥和配釉)、泥坯塑制、賦釉及煅燒四大工序。為什么有些陶、瓷器會(huì)莫明其妙的出現(xiàn)裂紋呢?為什么有時(shí)甚至?xí)羝ぃㄓ裕┠兀窟@不外是在一定溫度條件下泥和釉的收縮系數(shù)(又稱膨脹系數(shù))不相一致的結(jié)果。有時(shí)人們亦會(huì)對(duì)這種缺陷特意加以利用,傳統(tǒng)的開(kāi)片釉(碧裂)及現(xiàn)代陶藝的一些肌理追求就是利用釉和泥收縮系數(shù)不相一致的原理配制出來(lái)的。
陶藝是以泥為主要表達(dá)媒介的藝術(shù)形式。作陶者對(duì)泥的體驗(yàn)、對(duì)泥性的感受是駕馭泥的可塑性的主要方式。制作陶藝所使用的泥,一般分為陶泥與瓷泥。它們是某些礦物質(zhì),如云母、石英、長(zhǎng)石、高嶺石、方解石以及鐵質(zhì)有機(jī)物等風(fēng)化的產(chǎn)物,必須具備較好的可塑性、耐火性。
我們知道泥粉是松散的粒子狀,當(dāng)它加入適當(dāng)?shù)乃謺r(shí),經(jīng)揉和便具備了可塑性。一般來(lái)說(shuō),練好的泥存之越久,可塑性越好越強(qiáng),干燥時(shí)的收縮率就越大。因此判斷泥的可塑性方法一般有兩種:一是揉泥時(shí)不沾手,二是搓泥條時(shí)不斷裂。
2、揉泥練習(xí)
揉泥是人們做陶前的熱身準(zhǔn)備工作,是尋找泥感的一種最基本的方式,是陶藝學(xué)習(xí)者必須掌握的一門技術(shù)。其目的是使未經(jīng)真空煉制過(guò)的泥變的更密實(shí),要做到切開(kāi)后里面沒(méi)有氣泡,具有柔韌性和可塑性。揉泥通常有兩種方式:(1)羊頭形揉泥法(2)菊花形揉泥法
(二)、工具和設(shè)備:
從事陶藝必備的工具主要有泥板、轉(zhuǎn)盤、陶拍、竹刀、刮刀、鋼絲弓,另外還可以準(zhǔn)備一些熟皮、水筆、塑料布等。現(xiàn)將各種工具的使用方法簡(jiǎn)單介紹如下:
拉胚機(jī):用來(lái)制作一些同心圓的陶瓷造型,還能起到修胚作用。泥板機(jī):根據(jù)需要壓制不同厚度的泥板。
泥條機(jī):可調(diào)換具有不同形狀的模片,擠壓不同形狀的泥條。轉(zhuǎn)盤:做作品時(shí)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)以便從每個(gè)角度制作。陶拍:用于拍打泥片,陶藝作品需拍實(shí)的地方由陶拍拍實(shí)。竹刀:在陶藝制作中和雙手結(jié)合的必備工具。刮刀:用于修坯,塑造、修平作品的各個(gè)面時(shí)使用。鋼絲弓:切割陶泥時(shí)使用。熟皮:用于作品打光、抹平。水筆:用于補(bǔ)水、修坯。
塑料布:在制作作品時(shí)保濕及防塵。
第二章 陶藝的成型方法
捏塑法
在陶藝的成型技法中,徒手捏制法是最基本的方法。徒手捏制可以最直接地表達(dá)作者的手法和構(gòu)想,也一如我們兒時(shí)的玩泥巴游戲一樣原始、簡(jiǎn)單。同初學(xué)者通過(guò)手捏成型的基本方法,可對(duì)陶土的干濕泥性有一個(gè)基本認(rèn)識(shí),為進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他成型方法打下基礎(chǔ)。徒手捏制造是最簡(jiǎn)單的練習(xí)做陶的方式,它加強(qiáng)我們對(duì)泥土的感覺(jué),激發(fā)創(chuàng)作欲望和想像力。所有的陶藝作品的坯體應(yīng)該是空心的,并要有一個(gè)通氣孔。
徒手捏制法所選擇的泥料要軟硬適宜,過(guò)于干燥不宜成型也容易龜裂。反之陶土太軟作品成型后容易坍垮。此外一件作品也不可捏制過(guò)久,因?yàn)槭譁貢?huì)使陶土的水分蒸發(fā),減少可塑性。
手捏成型的作品,由于坯壁薄厚不易控制,一般僅限于小型作品。制作步驟:
1、取陶泥一塊,并將其捏實(shí)。
2、填補(bǔ)不足,使形體飽滿,并切去多余陶泥、找平。
3、逐步完善造型,稍干后抹光。
4、在抹光的造型上加雞冠、眼睛。
5、用線在形體兩側(cè)對(duì)稱地刻畫(huà)翅膀,捏塑就完成了。
6、掏空,在需掏挖面的中部交叉切碎泥塊,從切碎處開(kāi)始掏挖。挖去泥胎內(nèi)多余泥料,注意保持胎壁厚薄一致。
泥條盤筑法
泥條盤筑成型是最古老的一種成型手段,遠(yuǎn)在新時(shí)期時(shí)代的陶器就采用此方法成型。泥條盤筑成型是將泥料搓成均勻的圓條,在根據(jù)所需形體造型一層層疊加或用一根長(zhǎng)泥條作螺旋形向上盤旋筑造成型的一種技巧。
泥條盤筑表現(xiàn)為嚴(yán)謹(jǐn)性、敦厚性和樸實(shí)感。通過(guò)實(shí)踐我們可以明顯感覺(jué)到它是一種理性的方式,由不得作者情感的肆意渲泄。泥條盤筑成型法,往往形體造型的寬容度大,便于塑造比較復(fù)雜的形體,它不僅可以塑造異形的造型,還能塑造一些扭動(dòng)和彎曲的造型。
制作步驟:
1、取一塊揉煉過(guò)的陶泥,根據(jù)所做器物的大小,做出底部,再用鋸條將底部邊沿拉粗糙,然后用泥漿涂于底部邊沿,便于粘接。
2、用雙手搓捻陶泥,使其成為條狀,再把搓捻成條狀的陶泥捏粘到底部。再搓捻泥條,盤筑第二層。
3、按螺旋狀上盤,繼續(xù)盤高。
4、注意所做器物的形,加高盤筑,并根據(jù)形體要求開(kāi)始向里收口。
5、處理泥條盤筑所留下的條痕,外部按接縫全部抹平,使其成為一體。
6、向上盤接口部,稍做調(diào)整,使其整體統(tǒng)一。
7、盤筑完成。
泥板成型法
泥板成型是現(xiàn)代陶藝中最為常用的成型方法之一,它制作便利有較強(qiáng)的站立性,便于表現(xiàn)棱角轉(zhuǎn)折清晰的造型。泥板成型不僅能做有棱角的器形,也能做一些同心圓的造型。例如:宜興紫砂器皿很多造型都是泥板成型或是泥板拍打成型的。
一、泥板制作方法
陶瓷泥板制作方式不同,表現(xiàn)的表面效果也不同,不同的方式可以使泥的表面呈現(xiàn)不同的質(zhì)感、壓痕、和肌理,有時(shí)會(huì)產(chǎn)生意想不到的效果。手工做陶最常見(jiàn)的泥板制作有3種方法:
1.拍打法:
用手掌或木板、木棒等工具,拍打泥塊,使其成為板狀形態(tài)。也可以在木板、木棒上包裹不同的材料。如:麻布、線、鐵絲等,就會(huì)產(chǎn)生不同的肌理,具有豐富的表面形態(tài)。
缺點(diǎn)是:不適合制作較大的泥板。
2.搟壓法:
利用圓形木棒或鋼管,搟壓泥塊,還可以利用不同厚薄的木條作厚薄標(biāo)尺,做到泥板的均勻厚度。搟壓法的轉(zhuǎn)壓力量較大,可以制作較大的泥板。
3.切片法:
先將泥塊打成長(zhǎng)的矩形泥塊,利用切割線把泥塊切成片狀,因切割線不容易拉直,所以泥塊不容易拉平,只適合切割條狀泥片。優(yōu)點(diǎn)是:制作比較簡(jiǎn)單、快速。缺點(diǎn):不適合制作較寬、較大的泥片。
二、泥板成型的種類:
1.泥板卷制成型:
泥板卷制成型,就是將泥板用一定的支撐物卷制成型。一般可以制作圓柱形,方柱形等規(guī)則的幾何體,也可以制作一些不規(guī)則的造型,如:人物、動(dòng)物雕塑等。(鈞瓷藝人張大強(qiáng)的陶藝動(dòng)物作品等,都是采用這種方法)。
制作工藝要點(diǎn):利用泥板有濕度的時(shí)候比較軟,可以像布一樣隨意做造型,但制作大一點(diǎn)的造型就會(huì)容易倒塌,這時(shí)我們可以用泡沫、紙等作支撐,等泥坯干燥到一定程度再將支撐物拿出。2.泥板鑲接成型:(難點(diǎn))
泥板鑲接成型,是將搟好的泥板,切割成所需形狀等干燥到一定的程度,一較好的站立性為標(biāo)準(zhǔn),較大的造型泥板的厚度也相應(yīng)的加厚一些。要注意,鑲接的泥板一定要濕度一致,否則容易開(kāi)裂,解決泥板干濕一致的方法是:把所有壓制好的泥板攤干到一定的程度時(shí),全部壘疊到一起,讓它們之間的水分滲透均勻,達(dá)到干濕一致。
制作工藝要點(diǎn): 由于泥板鑲接成型是在泥板干燥到一定程度后進(jìn)行制作的,不容易粘接緊,所以關(guān)鍵是要處理好接口。一定在泥板接口處用鋸條刮毛,在刮毛的接口上涂上泥漿,還要把接口處成一定的斜度,以增加接口的強(qiáng)度,防止燒成開(kāi)裂。制作步驟:
手工拉坯法
在快速轉(zhuǎn)動(dòng)著的輪子上,將手探進(jìn)柔軟的粘土里,開(kāi)洞。借助螺旋運(yùn)動(dòng)的慣力,讓粘土向外擴(kuò)展、向上推升,形成環(huán)形墻體……這就是拉坯!
拉坯成型是陶瓷發(fā)展到一定階段出現(xiàn)的較為先進(jìn)的成型工藝,是陶瓷歷史上一個(gè)重大的革命。它不僅提高了工作效率,而且用這種方法制作的器物更完美、精致,同時(shí)可以拉塑出很大型的作品。新石器時(shí)代的仰韶文化已經(jīng)出現(xiàn)了慢輪輔助成型,后來(lái)發(fā)展到快輪,從此拉坯以其不可替代的優(yōu)勢(shì)成為陶瓷成型工藝的主流!
用拉坯的方法可以制作圓形、弧型等渾圓的造型,比如盤子、碗、罐子等等,它的特點(diǎn)是作品挺拔、規(guī)整,器物的表面會(huì)留下一道道旋轉(zhuǎn)的紋路。現(xiàn)代陶藝甚至通過(guò)對(duì)拉坯成型的作品進(jìn)行切割,再重組成一件新作品;或者通過(guò)對(duì)拉坯成型的作品進(jìn)行扭曲、樓空、擠壓之后再拼合,創(chuàng)作出新的,富有特色的作品,包括器皿、容器、雕塑。
看別人拉坯也許覺(jué)得很新鮮、過(guò)癮,但事實(shí)初學(xué)者要學(xué)習(xí)拉坯技術(shù)必須經(jīng)過(guò)一個(gè)較長(zhǎng)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐過(guò)程,才能達(dá)到得心應(yīng)手、應(yīng)用自如的境界。初學(xué)者要有耐心,持之以恒,按部就班地練習(xí),一定能掌握好拉坯成型這種制陶法。拉坯成型是最為廣泛應(yīng)用也是最方便的一種成型方法,拉坯成型是陶瓷歷史上一個(gè)重大的革命,不僅提高了工作效率,而且制作的器物更加完美和精致。拉坯成型是在快速轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子上,將手探進(jìn)柔軟的黏土中,借助螺旋運(yùn)動(dòng)的慣性,讓黏土向外擴(kuò)展,向上推升,形成環(huán)形的坯體的過(guò)程。
拉坯成型法,主要制作一些同心圓的造型。如:碗、盤子、罐子等。但現(xiàn)代陶藝則通過(guò)對(duì)拉坯成型的作品進(jìn)行扭曲、鏤空、擠壓之后在進(jìn)行拼合,創(chuàng)造出新的富有特色的作品。
一、制作工藝要點(diǎn):
1.準(zhǔn)備好泥料
2.重心定穩(wěn),不晃動(dòng)。
3.先拉直筒,再進(jìn)行造型的擴(kuò)大或縮小。
二、成型特點(diǎn):
拉坯成型制作出來(lái)的造型,挺拔、規(guī)整。但它是一種技術(shù)較強(qiáng)的成型工藝,對(duì)泥性干濕、輪子轉(zhuǎn)速的快慢以及手的動(dòng)作的運(yùn)用等,都有較高的技術(shù)要求,對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō),要經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行訓(xùn)練,才能掌握這種成型技術(shù)。
三、制作步驟:
1、取一塊加工好的泥團(tuán),放置在拉坯機(jī)的轉(zhuǎn)盤中心。打開(kāi)電閘使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng),雙手均勻用力壓泥團(tuán)使之平滑。
2、開(kāi)孔壓底。從泥團(tuán)頂部用雙手拇指慢慢壓下,同時(shí)向上擠壓和向外拉大泥孔,用左手的掌心下壓泥團(tuán)開(kāi)孔后的中心,并向外推動(dòng)。
3、翻沿。用右手的四指從中心逐漸向左向上提和壓,同時(shí)以左手 扶住外沿,翻起泥團(tuán)的外沿。
4、扶正。經(jīng)過(guò)上一動(dòng)作,已為拉坯找出造型器壁所需泥料,兩手隨 轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)扶正泥料。
5、成筒。雙手?jǐn)D壓泥壁,左右手配合向上提拉,形成泥筒。
6、拉高。雙手均勻用力,將泥筒拉高。
7、外展拉高。將左手伸入筒內(nèi),與右手同步向上拉高和向外擴(kuò)展。重復(fù)擴(kuò)展,拉成陶瓶的基本形。
8、拉制坯體一定要一口氣從底部延伸到口部,并保持造型形狀。
9、收口。向上提拉,逐漸收口。將口沿抹平。
10、修整口沿。雙手配合壓口部呈水平狀,保持口部不變形。
11、切割并去除底部余泥。
12、修整瓶體,再用海綿將瓶?jī)?nèi)水分吸干。
13、拉坯過(guò)程完成。用細(xì)鋼絲將坯體從轉(zhuǎn)盤上切割下來(lái)。
14、最后將坯體從轉(zhuǎn)盤取下放到托板上晾干
石膏模具成型 1.模具印坯成型:
1)準(zhǔn)備好的印坯模具
2)根據(jù)造型的大小尺度,打制泥片,把泥片放入石膏模具中。
3)用手指把泥巴按實(shí),并把坯體需要粘接的接口略高一些,并在接口楚打毛,涂上泥漿。
4)把兩片模具合上并壓實(shí),待坯體到達(dá)一定干燥程度時(shí)打開(kāi)模具。
5)把接口修平,壓實(shí)。
優(yōu)點(diǎn):燒成收縮小,可以制作大件的作品,不易倒塌變形。2. 模具注漿成型:
1)把準(zhǔn)備好的模具捆扎好。
2)把泥漿注入模具內(nèi),待泥漿在模具內(nèi)壁吸附到一定厚度時(shí),把模具內(nèi)多余的泥漿倒出,吸附泥漿的厚薄就是坯體的厚度,坯體厚度根據(jù)器皿大小而定。
3)把倒完泥漿的模具反扣,這樣可以保證坯體內(nèi)壁平滑。待模具內(nèi)的坯體干燥到可以站立的強(qiáng)度時(shí),把模具打開(kāi),取出坯體,修整坯體。
第三章 陶藝裝飾技法
一、坯體裝飾
戳印:是用木條、木棍或其他工具在坯體表面進(jìn)行有規(guī)律的戳印。
刻畫(huà):是在坯體上刻畫(huà)圖案。若是較復(fù)雜的畫(huà)面,一般先在坯體上模擬畫(huà)出所要刻畫(huà)的形象,然后用力進(jìn)行刻畫(huà)。
刮毛:用鋸條有齒的一面在坯體上拉刮,形成自然粗糙的紋理。
堆雕:是在坯體上用色泥料堆砌成所需形態(tài)或規(guī)則圓形等。
鏤空:亦稱“透雕”,用刻刀把紋樣穿透器壁
二、釉料裝飾
釉上裝飾:也叫釉上彩,是施釉燒成后在釉層上進(jìn)行裝飾,然后再進(jìn)行第二次燒成。
釉下裝飾:是先裝飾,后施釉而燒成。
顏色釉裝飾:一般是指各種不同顏色的單色釉施在坯體上,使器物表面呈現(xiàn)不同的顏色。
藝術(shù)釉裝飾:是通過(guò)加入某種金屬化合物或調(diào)整釉料配方的比例,并利用不同的溫度燒制而成的裝飾效果。
浸釉法 澆釉法
噴釉法 綜合法
第四章 燒成工藝及釉的知識(shí)簡(jiǎn)介
坯體的燒制過(guò)程是一個(gè)由量變到質(zhì)變的物理、化學(xué)變化交錯(cuò)進(jìn)行的復(fù)雜過(guò)程。燒制過(guò)程分為四個(gè)階段:
第一階段:低溫階段,常溫至200℃。這一階段主要是排除坯體在干燥時(shí)沒(méi)有排盡的殘余水分,隨著水分的排除,固體顆粒再度緊密靠攏,因而發(fā)生一些收縮。通過(guò)此階段,坯體強(qiáng)度和氣孔率都相應(yīng)增加。第二階段:分解與氧化階段,200℃至950℃。此階段坯體開(kāi)始發(fā)生一些物理、化學(xué)變化。如黏土及其他含水礦物排降結(jié)晶水,黏土中的雜質(zhì)和釉料某些成分分解氧化。石英發(fā)生多晶轉(zhuǎn)化,形成少量液相,坯體重量減輕,氣孔增多。
第三階段:高溫階段:950℃至燒成溫度。此時(shí),原料之間的各種化學(xué)作用加速進(jìn)行,熔解物的生成量迅速增加,從而伴隨著坯體的燒結(jié)。在此階段,由于坯體內(nèi)的水汽及其他氣體的急劇排出,在坯體周圍形成許多液相與固相類型和濃度不等的微觀區(qū)域。因此,在最高溫度下常需2-4小時(shí)的保溫階段。
第四階段:冷卻階段,燒成溫度至常溫。一般為自然冷卻,不采取特殊措施。而對(duì)大件、器壁厚實(shí)的作品,在冷卻到750℃以后要放慢冷卻速度,以防炸裂。煅燒:
煅燒分預(yù)熱、上火、高溫還原等幾個(gè)步驟。
目前,使用的窯爐若以火焰運(yùn)作可分為:明焰式、半隔焰式和隔焰式三種。若以產(chǎn)品運(yùn)行方式來(lái)分類可分為隧道式(窯車式、輥道式)、梭式等類型;產(chǎn)品不運(yùn)行的有倒滔窯、龍窯等。
長(zhǎng)期以來(lái),陶藝所使用的著色劑均是東平河道里的淤泥,淤泥內(nèi)的金屬成分以氧化鐵為主,淤泥配上稻草灰、桑枝灰、松柴灰便成了醬黃釉、黃褐釉。
自明代開(kāi)始,陶藝的顏色釉有了新的開(kāi)拓,釉基已不滿足于幾種植物質(zhì)了,這時(shí)增加了硯殼、蠔殼、貝殼等高鈣成分的動(dòng)物灰,還增添了玉石粉、龍江石、石英粉、長(zhǎng)石粉、鏡仔料等熔融填充劑,使釉基具有一定的厚度和一定的流動(dòng)性。在金屬著色劑方面,對(duì)鐵元素的使用除河泥以外增加了星朱、黃石、石墨及各種成分不同的鐵礦石。
配釉原料一向以使用手工業(yè)的廢棄物和天然礦物為主,原料成分不純,釉內(nèi)混雜了不少的未知因素,煅燒時(shí)龍窯溫差大、火焰氣氛變化無(wú)常,于是在高溫狀態(tài)下便會(huì)出現(xiàn)各種各樣的變化,因而產(chǎn)生了難以掌握難以意料和無(wú)法再現(xiàn)的“窯變”,其窯變釉中以藍(lán)鈞和紅鈞尤為稱著。
施釉方法:浸釉、淋釉、涂釉和噴釉。
浸釉:把整件坯體浸于稀稠合適的釉藥之中,讓其自然吸附至一定的厚度。
涂釉:用毛筆蘸了釉藥后涂于坯體上,用筆的側(cè)鋒涂擦也會(huì)出現(xiàn)特殊的效果。
噴釉:用噴霧器把釉藥噴于坯體。
課后思考題:
1、談?wù)勌掌髋c瓷器的區(qū)別。
2、思考并闡述中國(guó)古代陶瓷藝術(shù)的審美價(jià)值。
3、比較傳統(tǒng)陶藝藝術(shù)與現(xiàn)代陶藝之異同。
4、比較中、西方現(xiàn)代陶藝之異同。
5、試從材料技法和文化內(nèi)涵諸方面來(lái)分析一件彩陶作品。
6、就你對(duì)中國(guó)幾千年來(lái)陶瓷藝術(shù)和工藝發(fā)展的歷史的了解,哪一個(gè)時(shí)代或者哪一種瓷器是你所欣賞和喜愛(ài)的,為什么?它具有什么樣的 開(kāi)放性的論述。
7、陶藝的基本制作方法有哪幾種?收集一些陶藝作品圖片,并試分析其使用了哪種成型技法,裝飾方法和燒制特點(diǎn),這些方法的選擇是否有利于陶、瓷器的藝術(shù)表現(xiàn)?
第五篇:陶瓷粉彩裝飾,教案
篇一:瓷器教案
瓷 器
滕州三中 林軍
教學(xué)目的:
通過(guò)學(xué)習(xí),讓學(xué)生了解中國(guó)的瓷器是傳統(tǒng)藝術(shù)中的瑰寶,它代表了中國(guó)在世界制瓷領(lǐng)域中高超的工藝制造水平,是中國(guó)偉大的發(fā)明之一。使學(xué)生了解我國(guó)不同歷史時(shí)期的制瓷工藝、造型、裝飾及不同窯場(chǎng)產(chǎn)品的藝術(shù)特征,學(xué)會(huì)運(yùn)用正確的方法去觀賞陶瓷藝術(shù)。培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)中華民族傳統(tǒng)文化的情趣。
教學(xué)重點(diǎn):
1. 中國(guó)瓷器的生產(chǎn)和發(fā)展,瓷器與陶器的區(qū)別。2. 瓷器的造型、裝飾、色彩及藝術(shù)特色。特點(diǎn)。3. 主要名窯的產(chǎn)品特征。
教學(xué)難點(diǎn):
主要是有關(guān)歷史知識(shí)和歷史背景,除了在教學(xué)內(nèi)容資料作些簡(jiǎn)要介紹外一些專業(yè)名詞和有關(guān)的歷史文化知識(shí)。
教學(xué)時(shí)間:1課時(shí)
教具準(zhǔn)備:教材、多媒體課件
教學(xué)過(guò)程:
一.組織教學(xué):(常規(guī))
二.導(dǎo)入:
提問(wèn):
什么是陶器? 陶器有些什么特征?
展示陶器、瓷器實(shí)例
提問(wèn):這些是陶器嗎?應(yīng)是什么器物?
學(xué)生討論、辨別,尋找答案。教師提示、總結(jié)。
三.講授新課:(出示課題)
我國(guó)是瓷器的故鄉(xiāng)和原生地,瓷器是我國(guó)傳統(tǒng)的工藝美術(shù),其工藝水平在世界上享有盛譽(yù)。
1.瓷器與陶器的關(guān)系
陶瓷工藝是陶器工藝和瓷器工藝的總稱。陶器和瓷器有下列區(qū)別。
(1)燒制的原材料不同;
(2)燒制的溫度不同;
(3)質(zhì)地不同;
(4)有釉不同; 2.瓷器的發(fā)展
3.我國(guó)瓷器在造型和裝飾藝術(shù)上的特色。(重點(diǎn)介紹青瓷的產(chǎn)生與發(fā)展)
①瓷器的雛形最早出現(xiàn)于商代。
②從東漢到南北朝,我國(guó)青瓷逐步成熟起來(lái),但這一時(shí)期的瓷器無(wú)論是造型還是紋飾都與青銅器有聯(lián)系,這時(shí)瓷器的造型特征是清秀挺拔,與當(dāng)時(shí)人們的審美愛(ài)好相一致。
③隋代瓷器造型有以下特征:
(1)胎體的可塑性和耐火性能加強(qiáng),顯得秀氣。
(2)罐類器形一般為短頸、直口、圓腹。
(3)器物為小平底,底下有圓餅狀實(shí)足。
隋代瓷器的紋飾常見(jiàn)的有幾何紋、花卉紋、動(dòng)物紋、人物紋,色彩也比較豐富。(重點(diǎn)介紹《白釉象首龍柄壺》)
唐代燒制瓷器的地域擴(kuò)大,產(chǎn)品增多,青瓷、白瓷、三彩陶代表了唐代陶器工藝的最高水平。唐代瓷器作為商品廣泛流傳的海外,瓷器“自唐代始而有窯名”,這種傳統(tǒng)習(xí)慣一直沿用的現(xiàn)代。唐代瓷器造型繁多,裝飾更加豐富,采用手法有繪畫(huà)、刻花、印花、捏塑等,內(nèi)容包括日月、花草、樹(shù)木、動(dòng)物、人物、建筑等。其中以越窯青瓷最為著名,有“如冰似玉”之譽(yù)。(重點(diǎn)介紹《鳳首壺》)
④宋代制瓷業(yè)比唐代規(guī)模更大,名窯眾多,工藝水平超越前代,達(dá)到繁榮的新階段。宋代的瓷器不僅創(chuàng)造了許多優(yōu)美的造型,而且在釉色的運(yùn)用上,為陶瓷美學(xué)開(kāi)辟了一種新的境界。這是本課的重點(diǎn)內(nèi)容。
它的主要標(biāo)志是全國(guó)已形成了有代表性的瓷窯體系。影響最大的是被后世稱為五大名窯的“汝窯”、“官 窯”、“哥窯”、“鈞窯”和“定窯”。
(1)“汝窯” 的窯址在今河南省臨汝,宋代屬汝州,故稱汝窯。
(2)“官窯”一般指官方辦的窯廠。
(3)“哥窯”是因相傳南宋時(shí)有兄弟二人均在今浙江省龍泉燒制瓷器,各有
特色,兄所燒制的瓷器稱“哥窯”弟所燒制的瓷器則稱“弟窯”。
(4)“鈞窯” 的窯址在今河南省禹縣,古代屬鈞州,因而得名。
(5)“定窯”的窯址在今河北省曲陽(yáng),古代屬定州,故稱“定窯”。以生產(chǎn)
白瓷為主,釉色白中閃黃,有“象牙白”之稱,裝飾有刻花、劃花、印花與剔花多種。
⑤元、明、兩代,中國(guó)瓷器工藝游樂(lè)重大突破。一是始于元代青花瓷器,至明代達(dá)到高峰。其次是元代景德鎮(zhèn)窯發(fā)明的釉里紅瓷器。
(1)釉下彩:
重點(diǎn)介紹青花、釉里紅的制作工藝特點(diǎn)。
(2)釉上彩:
有斗彩、五彩、粉彩、琺瑯彩。
五彩瓷是瓷器釉上彩的一種,“五彩”含多種色彩之意。紋飾復(fù)雜,但層次清楚,紅艷奪目,十分絢麗。
四.隨堂檢測(cè)
學(xué)生閱讀課文,尋找答案。
五.課堂小結(jié)
篇二:中國(guó)瓷器教案
教學(xué)目標(biāo):
1、了解中國(guó)瓷器的紋飾特點(diǎn)
2、能夠從造型和紋飾角度欣賞瓷器作品
3、能夠設(shè)計(jì)一個(gè)瓷器紋樣或一幅裝飾畫(huà)
教學(xué)重點(diǎn):瓷器的紋樣的特點(diǎn)
教學(xué)難點(diǎn):設(shè)計(jì)瓷器紋樣
教具準(zhǔn)備:課件 瓷器作品
學(xué)具準(zhǔn)備:課本 油畫(huà)棒 作業(yè)紙 等
教學(xué)過(guò)程
一、導(dǎo)入新課
多媒體播放《鑒寶》中的一個(gè)瓷器展示的片斷,學(xué)生欣賞。
(意圖:學(xué)生體會(huì)我國(guó)瓷器所具有的較高的藝術(shù)價(jià)值)
師:通過(guò)剛剛播放的短片我們可以看出來(lái),瓷器在我國(guó)有著悠久的歷史和較高的藝術(shù)價(jià)值,我國(guó)有瓷器的故鄉(xiāng)之稱。中國(guó)的瓷器從宋代開(kāi)始大量出口到世界各地,向世界傳遞著中華文明,對(duì)世界的陶瓷發(fā)展產(chǎn)生了巨大影響。本節(jié)課,我們主要從美術(shù)的角度對(duì)瓷器的造型和紋飾進(jìn)行認(rèn)識(shí)和了解。
出示課題:4——中國(guó)瓷器
二、感受體驗(yàn)
(一)瓷器的發(fā)展歷史
商代(原始青瓷,工藝水平較低)——東漢(發(fā)明了了瓷器)——唐、宋(空前繁榮)——元明清(鼎盛時(shí)期,青花瓷開(kāi)始成為主流)
(教師出示有代表性的圖片,輔助講解)
(二)瓷器的造型特色
在造型方面,:執(zhí)壺﹑鳳首壺﹑梅瓶﹑ 龍鳳壺﹑葫蘆瓶﹑s耳瓶﹑蒜頭口瓶﹑雙系小口罐﹑鳥(niǎo)食罐﹑高足杯﹑杯盞﹑大碗﹑墩碗﹑折腰碗﹑淺盤等
(出示有代表性的圖片,學(xué)生欣賞)
(三)清代制瓷工藝
1.斗彩:釉下彩和釉上彩交相輝映、爭(zhēng)妍,十分別致。2.五彩:不用青花線邊,而使用各種彩色直接在瓷器上描繪花紋,顏色鮮艷,光澤強(qiáng)烈,不甚含蓄。
3.素三彩:色為黃、綠、白、紫等,無(wú)紅色。
4.粉彩:用鉛粉摻入瓷色料加以渲暈,畫(huà)在燒好的瓷器上,再次烘燒而成。這種彩畫(huà)顏色濃淡諧調(diào),光澤柔和,所畫(huà)花鳥(niǎo)魚(yú)蟲(chóng)栩栩如生。
5.琺瑯彩:胎質(zhì)潔白,薄如蛋殼,用特制的彩料描繪。琺瑯彩顏色穩(wěn)定,畫(huà)精細(xì)的彩繪時(shí)便于控制,繪出圖案有立體感,色彩瑰麗,精美異常。
(四)瓷器的紋飾
紋飾在瓷器中具有很重要的作用。我國(guó)瓷器的紋飾是很有講究的,我們對(duì)紋飾的了解,有助于我們更好的對(duì)瓷器進(jìn)行認(rèn)識(shí)和欣賞。
下面我們先來(lái)認(rèn)識(shí)一下瓷器的紋飾
1、古代紋飾
如:幾何紋、纏枝紋、卷草紋、焦葉紋、回紋、還有很多喻意吉祥的圖案
如:三羊開(kāi)泰、五福捧壽、福祿壽、吉慶有余、一路連科、安居樂(lè)業(yè)、歲寒三友等 此外,人物也是古代紋飾中不可或缺
如:文姬歸漢﹑昭君出塞﹑三顧茅廬﹑以及仕女﹑嬰戲圖、八仙等。
(分別出示各種紋樣的范畫(huà))
2、現(xiàn)代紋飾(拓展延伸部分)
出現(xiàn)現(xiàn)代紋飾的范畫(huà)
三、探究表現(xiàn)
——我的自由空
大屏幕出示一組沒(méi)有上色的瓷器,讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛(ài)好給這些瓷器進(jìn)行裝扮,讓它們漂亮起來(lái)。
作業(yè)要求:
1、給這些瓷器畫(huà)上漂亮的圖案
2、根據(jù)青花的特點(diǎn)繪制一個(gè)瓷器紋樣或畫(huà)一幅裝飾畫(huà)
3、表現(xiàn)內(nèi)容不限
四、展示評(píng)價(jià)
展示優(yōu)秀學(xué)生作品,學(xué)生互評(píng),教師總評(píng)
五、小結(jié)
本節(jié)課,我們也親手根據(jù)瓷器的圖案和特征設(shè)計(jì)表現(xiàn)了瓷器紋樣和裝飾畫(huà),從美術(shù)的角度對(duì)中國(guó)的瓷器紋飾了有進(jìn)一步的了解,通過(guò)本課的學(xué)習(xí),不僅豐富了知識(shí),也提高了我們的審美能力和表現(xiàn)美的能力
篇三:瓷器文化教學(xué)設(shè)計(jì)
瓷器文化教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與能力:了解瓷器發(fā)展史、瓷器文化價(jià)值
過(guò)程與方法:通過(guò)課前學(xué)生查找資料,對(duì)我國(guó)瓷器發(fā)展進(jìn)行深入而有價(jià)值的探究。情感態(tài)度價(jià)值觀:通過(guò)本課學(xué)習(xí),學(xué)生可以了解瓷器文化是中華文明的形象代表,在世界文明史上發(fā)揮著不可估量的作用。
教學(xué)重點(diǎn)
重點(diǎn):瓷器發(fā)展的歷史
難點(diǎn):瓷器的文化價(jià)值
教學(xué)過(guò)程
導(dǎo)入:首先介紹一則時(shí)事新聞,2010年被一些愛(ài)好者稱為“天價(jià)之年”,并展示了一組相關(guān)瓷器實(shí)物圖片:清乾隆粉彩鏤空吉慶有余轉(zhuǎn)心瓶、萬(wàn)壽延年的長(zhǎng)頸的葫蘆瓶等圖片,讓學(xué)生猜猜他們的價(jià)格,最后公布實(shí)際拍賣價(jià)格機(jī)專家對(duì)該文物的評(píng)論。
一、瓷器發(fā)展的歷史
瓷器的故鄉(xiāng)是中國(guó),瓷的美麗讓世界了解了中國(guó),那么下面我們來(lái)了解一下中國(guó)瓷器的歷史。
活動(dòng):學(xué)生根據(jù)課前收集的材料分組介紹
歸納發(fā)展過(guò)程
(1)發(fā)展過(guò)程:新石器時(shí)代燒制陶器-----商代燒制出原始瓷器——東漢瓷器生產(chǎn)技術(shù)成熟----唐代形成南青北白的瓷器生產(chǎn)格局----宋代制瓷技藝大放異彩,涌現(xiàn)出一批名窯-----元代景德鎮(zhèn)成為全國(guó)的制瓷中心----明清景德鎮(zhèn)市全國(guó)的“瓷都”,制瓷技藝進(jìn)一步提高,量大質(zhì)好。
教師小結(jié):在中國(guó),陶瓷的產(chǎn)生距今已有三千年的歷史,經(jīng)歷了由陶到瓷,再陶瓷并駕齊驅(qū)的發(fā)展歷程,這種采用手工繪畫(huà),手工制作的高溫瓷,是在逐漸以自身獨(dú)特的文化含量和藝術(shù)魅力改變并影響世界史,被譽(yù)為中國(guó)文化的象征。
二、瓷器的魅力
教師:火與土是人類進(jìn)化的基礎(chǔ)條件,中國(guó)的瓷器這一“土與火”的藝術(shù)是中國(guó)人大智、大悟、大巧、大美的智慧結(jié)晶。
播放視頻“火與土”的藝術(shù)(介紹瓷器的制作)ppt演示:歷朝歷代的精美瓷器圖片展。
師:中國(guó)瓷器的發(fā)展在實(shí)用的前提下,經(jīng)過(guò)完美的藝術(shù)形成,達(dá)到一種和諧、高貴、華麗之美,中國(guó)瓷器藝術(shù)的魅力在造型、釉色及其裝飾性能方面也表現(xiàn)出自身發(fā)展的連續(xù)性,大型器皿有著陽(yáng)剛偉岸的雄姿,把玩之物在于其精巧玲瓏的嬌美。翡翠美玉般的青瓷,絢爛之極的彩瓷,景德鎮(zhèn)瓷器既表現(xiàn)著國(guó)畫(huà)工筆描繪了空靈與神采,也顯示出了集刻、畫(huà)、雕、印之法的寫(xiě)意與裝飾工藝。演示ppt:瓷器走出中國(guó),走向世界。
瓷器從唐代起走出國(guó)門,明清時(shí)期通過(guò)海上絲綢之路暢銷亞非歐各國(guó),形成了面向外國(guó)客戶的訂單生產(chǎn)。當(dāng)時(shí)各國(guó)的上流社會(huì)無(wú)不以擁有中國(guó)的這種特色商品----陶瓷收藏為榮耀。作為中華民族文化的形象代表,這個(gè)時(shí)候的中國(guó)瓷器在人類文明史上發(fā)揮了無(wú)法估量的作用。
思考:為什么瓷器如此有魅力? 小結(jié):首先是技術(shù)驚人,其次是藝術(shù)價(jià)值,最后是文化價(jià)值。
三、瓷器的今天
拓展:目前中國(guó)瓷器在世界排名第六、七位以上徘徊,世界各地大飯店根本不用中國(guó)瓷器,很多器物 只能在國(guó)外地?cái)偵腺u,無(wú)論是工藝、原料都落后,現(xiàn)在國(guó)外用動(dòng)物骨頭做原料,我們配上瓷土,既白又輕,圖案新穎,細(xì)膩精美,好的一只盆子值我們一桌青花瓷的錢。
探究問(wèn)題:讀了這段材料,你最突出的感受是什么?
篇四:陶瓷雕塑教案 ? 陶瓷雕塑教案
陶瓷雕塑
陶瓷雕塑是以陶或瓷做為物質(zhì)材料來(lái)塑造可視和可觸的實(shí)體性的立體藝術(shù)形象,是反映社會(huì)生活、人文精神,具有獨(dú)立的審美特性和審美理想的一種藝術(shù)形式,并且它可以通過(guò)釉料和窯火進(jìn)行的洗禮,形成具有生命力的作品。其工藝性和材質(zhì)特性滲透于造型創(chuàng)作的整個(gè)過(guò)程中,表現(xiàn)出強(qiáng)烈的神秘感和獨(dú)特的藝術(shù)表現(xiàn)力。陶瓷雕塑是雕塑領(lǐng)域的一個(gè)分支,由于陶瓷材質(zhì)的獨(dú)特魅力,使陶瓷雕塑在雕塑藝術(shù)中占有重要地位。
陶瓷雕塑課程介紹
本課程是陶藝專業(yè)的主要專業(yè)課程,它的任務(wù)是:以陶瓷雕塑的觀念、材料、技法為內(nèi)容,以陶瓷雕塑的發(fā)展過(guò)程及其作品分析入手,通過(guò)對(duì)陶瓷雕塑的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解和掌握一定的陶瓷雕塑工藝知識(shí)與技能。
陶瓷雕塑課程介紹----重點(diǎn)與難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):
1、了解我國(guó)陶瓷雕塑發(fā)展的幾個(gè)代表性階段。
2、分析近代我國(guó)各大瓷區(qū)陶瓷雕塑特征。
教學(xué)難點(diǎn):
觀察和分析陶瓷雕塑造型、紋樣和釉色,并能表達(dá)出自己的獨(dú)特觀點(diǎn)。掌握良好的雕塑技法,掌握燒成預(yù)期效果。
陶瓷雕塑課程介紹----教學(xué)目的與要求
課程目的:掌握陶瓷雕塑生產(chǎn)工藝,通過(guò)造型的設(shè)計(jì)及制作,注漿、脫胎、整形、粘接施釉和燒成工藝的實(shí)踐,能獨(dú)立操作完成陶瓷雕塑全部工藝流程,做出成品。
知識(shí)和技能:
了解陶瓷雕塑的概念、中國(guó)陶瓷雕塑優(yōu)秀的歷史、以及當(dāng)代我國(guó)各大瓷區(qū)陶瓷雕塑的特點(diǎn)。
方法和過(guò)程:
學(xué)習(xí)陶瓷雕塑歷史發(fā)展的過(guò)程,從陶瓷雕塑的外形、紋飾及釉色等方面欣賞陶瓷藝術(shù)的方法,掌握陶瓷雕塑技法,學(xué)會(huì)陶瓷雕塑制作流程。
情感態(tài)度與價(jià)值觀:
學(xué)生潛移默化中感受到陶瓷雕塑給人的外在美感和陶瓷文化的精神底蘊(yùn),在學(xué)習(xí)中國(guó)陶瓷雕塑文化情節(jié)的同時(shí)獲得更深層、多元的文化積累。
陶瓷雕塑課程教學(xué)計(jì)劃(4課時(shí))
第一章 陶瓷雕塑概述
教學(xué)內(nèi)容:1,陶瓷雕塑的概念 2,中國(guó)優(yōu)秀的陶瓷雕塑歷史 3,中國(guó)近代陶瓷雕塑
教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn):了解陶瓷雕塑歷史,了解近代陶瓷雕塑發(fā)展現(xiàn)狀
第二章 陶瓷泥料
教學(xué)內(nèi)容:1,泥料的特性和類型 2,粗制泥料 3,細(xì)致泥料
教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn):熟悉泥料性質(zhì) 第三章 陶瓷雕塑的成型技法與特點(diǎn)
教學(xué)內(nèi)容:1,泥條盤筑2,泥板成型3,石膏模具成型 4,拉坯成型 教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn):掌握幾種成型技法
第四章 陶瓷雕塑的造型分類及裝飾手法
教學(xué)內(nèi)容:1,陶瓷雕塑造型分類 2,陶瓷雕塑裝飾手法 3,陶瓷雕塑美感表達(dá)
教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn):培養(yǎng)對(duì)陶瓷雕塑美感的提升
第五章 陶瓷雕塑創(chuàng)作的基本步驟
教學(xué)內(nèi)容:1,素材收集 2,構(gòu)思立意 3小稿與素描稿 4,大稿放制 教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn):掌握陶瓷雕塑創(chuàng)作步驟
授課內(nèi)容:
第一章 陶瓷雕塑概述
引言:陶瓷雕塑與雕塑的關(guān)系
雕塑是有實(shí)在體積的形象,我們用手就可以摸得著。繪畫(huà)是平面的,在平面上表現(xiàn)三維的空間。
雕塑是造型藝術(shù)之一,是雕刻和塑造的總稱。是用可塑的(如粘土、膠泥等)或可刻的(如金屬、木、石等)材料,制作出各種具有實(shí)在體積的藝術(shù)形象。
第一節(jié),陶瓷雕塑的概念
陶瓷雕塑是以陶或瓷做為物質(zhì)材料來(lái)塑造可視和可觸的實(shí)體性的立體藝術(shù)形象,是反映社會(huì)生活、人文精神,具有獨(dú)立的審美特性和審美理想的一種藝術(shù)形式,并且它可以通過(guò)釉料和窯火進(jìn)行的洗禮,形成具有生命力的作品。其工藝性和材質(zhì)特性滲透于造型創(chuàng)作的整個(gè)過(guò)程中,表現(xiàn)出強(qiáng)烈的神秘感和獨(dú)特的藝術(shù)表現(xiàn)力。
第二節(jié) 中國(guó)優(yōu)秀的陶瓷雕塑歷史
一,原始社會(huì)——陶塑文明的起源 1,原始陶塑的工藝
2,原始陶塑的形式(擬形器、陶塑構(gòu)件)
3,原始陶塑的藝術(shù)特征(模仿與隨意、夸張與變形、自由精神的傳達(dá))二,夏、商、周——青銅時(shí)代的陶塑藝術(shù) 1,青銅器與陶器關(guān)系
(陶冶、陶鑄)
2,喪葬制度的改革與陶塑的興起
三,秦漢時(shí)代的陶塑——從博大恢宏到活潑生動(dòng)
1,空前絕后的兵馬俑(氣勢(shì)恢宏、高度寫(xiě)實(shí)、模塑結(jié)合)2,別開(kāi)生面的漢俑
3,建筑和陶塑(瓦當(dāng)、畫(huà)像磚)
四,魏晉南北朝——人性時(shí)代的明器陶塑與青瓷 1,陶塑和佛教造像
(魏晉南北朝佛教興起)
2,青瓷——瓷塑與典雅的青瓷擬形器
北朝陶俑的藝術(shù)風(fēng)格深受佛教造像的影響。北朝時(shí)期佛教流行。據(jù)《洛陽(yáng)
伽藍(lán)記》記載,孝文帝遷都洛陽(yáng)后,全國(guó)寺廟增至三萬(wàn)余所,僧尼200萬(wàn)。著名的龍門石窟,也是在這一時(shí)期開(kāi)始開(kāi)鑿的。
五,隋唐時(shí)期——熠熠生輝的釉陶藝術(shù) 1,隋代陶器——冷靜的轉(zhuǎn)型期 2,唐代陶塑——豐富的形制和種類(南青北白、三彩)
六,五代宋遼——瓷塑藝術(shù)的輝煌 1,五代十國(guó)
2,兩宋瓷塑——藝術(shù)的高峰
3,遼金陶藝——?jiǎng)e具風(fēng)格的地域特征
七,元明清陶瓷雕塑——巔峰后的余暉 1,過(guò)度時(shí)期的元代陶藝 2,明代——傳統(tǒng)陶藝的余暉 3,清代陶藝——傳統(tǒng)的終結(jié)
第三節(jié)中國(guó)近代陶瓷雕塑
1、景德鎮(zhèn)的瓷塑藝術(shù)
景德鎮(zhèn)瓷塑材質(zhì)白里泛青,以釉上、釉下彩繪裝飾為主。造型和彩繪相結(jié)合,產(chǎn)生了艷麗華貴、雅俗共賞的藝術(shù)特色,并體現(xiàn)了較強(qiáng)的平民意識(shí),增強(qiáng)了藝術(shù)性與商品性相結(jié)合。(特點(diǎn):白如玉,明如鏡,薄如紙,聲如磐。青花、玲瓏、粉彩、顏色釉,合稱景德鎮(zhèn)四大傳統(tǒng)名瓷)
2、福建德化瓷塑藝術(shù)
福建德化瓷塑一般不作加彩裝飾,以體現(xiàn)材質(zhì)的滋潤(rùn)晶瑩、胎釉如脂、質(zhì)潔
無(wú)暇和玉白剔透的地方特色,素有象牙白之稱。開(kāi)創(chuàng)了捏、雕、鏤、堆、接、修八字技巧。德化瓷塑精雕細(xì)刻,衣紋圓潤(rùn),疏密均勻,柔和典雅的風(fēng)格。
3、佛山石灣陶塑
石灣陶塑歷史悠久,其風(fēng)格古雅淳樸、厚重剛健、生動(dòng)傳神、題材廣泛、釉色
絢麗。
石灣藝人來(lái)自四面八方,基礎(chǔ)深厚,且善創(chuàng)善仿。人物陶塑多以仙佛、達(dá)摩、漁、樵、耕、讀,以及民間民俗為題材進(jìn)行創(chuàng)作。人物臉部一般不上釉,以保持胎色的形象清晰,注重臉部神情刻畫(huà)。
第二章 陶瓷泥料與雕塑成型
第一節(jié) 泥料的特性和類型
一.泥料的特性 1.可塑性 2.結(jié)合性 3.收縮
二.泥料的類型 1.粗質(zhì)材料 2.細(xì)質(zhì)材料
第二節(jié) 粗質(zhì)材料
一. 粗質(zhì)材料的類別
二.粗質(zhì)材料易表現(xiàn)的形式(成型過(guò)程中,隨意性強(qiáng)、干燥后不易干裂
和變形,易做大件雕塑作品和一次性完成的作品。)
第三節(jié)細(xì)質(zhì)材料
一.細(xì)質(zhì)材料的特性
二.細(xì)質(zhì)材料易表現(xiàn)的對(duì)象(細(xì)膩寫(xiě)實(shí)的手法為主,多表現(xiàn)女性和兒童為主)
第三章 陶瓷雕塑的成型方法及特點(diǎn)
第一節(jié):泥條盤筑成型 概念:泥條盤筑成型是最古老的一種成型手段,遠(yuǎn)在新時(shí)期時(shí)代的陶器就 采用此方法成型。泥條盤筑成型是將泥料搓成均勻的圓條,在根據(jù)所需形體造型一層層疊加或用一根長(zhǎng)泥條作螺旋形向上盤旋筑造成型的一種技巧。
小結(jié):通過(guò)實(shí)踐我們可以明顯感覺(jué)用泥條盤制法制作陶藝,一方面是泥條可以自由地彎曲與變化,方便制作一些比較復(fù)雜的、不太規(guī)整的、較隨意的陶塑,再者就是它能夠保留泥條在盤筑時(shí)留下來(lái)的手工痕跡和一道道盤旋的紋理,當(dāng)然也可以修整得不留痕跡。但也可以利用泥條的塑性有意讓泥條具有粗細(xì)變化,盤筑后形成疏密的、韻律的的美感.第二節(jié):泥板成型
泥板成型概述: 泥板成型是現(xiàn)代陶藝中最為常用的成型方法之一,它制作便利,有較強(qiáng)的站立性,便于表現(xiàn)棱角轉(zhuǎn)折清晰的造型。泥板成型不僅能做有棱角的器形,也能做一些同心圓的造型。例如:宜興紫砂器皿很多造型都是泥板成型或是泥板拍打成型的。
泥板成型種類: 1,泥板鑲結(jié)成型:
2,泥板卷制成型由于泥板面積大,不易直立,在制作時(shí)可以利用一些輔助手法使其成型(例如用紙)。泥板法創(chuàng)作時(shí)利用泥的柔軟性,可像布一樣折疊。
小結(jié):比較濕軟泥板可以扭曲、卷和等方法自由變化,隨意造型;稍干的泥板可以鑲接制作成比較挺直的器物。泥板的厚度隨器物制作大小而定,但應(yīng)注意泥板的厚度要均勻。
第三節(jié):石膏模具成型
概念:利用石膏加水后可以凝固,在這種材料干燥后,有較好的吸水功能。在陶藝創(chuàng)作中,利用石膏做模具,可以很快將泥料、泥漿里的水分吸收,使泥料、泥漿硬化、干燥而成型。