hi,小慕
陶瓷工艺原理
第10次开课
开课时间: 2025年02月16日 ~ 2025年06月12日
学时安排: 3-5小时每周
进行至第12周,共17周 已有 451 人参加
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课程评价(2693)
spContent=陶瓷是中华民族文化变迁的重要见证者,在日常生活、国民经济、科技创新中发挥着重要的作用。我国陶瓷产业呈现蓬勃发展之势,但在高纯度化工原料、高端产品方面仍显不足。传统陶瓷曾是我国与世界各国进行文化交流桥梁与纽带,但是,现代陶瓷技术日新月异,突破技术瓶颈、满足国家重大需求、引领世界发展,成为我国陶瓷科学工作者的不懈追求。《陶瓷工艺原理》是一门融传统陶瓷与现代陶瓷、传统工艺与现代技术于一体的课程,涉及陶瓷原料、粉体的制备与合成、坯料与釉料组成的确定、陶瓷坯体成型、坯体的干燥、陶瓷材料的烧结、陶瓷强度的控制、陶瓷的加工与改性等内容,为学生系统掌握陶瓷科学原理、开发新材料和探索先进工艺技术奠定了理论基础。让我们共同努力,携手探秘陶瓷科学与艺术的殿堂,担负起中国陶瓷科技工作者的神圣使命!
陶瓷是中华民族文化变迁的重要见证者,在日常生活、国民经济、科技创新中发挥着重要的作用。我国陶瓷产业呈现蓬勃发展之势,但在高纯度化工原料、高端产品方面仍显不足。传统陶瓷曾是我国与世界各国进行文化交流桥梁与纽带,但是,现代陶瓷技术日新月异,突破技术瓶颈、满足国家重大需求、引领世界发展,成为我国陶瓷科学工作者的不懈追求。《陶瓷工艺原理》是一门融传统陶瓷与现代陶瓷、传统工艺与现代技术于一体的课程,涉及陶瓷原料、粉体的制备与合成、坯料与釉料组成的确定、陶瓷坯体成型、坯体的干燥、陶瓷材料的烧结、陶瓷强度的控制、陶瓷的加工与改性等内容,为学生系统掌握陶瓷科学原理、开发新材料和探索先进工艺技术奠定了理论基础。让我们共同努力,携手探秘陶瓷科学与艺术的殿堂,担负起中国陶瓷科技工作者的神圣使命!
—— 课程团队
课程概述

《陶瓷工艺原理》是材料科学与工程专业(无机非金属材料方向)核心专业课程,主要讲授陶瓷原料、粉体的制备与合成、坯体与釉料组成的确定、陶瓷坯体的成型及干燥、陶瓷烧结、陶瓷材料强度的控制、陶瓷的加工及改性等。目的在于使学生熟悉、掌握陶瓷材料生产中共同性的工艺过程及过程中发生的物理—化学变化,掌握工艺因素对陶瓷产品结构与性能的影响规律,具备基本的实验技能和创新能力,能够从技术与经济的角度分析陶瓷生产中的问题和提出改进生产的方案,为毕业后从事技术管理、生产管理和产品研发等专业工作打下坚实的基础。

课程以陶瓷材料制备的工艺过程为主线组织教学内容,循序渐进、富有启发性。既包括了传统陶瓷与传统工艺,又涵盖了现代陶瓷与新兴技术。引入了工业固体废弃物作为陶瓷原料的理念,以及陶瓷材料加工、改性的知识体系。融入了国内外最新的研究成果,进一步优化了知识结构,并结合实例介绍相关基础理论和基本工艺路线,理论联系实际。既具有系统性、完整性、科学性和先进性,又具有实用性;既有突出的学术特色,又具有鲜明的时代特点,较好地满足了材料科学与工程类专业如无机非金属材料、复合材料等方向的教学要求和工程技术人员的需求。

授课目标

本课程主要讲述陶瓷原料、粉体的制备与合成、坯体和釉的配料计算、陶瓷坯体的成型及干燥、陶瓷材料的烧结、陶瓷的加工及改性等。目的在于使学生熟悉、掌握陶瓷生产中共同性的工艺过程及过程中发生的物理化学变化,掌握工艺因素对陶瓷产品结构与性能的影响和基本的实验技能,能够从技术与经济的角度分析陶瓷生产中的问题和提出改进生产的方案,为毕业后从事专业工作打下必要的基础。具体体现在以下方面:

知识目标:熟悉、掌握陶瓷材料的制备工艺与加工流程并能根据具体的复杂工程实践做出适当的选择。

能力目标:能够根据所学科学知识的基本原理识别和判断陶瓷材料工程问题的关键环节和参数;能够分析陶瓷材料加工与应用的特定需求、确定具体的研发目标;能够根据目标选取适当的原材料与基础工艺并确定研发方案。

素质目标:满足技术管理、产品研发、生产管理的需求。

思政目标:培养学生的爱国精神、科学精神、创新精神、担当精神等。

课程大纲
绪论
1.1 绪论
陶瓷原料
2.1 陶瓷原料概述
2.2 黏土类原料
2.2.1 黏土的成因与组成
2.2.2 黏土的工艺性质与作用
2.3 石英类原料
2.4 长石类原料
2.5 其他矿物原料
2.6 新型陶瓷原料
2.6.1 氧化铝
2.6.2 氧化镁和氧化铍
2.6.3 氧化锆
2.6.4 碳化硅
2.6.5 碳化硼与碳化钛
2.6.6 氮化硅
2.6.7 氮化铝
2.6.8 硼化物类原料
2.7 工业固体废弃物
粉体的制备与合成
3.1 粉体的制备与合成概述
3.2 粉体的物理性能及其表征
3.2.1 粉体的物理性能
3.2.2 粉体物理性能的表征
3.3 机械法制备粉体
3.3.1 颚式破碎与圆锥破碎
3.3.2 轮碾破碎
3.3.3 球磨粉碎
3.3.4 气流粉碎
3.4 化学法制备粉体
3.4.1 固相法
3.4.2 液相法
3.4.3 气相法
坯料与釉料组成的确定
4.1 坯料的类型与组成
4.1.1 精陶坯料
4.1.2 瓷器坯料
4.2 确定坯料配方的依据
4.3 坯料配方的计算
4.3.1 坯料组成的表示方法
4.3.2 坯料配方的计算
4.4 釉料类型与配方
4.4.1 釉的作用、特点与分类
4.4.2 制釉氧化物
4.4.3 釉料配方的确定
陶瓷坯体的成型
5.1 陶瓷坯体成型概述
5.2 原料的处理
5.3 坯料的制备
5.3.1 粉碎、筛分、除铁与搅拌
5.3.2 泥浆脱水、造粒
5.3.3 坯料的陈腐与真空处理
5.4 注浆成型
5.4.1 注浆成型基础
5.4.2 注浆成型方法
5.4.3 热压铸成型
5.5 可塑成型
5.5.1 可塑成型概述
5.5.2 影响泥团可塑性的因素
5.5.3 可塑泥团的颗粒取向与成型的关系
5.5.4 可塑成型工艺
5.5.5 塑压成型与注射成型
5.5.6 轧膜成型
5.6 压制成型
5.6.1压制成型概述及粉料的工艺性质
5.6.2 粉料的致密化过程、影响因素与层裂的防止
5.6.3 等静压成型
5.7 其他成型方式、修坯与粘接
坯体的干燥
6.1 干燥作用、机理与过程
6.2 干燥速率的影响因素
6.3 干燥缺陷及其影响因素与干燥制度的确定
6.4 干燥方法
陶瓷的烧结
7.1 陶瓷烧结基础
7.2 液相烧结
7.3 固相烧结
7.4 陶瓷的显微结构
7.4.1 陶瓷的显微结构组成
7.4.2 陶瓷显微结构的影响因素
7.5 陶瓷坯体的烧成
7.5.1 普通陶瓷坯体形成过程中的变化
7.5.2 烧成制度与产品性能的关系
7.5.3 拟定烧成制度的依据
7.6 烧成新方法
7.6.1 低温烧成
7.6.2 快速烧成
7.6.3 热压烧结
7.6.4 热等静压烧结
7.6.5 微波烧结
7.6.6 放电等离子体烧结
7.7 烧结设备
陶瓷材料强度的控制
8.1 陶瓷材料的强度特征
8.2 影响常温强度的因素
8.3 提高常温强度的方法
8.4 陶瓷材料的断裂与断裂韧
8.5 陶瓷材料的增韧途径
8.6 陶瓷材料的高温强度
8.7 陶瓷材料的高温蠕变及抗热震性
陶瓷的加工及改性
9.1 陶瓷的施釉
9.1.1 釉的概述
9.1.2 釉的性质
9.1.3 釉形成的物化反应
9.1.4 釉层中的气泡
9.1.5 坯釉适应性
9.1.6 釉浆的制备
9.1.7 施釉及烧釉
9.2 陶瓷表面金属化
9.2.1 表面被银
9.2.2 其他表面金属化方法
9.3 陶瓷的机械加工
9.4 陶瓷的特种加工
9.5 陶瓷—金属封接技术
9.6 陶瓷表面改性
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预备知识

先修课程:

    材料科学基础

    无机材料科学

    材料研究方法

    材料物理性能

参考资料

教  材:

    《陶瓷工艺学》第二版,张锐,王海龙,许红亮主编,化学工业出版社,2013年。

参考书:

    (1)《陶瓷工艺学》第二版,马铁成主编,中国轻工业出版社,2018年。

    (2)《陶瓷工艺原理》,刘康时等编著,华南理工大学出版社,1990年。

    (3)《无机复合材料》第二版,王海龙,张锐,邵刚等编,化学工业出版社,2020年。

    (4)《先进陶瓷工艺学》,刘维良主编,武汉理工大学出版社,2004年。

    (5)Introduction to Ceramics. W.D. Kingery et al, A Wiley-Interscience press, 1976.

推荐阅读:

1. 与陶瓷材料相关的中文期刊

  无机材料学报  https://www.jim.org.cn/CN/1000-324X/home.shtml

  硅酸盐学报  https://gxyb.cbpt.cnki.net/WKC/WebPublication/index.aspx?mid=gxyb

  功能材料  https://www.gncl.cn/CN/volumn/home.shtml

  人工晶体学报  https://rgjtxb.jtxb.cn/CN/1000-985X/home.shtml

  硅酸盐通报  https://gsytb.jtxb.cn/CN/1001-1625/home.shtml

  中国陶瓷  https://zgtc.cbpt.cnki.net/WKD/WebPublication/index.aspx?mid=zgtc

  现代技术陶瓷  https://www.xdjstc.com/ch/index.aspx  等。

2. 与陶瓷材料相关的外文期刊

  Journal of Advanced Ceramics 

  https://www.sciopen.com/journal/2226-4108

  Journal of the European Ceramic Soociety  

  https://www.sciencedirect.com/journal/journal-of-the-european-ceramic-society

  Ceramics International 

   https://www.journals.elsevier.com/ceramics-international

  Journal of the American Ceramic Society 

   https://ceramics.org/publications-resources/journals

3. 领域前沿资讯公众号

    特种陶瓷联盟、陶瓷官网、先进陶瓷复合材料、特种陶瓷材料、材料人、材料科学与工程、无机材料学报JIM、中国硅酸盐学会、中国非金属矿信息平台等。



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