陶瓷的做法
一、原料的选择与处理
陶瓷制作的第一步是选择合适的原料,主要成分包括高岭土、石英、长石和黏土。高岭土(Kaolin)因其高耐火性和良好的可塑性,成为优质瓷器的基础材料,其二氧化硅(SiO₂)含量约为46%,氧化铝(Al₂O₃)约占40%。石英提供结构稳定性,防止烧制过程中的变形;长石则作为助熔剂,在高温下降低熔点,促进瓷体致密化。原料需经过粉碎、淘洗、沉淀等工序去除杂质,确保颗粒细度达到200目以上。现代工业化生产中,通常采用球磨机湿法研磨12至24小时,使泥料均匀细腻。处理后的泥浆还需进行真空脱气处理,以消除气泡,提高成型强度。自然风干或压滤后形成泥饼,含水率控制在20%-25%之间,方可进入下一阶段。
二、成型工艺的分类与应用
根据产品类型与精度要求,陶瓷成型方法可分为手拉坯、注浆成型、压制成型和3D打印等多种方式。手拉坯(Throwing)适用于艺术瓷与日用瓷,依赖匠人手工在陶轮上塑形,转速通常设定在80-120转/分钟,要求泥料具备优良的可塑性与抗裂性。注浆成型(Slip Casting)用于复杂形状或批量生产,将泥浆注入石膏模具中,利用石膏吸水特性使泥层逐渐沉积,壁厚由时间控制,一般为15-60分钟。压制成型(Pressing)多用于瓷砖、卫生洁具等扁平或对称制品,干压压力可达50-100 MPa,显著提升密度与机械强度。近年来,陶瓷3D打印技术逐步应用于定制化医疗陶瓷与航天部件,采用光固化(SLA)或喷墨打印(Inkjet)方式逐层构建,精度可达±0.1 mm。不同成型方式直接影响成品的收缩率、气孔率与最终性能。
三、干燥与修坯的技术要点
成型后的湿坯含有大量水分,必须通过干燥去除,否则在烧制过程中易产生开裂或变形。干燥分为自然干燥与人工干燥两类,前者耗时较长(24-72小时),受环境温湿度影响大;后者采用烘干房,温度控制在40-60℃,相对湿度低于40%,可将干燥周期缩短至8-12小时。干燥过程中需避免温度骤变,以防应力集中。干燥完成后进行修坯(Trimming),使用金刚石刀具或车刀对坯体进行精细加工,修正尺寸误差,修整底部与口沿,确保外观规整。部分高端瓷器还需进行接把、镶接等二次组装,如茶壶的壶嘴与把手需精准匹配。修坯后再次清理粉尘,避免污染釉面。此阶段操作需轻柔稳定,因坯体仍处于“生坯”状态,强度较低,易损。
四、施釉工艺与釉料科学
釉是覆盖在陶瓷表面的玻璃质层,不仅提升美观度,还增强防水性、耐磨性与化学稳定性。常见施釉方法有浸釉、喷釉、刷釉与荡釉。浸釉(Dipping)适用于小型器物,将坯体完全浸入釉浆中1-3秒,釉层厚度可达0.1-0.3 mm;喷釉(Spraying)通过压缩空气将釉雾化,适合大型或异形件,涂层更均匀。釉料由基础成分如石英、长石、石灰及金属氧化物着色剂组成,例如氧化钴呈蓝色,氧化铜呈绿色或红色(还原气氛下)。釉浆比重通常控制在1.4-1.8 g/cm³,过稀则覆盖不足,过稠易产生流挂。施釉前需确保坯体完全干燥且无尘,否则会导致针孔、剥落等缺陷。现代釉料研发已实现低温快烧(1080-1150℃),较传统高温釉(1300℃以上)节能约30%。
五、烧成制度与窑炉技术
烧制是陶瓷成型的关键环节,决定最终物理与化学性能。烧成过程分为三个阶段:低温阶段(20-600℃)排除残余水分与有机物;中温阶段(600-1000℃)发生晶相转变与初步烧结;高温阶段(1000-1400℃)实现致密化与玻化。瓷器通常在1280-1350℃下烧制,保温时间2-6小时,冷却速率需严格控制,尤其在600℃以下避免热震开裂。现代窑炉包括电窑、燃气窑与隧道窑,电窑温度控制精度可达±5℃,适合小批量高精度生产;隧道窑连续作业,日产量可达数十吨,广泛用于建筑陶瓷。气氛控制同样重要,氧化焰用于多数日用瓷,还原焰则用于青瓷与某些艺术釉色,通过调节空气与燃料比例实现。烧成后的产品需经质检,剔除变形、开裂或釉面缺陷品,合格率通常在85%-95%之间。