陶瓷制作需要哪些配料？

开心创业网发布日期：2022-06-09浏览：1101

　　陶瓷及其他硅酸盐制品所用原料大部分是天然的矿物或岩石，其中多为硅酸盐矿物。这些原料种类繁多，资源蕴藏丰富，在地壳中分布广泛，这为陶瓷工业的发展提供了有利的条件，早期的陶瓷制品，均是用单一的黏土矿物原料制作的，后来，随着陶瓷工艺技术的发展及对制品性能要求的提高，人们逐渐地在坯料中加入了其他矿物原料，即除用黏土作为可塑性原料以外，还适当添入石英作为瘠性原料，添入长石以及其他含碱金属及碱土金属的矿物作为熔剂原料。目前，陶瓷原料的分类尚无统一的方法，一般按原料的工艺特性划分为可塑性原料、瘠性原料、熔剂性原料和功能性原料四大类。

　　陶瓷的原料

　　可塑性原料

　　可塑性原料的矿物成分主要是黏土矿物，它们均属层状构造的硅酸盐，其颗粒一般属于显微粒度以下（小于10μm），并具有一定可塑性的矿物。如高岭土、多水髙岭土、膨润土、瓷土等。可塑性原料在生产中主要起塑化和结合作用，它赋予坯料可塑性和注浆成形性能，保证干坯强度及烧后的各种使用性能如机械强度、热稳定性、化学稳定性等，它们是成形能够进行的基础，也是黏土质陶瓷的成瓷基础。

　　瘠性原料

　　瘠性原料的矿物成分主要是非可塑性的硅、铝的氧化物及含氧盐。如石英、蛋白石叶蜡石、黏土煅烧后的熟料、废瓷粉等。瘠性原料在生产中起减黏作用，可降低坯料的黏性，烧成后部分石英溶解在长石玻璃中，提高液相黏度，防止高温变形，冷却后在瓷坯中起骨架作用。

　　熔剂性原料

　　熔剂性原料的矿物成分主要是碱金属、碱土金属的氧化物及含氧盐。如长石、石灰石、白云石、滑石、锂云母、花岗岩等。它们在生产中起助熔作用，高温熔融后可以溶解一部分石英及髙岭土分解产物，熔融后的高黏度玻璃可以起到高温胶结作用。常温时也起减黏作用。

　　功能性原料

　　除上述三大类原料以外的其他原料及辅助原料统称为功能性原料。如氧化锌、锆英石、色料、电解质等。它们在生产上不起主要作用，也不是成瓷的必要成分，一般是少量加入即能显著提高制品某些方面的性能，有时是为了改善坯釉料工艺性能而不影响到制品的性能，从而有利于生产工艺的实现。

　　坯料配方

　　原料选定以后，确定各种原料在坯料和釉料中的使用量是一项关键的工作，因为它直接关系到产品的质量以及工艺制度的制订。坯料配方的设计是一项繁重而复杂的工作。目前，陶瓷产品的日新月异，陶瓷产品的性能要求千变万化，而且，陶瓷生产上所用的原料种类繁多，在化学组成矿物组成以及它们的工艺性能上有着很大的区别，还不能做到原料的标准化。各地企业的技术、设备、管理水平的不同，以及陶瓷产品的性能指标受多种因素的影响，所以，在进行坯料配方的设计时，不能仅靠理论上的计算，否则，难以得到满意的结果。

　　总之，在配方设计时应遵循以下基本原则：

　　（1）在化学组成上要满足陶瓷制品的性能要求。应对原料从化学组成上作充分的分析和性能比较，找出各原料的性能特色，视其是否具备或接近制品所需的性能。

　　（2）所用原料的性能和配比要能满足生产工艺及制品的最终的物理性能要求。应考虑原料的纯度、成形性能、烧成性能、烧后的色泽以及烧后的强度和透明性、热稳定性，有时在坯料的化学组成上做一定的改动，以满足产品的物理性能要求。

　　（3）要充分地考虑现有工厂的规模和具体的生产条件。不能由于配方的使用而大量地改变现有的生产工艺参数和投入大量的资金来购买设备与技术改造。坯料配方设计时，应从原料的制备成形和烧成等方面考察它们的工艺参数，并以此作为根本的条件，只有这样的配方，才具有实用性和科学价值。

　　（4）要考虑经济上的合理性。对原料要就地取材、量材使用、宁近勿远、物尽其用。

　　坯料制备

　　日用陶瓷坯料通常是指将陶瓷原料经过配料和加工后，形成具有成形性能符合质量要求的供成形用的多组分混合物。根据制品的成形方法不同坯料具有不同的特征，分别制成含水率19%～26%的可塑成形用泥料、含水率为30%～35%的注浆成形用浆料含水率为4%～7%的干压成形用粉料以及热压注成形用的浆料或干粉与蜡均匀混合后的蜡饼等坯料有不同的制备工艺，应当根据所用原料的特性、设备使用条件、生产规模、产品的质量要求以及制备工艺本身的技术经济指标等因素来选择。坏料的加工方法或工艺控制不当，不仅会降低生产效率，增加生产成本，而且还会影响坯料的工艺性能和产品的使用性能。

　　成形

　　陶瓷制品的成形，就是采用不同方法将坯料制成具有一定形状和尺寸的坯件。根据坯料含水率和性能的差异，陶瓷的成形方法分为可塑法、注浆法和压制法。

　　（1）可塑法成形

　　可塑法成形是在外力作用下，使具有可塑性的坯料发生塑性变形而制成坯体的方法。由于外力和操作方法不同，目用陶瓷的可塑法成形可分为手工成形和机械成形两大类雕塑、印坯、拉坯、手捏等属于手工成形，这些成形方法较为古老，多用于艺术陶瓷的制造。而旋压和滚压成形，则是目前工厂广为采用的机械成形方法，可用于盘、碗、杯碟等制品的生产。另外，在其他陶瓷工业中还釆用了挤制、车坯、压制、轧膜等可塑成形方法。

　　（2）注浆法成形

　　注浆成形是利用多孔模型的吸水性，将泥浆注入其中而成形的方法，这种成形方法适应性强，凡是形状复杂，不规则的薄壁、厚胎、体积较大且尺寸要求不严的制品都可用注浆法成形。如日用陶瓷中的花瓶、汤碗、椭圆形盘、茶壶手柄等都可采用注浆法成形。

　　注浆成形后的坯体结构均匀，但其含水率大，且不均匀，干燥收缩和烧成收缩较大。另外，从生产过程来说，其生产周期长，手工操作多，劳动强度大，占地面积大，模型消耗多。随着生产工艺的不断进步和注浆成形机械的不断发展，这些问题将会得到改善和解决，从而使注浆成形更适合于现代化的陶瓷生产。

　　（3）压制法成形

　　压制成形就是利用压力将置于模具内的粉料压紧至结构紧密，成为具有一定形状和尺寸的坯体的成形方法。根据粉料的含水率，可将其分为干压成形（含水率小于6%）和半干压成形（含水率6%～14%）压制成形坯体水分含量低，坯体致密，干燥收缩小，产品的形状尺寸准确，质量高。另外，成形过程简单，生产量大，便于机械化的大规模生产，对于具有规则几何形状的扁平制。

　　釉料

　　釉是熔融在陶瓷制品表面上的一层很薄的均匀玻璃质层。

　　无釉陶瓷制品通常存在表面粗糙无光、易吸湿、易沾污、易侵蚀等弱点，即使烧结程度很高，也会因此影响其美观、卫生及机电等性能。当在坯体表面上施敷一层玻璃态釉层时，可使制品获得有光泽、坚硬、不吸水的表面，不仅可以改善陶瓷制品的光学、力学、电学、化学等性能，而且对提高实用性和艺术性也起着重要作用。因此，在坯体表面施釉是非常必要的。

　　干燥

　　借助热能使物料脱水的过程称为干燥。成形后的各种坯体，通常都含有较高的水分尤其是可塑成形和注浆成形的坯体，尚处于塑性状态，强度很低，不利于后续工序的加工和运输。因此，在坯体进人烧成前必须根据各工序的操作要求，分段进行干燥，直至达到符合要求的最终水分。

　　坯体干燥的目的在于:降低坯体的含水率，使坯体具有足够的吸附釉浆的能力;提高坯体的机械强度，减少在搬运和加工过程中的破损;使坯体具有最低的入窑水分，缩短烧成周期，降低燃料消耗。

　　烧成

　　原料是基础，烧成是关键。在陶瓷生产工艺过程中，烧成是至关重要的工序之一。陶瓷制品的烧成过程就是在一定的温度和气氛条件下，对经过成形、施釉、干燥后的陶瓷坯体进行高温处理，使其发生一系列的物理化学变化，形成一定的矿物组成和显微结构，最终获得陶瓷制品的各种特性坯体在烧成过程中要发生一系列的物理化学变化，如膨胀、收缩、气体的产生、液相的出现、旧晶相的消失、新晶相的形成等。在不同的温度、气氛条件下，所发生变化的内容与程度也不相同，从而形成不同的矿物组成和显微结构，决定了陶瓷制品不同的质量和性能。

　　坯体表面的釉层在烧成过程中也发生各种物理化学变化，最终形成玻璃态物质，从而具有各种理化性能和装饰效果。常见的烧成工艺可分为一次烧成和两次烧成。一次烧成，是将生坯施釉，干燥后入窑经高温一次烧成制品。两次烧成，是将未施釉的坯体，经干燥后先进行素烧，然后施釉，再进行第二次烧成（釉烧）。一次烧成工艺简化了工序，降低了烧成时的热损失，两次烧成提高了坯体强度，有利于后续工序的机械化、自动化，减少了破损，提高了釉面质量。实际生产时应根据产品具体情况进行选择。

　　烧成过程是在被称为窑炉的专用热工设备中进行的。窑炉的种类很多，应根据不同的产品进行选择。同时，烧成时还常使用到各种窑具，合理地选择和使用窑具，对提高产品质量，节约能源，降低生产成本也有重要的意义。影响烧成的因素很多，在烧成过程中如果控制不当，不但浪费燃料，而且将直接影响产品质量，甚至造成大批废品，给企业带来不应有的损失。因此，我们只有掌握了坯体在高温烧成过程中的变化规律，正确地选择和设计窑炉，科学地制定和执行烧成制度，严格地执行装烧操作规程，才能提高产品质量，降低燃料消耗，获得良好的经济效益。