机械的发展简史

机械设计的发展史按时间来分，可分为三个阶段，分别是：从古代社会到17世纪为机械设计起源和古代机械设计阶段，由17世纪至第二次世界大战结束为近代机械设计，第二次世界大战结束直到现在为现代设计阶段。如果按其内容来分，可分为：直觉设计阶段，经验设计阶段和理论设计阶段。两种划分是一一对应的，是从不同角度来划分机械设计的发展史。每一个阶段在设计理论，方法和制造工艺方面都有明显的特色。下面就按时间来划分，把机械设计发展史划分为三个阶段来论述。
11 机械设计起源和古代机械设计
我国近代的考古发现证明了一些传说和记载。在浙江余姚河姆渡，河南郑裴李岗等遗址中都发现了七八千年以前制造相当精致的农具如石铲等。我国古代经书中，对于古代使用，制造机械的情况有许多记载。《周易》“系辞下”中有“黄帝，尧，舜氏作，刳木为舟，剡木为楫，剡楫之力以济不通”，“服牛乘马，引以致远”，“断木为杵，掘地为舀”。由此可见，在4000多年以前，我国古代已经发明了车，船，农具和许多生活用具。在《周易》第47卦“困”的卦辞中有“困于金车”，金车指用铜装饰起来的豪华马车。清代学者章诚说“六经皆史”，在我国古代文献中随处可以见机械产品与人民生活密切的联系，在我国春秋战国时代的著作《道德经》中有“三十辐共一毂，像日月也”的说法，而在秦陵发掘出来的二号铜车马，车融会贯通就有30个车辐。虽然据统计，当时的车每个车轮用30个轮辐，但是对轮辐的数目已经有了一定的规则。此外，我国古代在武器，纺织机械，农具，船舶等方面也有许多发明，到秦汉时期（公元前221至公元220年）我国机械设计和制造已经达到相当高的技术水平，在当时世界上处于领选地位，在世界机械工程史上占有十分重要的位置。
在我国古代，机械发明，设计者与制造者是统一的。有许多著名的人物，他们的成果代表了当时我国的机械的设计水平。唐代的时侯我国与许多国家开展了经济，文华和科学技术的交流，与东南亚，南亚，阿拉伯，非洲东海岸贸易频繁，对中国和世界其它的一些国家有很大的影响。由于贸易的发展，要求商品增加，从而改进生产设备，使机械设计有了很大的发展，造纸，纺织，农业，矿业，陶瓷，印染，兵器等都有了新的进展，机械设计水平也提高了一大步，宋代沈括的著作《梦溪笔谈》记载了当时的许多科学成就，反映了当时的科学水平。
世界其它的国家也有不少机械的成果。但这些设计多是凭设计者的经验完成的缺乏必要的，有一定精度的理论的计算。
12 近代机械设计
17世纪欧洲的航海，纺织，钟表等工业的兴起，提出了许多技术部题，1644年英国组成了“哲学学院”，德国成立了实验研究会和柏林学会，1666年，法国，意大利也成立了研究机构。在这些机构中工作的意大利人伽里略（1564~1642）发表了自由落体定律，惯性定律，抛物体运动，还进行过梁的弯曲实验；英国人牛顿提出了到家动的三大定律，1688年，他提出了计算流体黏度阻力的公式，奠定了古典力学的基础；英国人虎克建立了在一定范围内弹性体的应力 - 应变成正比的虎克定律；1705年伯努力提出了梁弯曲的微分方程式，在古典力学的基础上建立和发展了近代机械设计的理论（也称常规机械设计理论），为18世纪产业革命中机械工业的迅速发展提供了有力的技术理论支持； 1764年英国人瓦特发明了蒸气机，为纺织，采矿，冶炼，船舶，食品，铁路等工业提供了强大的动力，推动了多种行业对机械的需求，使机械工业得到迅速的发展，而机械化使生产力迅速提高，进入了产业革命时代。这一时期，对机械设计提出了很多的要求，各种机械的载荷，速度，尺寸都有很大的提高，因此机械设计理论也在古典力学的基础上迅速发展。材料力学，弹性力学，流体力学，机械力学。疲劳力学，疲劳强度理论，实验应力分析方法等都取得了大量的成果，建立了自己的学科体系。
在1854年德国学者劳莱克斯发表了著作《机械制造中的设计学》把过去溶在力学中的机械设计学独立出来，建立了以力学和制造为基础的新科学体系，由此放生了“机构学”，“机械零件设计”，成为机械设计中的基本的内容。在这一基础上，机械设计学得到了很快的发展。在疲劳强度，接触应力，断裂力学，高温蠕变，流体动力润滑，齿轮接触疲劳强度计算，弯曲疲劳强度计算，滚动轴承强度理论等方面都取得了大量的成果，新工艺，新材科的，新结构的不断涌现没什么械设计的水平也取得了很大的发展。机器的尺寸减少，速度增加，性能提高，机械设计的计算方法和数据积累也相应有了很大的发展，反映了时代的特色。
13 现代机械设计
第二次世界大战以后，作为机械设计的理论基础的机械学继续以更加迅猛的速度发展，摩擦学，可靠性分析，机械优化设计，有限元计算，尤其是计算机在机械设计中迅速推广，使机械设计的速度和质量都有大幅的提高。在机械中广泛运用计算机和自动化程度的提高，使现代的具有明显的特色。因此，机械设计在理论，内容和方法方面与过去相比都有了划时代的发展。而国际市场的激烈竞争，是现代机械设计的方法和发展的催化剂。世界各国逐渐认识到产品市场竞争对各国经济发展的重要作用。在产品竞争中，德国临于印有“MADE IN USA”的美国产品充斥德国市场，计划努力恢复德国产品的信誉，使“MADE IN GERMANY”风靡世界，提出了“关键在于设计”（Der Engpass ist die Knostrution)的口号。日本虽然在某尖端科学研究方面走在了一些国家的后面，但是，在产品设计的方面发展很快，迅速摆脱了二次世界大战以前“东洋货不好”的印象，大量生产各国市场上需要的产品，取得了巨大的经济效益。美国，英国也逐渐认识到产品设计的重要性，美国提出了“为竞争的优势而设计”(Designing for Compentitive Advance)的口号，有人说“21世纪将是设计的世纪”。因些，机械产品设计在这一时期获得了空前的发展。机械设计目前已经不宜作为机械学的一个分支，而应该认为是与机械学并立的一门技术科学了。
现代机械设计方法的特征是，它具有自己的学科体系和专门的内容。其核心技术有3个方面：
（1）以产品的“功能”作为机械计的核心目标。美国麦尔斯提出了“顾客购买的不是产品的本身，而是产品所具有的功能”，明解地说明了“功能”是产品的本质和灵魂。这一原理的提出大大地解放了设计师的思想，为了实现某一功能，可以采用各种不同的原理和结构。我们可以从近年来的计时装置，文件复制设备，通讯方法等方面的飞速发展看出，设计师的聪明才智得到了空前的发挥，多方面的满足了社会的需要。
（2）“人机学”的形成和发展。机械的工作往往与人是不可分的，如汽车，飞机有些操纵的信号要靠人输入。必须考虑操纵者的反映速度和能力限制，还必须考虑操纵者和乘客的传舒适性。如有一些武器设计者已经考虑使用者中，虽然磊部分是作右手方便的，但是习惯于用左手的（称为左利手或左撇子）也占有一定的百分率。虽然许多产品已经向自动化发展，许多民用产品对使用者的拔术要求日益降低（俗称 “傻瓜化”）。但是机械产品竞毕竟是为了人类设计的。考虑“人机学”是提高产品的竞争能力的重要方面。实际上“傻瓜化”就是当前处理人机问题的一个重要的途径。
（3）建立系统的“工业设计”学科体系。工业设计是设计者使产品在外观，色彩，形状，尺寸比例等方面的合理设计，使产品与人，环境更协调，以得到更好的使用效果与况争力。

从古到今，尽管世界各民族对美的鉴赏千差万别，但是，却都能以某种方式获得对美的享受。 远在九千多年前，中国先民在从事渔猎、农业生产活动的同时，不但开始可最原始的建筑活动，并且随着火的发明和使用，在改造大自然的长期劳动实践中，伴随着无数次时间与成功的体验，开始制造和使用成为中国古文化之一的艺术创造物陶器，并揭开了人类发展史上的“新石器时代”。尽管因时代、地区或民族的差异，由于其他条件的种种影响，陶器的形式、风格发生过多样变化，也各自产生了很多特点，但却都表达着自己的时代精神，而这种精神在新石器时代首先表现在陶器的器形与纹饰和质地的感觉上。新石器时代中期中国制陶业取得的最大成就就是彩陶艺术，各个地区文化彼此影响、相互交流、或继承发展，再中国历史长河中形成了共同又丰富多彩的艺术风格。 美来自于生活，制陶者正是从表现生活的角度，有寓意地，间接表现了人的思想和感情，或直接描绘了现实生活的风俗和风貌。 以彩陶为文化的仰韶文化之后，以山东为中心的龙山文化的另一类文化遗存方式出现。这个时期制陶业的突出成就就是黑陶艺术。龙山文化灰陶器面，不求无益的崇饰。全凭器体自身的黑色取胜，它以“通体漆黑”闪闪发亮为最佳境界，器体有时略加点缀凹凸璇纹或镂孔与塑造烧制结合，体现出一种单纯的质朴美。进入商代，模仿同时期青铜器纹样与器型的白陶出现了，在当时它是比青铜器更为豪华的工艺，器形几乎全是礼器。尤其富有特点的是波状雷纹、勾连雷纹和一种怪异人形云雷纹。是人类文化上罕见的工艺美术品。商周时期的制陶工艺没有显著的进步，艺术性也没有多少发展，从战国时期开始，我国进入了漫长的封建社会。空心砖的生产是战国陶工的一项重要创造。 由于我国是一个多民族的国家，土地广袤，各地因地理位置或其它因素的不同而陶瓷用品也有很大差别，从质地来看，我国东南海沿海一带的百越地区，盛行灰陶、印纹硬陶和原始陶器，而其它地区则以泥质灰陶为主，夹砂陶次之。 在日用陶器中，主要是泥制灰陶。灰陶的陶土含有一定的砂粒，烧成温度高，陶质坚硬，多呈灰色或黑灰色。与此同时，在长江下游的地区和珠江流域的广东、广西等地区普遍使用着印纹硬陶。但由于印纹硬陶质地粗糙，不宜作饮食器皿，故极大多数是容器。 “六王毕，四海一“。秦汉时期也是我国陶瓷发展史上的一个重要时期。秦代陶俑以其完美的艺术形式，生动逼真的神态，深刻揭示了各种人物的内心世界，不仅表明了我雕塑艺术现实主义传统的久远和我国古代制陶水平之高，并且还为世人展示了中华民族深沉雄大的民族风格。 在彩绘风格方面，汉代彩绘陶一改战国彩绘陶流丽生动，热烈奔放之作风，转而崇尚凝重精雅的神韵。画面铺天盖地，色彩富丽绚烂。 到了唐代经济的繁荣发展，政治的长期稳定和民族意志的高昂，是唐代的各个方面无不空前的繁荣和提高，陶瓷艺术最能表达这种盛唐气象的就是唐三彩釉陶。三彩陶俑和三彩陶器，就是制造它的那个时代的艺术记录和唐人生活情趣的风情画。
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中国陶瓷发展史
夏、商、周朝时期的陶瓷文化
商朝殷虚的遗址中挖出的陶片、陶罐包括很多种款式，有灰陶、黑陶、红陶、彩陶、白陶，以及带釉的硬陶，这些陶器上的纹饰、符号、文字与殷商时代的甲骨文和青器有密切的关系。青器的成本高只能为贵族享用，广大民众的各种生活器皿只能采用陶器。因此可以了解商代制陶工艺也得到普遍的发展，带釉的硬陶在这个时期已经出现了，釉色青绿而带褐黄，胎质比较硬，呈灰白色。
陶器在此时已经不在局限於盛物器皿，应用范围较广，大略可分为日用品类、建筑类、殉葬类、祭祀礼器类。朝廷对於制陶工作也很重视。
秦汉时期陶瓷文化
秦汉-古代的建筑多采用木料来架构，不易久存，所以一些伟大的建筑，如秦代的阿房宫和汉代的未央宫，都无法完整保存下来，但仍可在残存的废墟中发现瓦当及汉砖等遗物，藉以略窥古代建筑的规模。
隋唐朝时期的陶瓷文化
西元五百八十九年，杨坚篡北周并南陈，统一中原，改国号为隋，隋的朝代虽短，但在瓷器烧制上，却有了新的突破，不但有青瓷烧造，白瓷也有很好的发展，另外此时在装饰手法上也有了创新，如在器物上另外的泥片—贴花，就是一例。
唐朝时期的陶瓷文化
到了唐代，瓷器制作可为以蜕变到成熟的境界，而跨入真正的瓷器时代。因为陶与瓷的分野，在乎质白坚硬或半透明，而最大的关键在於火烧温度。汉代虽有瓷器，但温度不高，质地脆弱只能算是原瓷，而发展到唐代，不但釉药发展成熟，火烧温度能达到摄氏一千度以上，所以我们说唐代是真正进入瓷器的时代。唐代最著名的窑为越窑与邢窑。
五代十国时期的陶瓷文化
这个时期较为有名的是后周世宗的柴窑，以天青色为主，世宗评为「雨过天晴云破处、者般颜色作将来」，所以有「雨过天晴青」的美称。陶路上记载「青如天、明如镜、薄如纸、声如磬」，可略知其制作精美。
越窑到了五代，一度成为吴越王钱氏的御用器皿，臣庶不得享用，因此当时又称为「秘色窑」，皆属於青瓷的制造。
宋朝时期的陶瓷文化—集瓷器之大成
后周赵匡胤夺取政权，建立宋朝定都开封，历史上称为北宋。宋代的陶瓷氏我国的鼎盛时期，「宋瓷」也是闻名世界。定窑、汝窑、官窑、哥窑、钧窑为五大名窑，形制优美，高雅凝重，不但超越前人的成就，即使后人仿制也少能匹敌。
元朝时期陶瓷文化
元代入主中原九十一年，瓷业较宋代为衰落，然而这时期也有新的发展，如青花和釉里红的兴起，彩瓷大量的流行，白瓷成为瓷器的主流，釉色白 泛青，带动以后明清两代的瓷器发展，得到很高的成就。
明朝时期陶瓷文化
我国的陶艺发展到了明代又进入一个新的旅程，明代以前的瓷器以青瓷为主，而明代之后以白瓷为主特别是青花、五彩成明代白瓷的主要产品，而景德镇更成为主要的窑厂，规模最大，一直延续明清两代五、六百年而不衰，描写当时盛况为「昼间白烟掩空，夜间红焰烧天」。
永乐轩德时期为青花瓷器的早期，虽然比不上甜白、脱胎的精致，但由於苏泥渤青钴料的输入使用，使这时期的青花大放异彩;画工的艺术修养很高，利用青料的散晕，作末骨花卉的笔法，产生水墨的趣味;有的利用线条上不同浓淡，产生活泼的变化，显得更为生动有力。元代以来回教的输入也给此时带来丰富的图案，加上中国绘画的运用，布局内容清晰明朗，感觉出他的雄浑古朴。
成化、正德为青花瓷的中期，此时苏泥渤青已用完，改用平等青，色淡比不上苏青的浓郁，更无散晕水墨效果，所以另外朝著加彩或细致的表现方面发展，绘画手法力求精练，细描匀染，加上白瓷薄胎，达到精致的目标。
嘉靖、万历年间为青花瓷之晚期，回青的使用，给嘉靖诸窑带来盛况，色彩浓艳而强烈。此时产量较大，并由荷兰船运往欧洲。
万历年间有名的五彩、斗彩、成为后世彩瓷发展的基础，甚至日本伊万里古瓷也是根据这时期的斗彩发展出来，「万历彩」也就在史上成名。同时又有红地黄彩、蓝地黄花、红地青花、黄地青花五彩、描红等等各式彩磁及前代各窑之大成，图案更是千变万化、增加许多。
明代开始，窑址都趋於集中在景德镇，无论官窑或民窑都偏向於彩绘瓷器，宋瓷前都以单色釉为主，而明代后走入了彩绘世界，瓷胎也趋向薄、细、白的 求，在坯身上记住款式也从此开始，年代、堂号、人名都有，使研究考据有更确实的辨认。
清朝时期陶瓷文化
清朝中国瓷器可谓登峰造极。数千年的经验，加上景德镇的天然原料，督陶官的管理，清朝初年的康熙、雍正、乾隆三代，因政治安定，经济繁荣，皇帝重视，瓷器的成就也非常卓越，皇帝的爱好与提倡，使得清初的瓷器制作技术高超，装饰精细华美，成就不凡，是悠久的中国陶瓷史上最光耀灿烂。
清代陶瓷生产，除以景德镇的官窑为中心外，各地民窑都极为昌盛兴隆，并得到很大的成就，尤其西风渐进，陶瓷外销，西洋原料及技术的传入，受到外来影响，使陶瓷业更为丰富而多采多姿，也由於量产及仿制成风，画院追求工细纤巧，虽有惊人之作，但少创意而流於匠气。
福建省德化白瓷，莹白而带透明感，生产佛像相当有名。清代中期，外销陶瓷发展出来的广彩，艳丽照人。
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陶瓷的分类
��陶瓷器根据其使用的粘土、长石、硅石等原料及配合比例的不同，可分为半瓷器、硬质陶器、瓷器、硬质瓷器等几种。其它还有用石灰石代替长石的石灰质陶器，用白云石代替长石的白云石陶器，用骨灰代替长石的骨灰瓷器等等。
��一般来说，烧制的方法可分为两种：一是最初在700～800℃的温度下进行素烧，素烧后上釉，然后再在1100～1300℃的温度下进行烧制；另一种方式是先在高温1100～1250℃下进行烧制，然后上釉再以900～1000℃的温度进行烧制。
��瓷器上釉后再进行绘画装饰的方法称为釉上彩（700～800℃）上釉前进行绘画的方法称为釉下彩（1000～1300℃）。
��我国的陶瓷装饰丰富多彩，富有民族风格和艺术特色。如果按照艺术特点和表现手法来分门别类，则可以归纳为五大类。
陶瓷装饰
雕塑类 颜色釉类 釉上彩绘类 釉下彩绘类 贵重金属类
刻花、剔花、堆花、镂花、浮雕、塑造 结晶釉、裂纹釉、砂金釉、无光釉、流釉色坯 古彩、新釉、粉彩、广彩；印花、喷花、刷花、贴花 青花、五彩、釉黑红、贴花 亮金、磨光金、腐蚀金、本金、贴花
��如按其使用价值来划分，则又可分为艺术陶瓷装饰法和日用陶瓷装饰法二种，这二种装饰在具体方法的运用上，无严格的区别，但它们各自所呈现的装饰效果，却有着非常明显的差异。
方法 艺术陶瓷装饰法 日用陶瓷装饰法
工艺要求 复杂 简单
技术难度 高 低
装饰效果 千姿百态、变幻莫测、有的产品被视为稀世珍品 容易控制，产品规格规范化标准化程度高，要求更新快
产品和市场需求情况 效果相同的产品少，市场需求量少，一般都作为陈设的艺术品 效果相同的产品能满足市场的需要，需求量大，是人们日常生活的必需品
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古陶瓷鉴别
古陶瓷的鉴别，传统的方法是指通过眼，耳、手去观察，分析，以对瓷器的烧造年代、窑口、质量、品类年代做出准确的判断。初涉陶瓷收藏的人，要学习和了解陶瓷发展史的基础知识，以便对古陶瓷器进行鉴别。我国有几千年的陶瓷制造历史，历代流传的陶瓷文物浩如烟海，每个时期的陶瓷在胎土、釉色、器型、装饰、工艺、色彩等方面都有不同的特点和风格。只要我们刻苦学习，认真实践，对第一件陶瓷器仔细推敲，认真辨别，就能知真假，少上当。
陶瓷是火和泥的艺术，陶瓷器的要素是胎骨、器型、釉色、装饰、色彩、工艺等。各种陶瓷器分别都有它的发明创烧时期，胎土、器型 的变化以及釉色、装饰、色彩、工艺的改革创新都有它的成功期和普及期。这个创烧期就是它时代的上限。一件古陶瓷器在釉色、器型、装饰、色彩、工艺等其中一项上限年代最晚的，就是这件陶瓷断代的上限，这是一条不可违背的原则 。鉴定的依据为：
1、 胎骨。随着粉碎、淘洗、烧结技术的不断提高，胎骨的质量也不断提高。早期的胎土没有粉碎，淘洗也不干净，烧成温度只有800度左右，所以胎土杂质多，疏松、吸水率高，强度差。商至东汉中期制陶业开始第一次飞跃，原始瓷出现，烧成温度是1000度左右，吸水率和强度介于陶器与瓷器之间。东汉晚期至南北朝瓷器发明，烧成温度是1200度左右。元代景德镇开始普遍采用瓷石加高岭土的"二元配方"，使瓷器烧成温度进一步提高，同时也减少了瓷器在烧制过程中变形。我们在鉴别陶瓷器时要善于根据通顺骨的烧结度来判断年代。同时，也要注意到各个地方就地取土为胎和偏远地区杂窑工艺技术滞后的现象。
2、器型。自从人类发明陶器至今，各类器型根据各个时代人们的生活、生产的需要和社会群体审美观的变化而不断变化发展。如果我们能对各个朝代的各种器型变化都了如指掌，我们在鉴定的时候就能稳操胜券
从商、周、秦汉比较单一的器型发展到现在梅瓶、盘口瓶、冲瓶、天球瓶、象耳瓶、玉壶春瓶、柳叶瓶、凤尾瓶、转心瓶等。每一种瓶型都有一个首先创烧的朝代，各个时期的瓶身、瓶嘴、肢线等都会发生变化。有些变化是明显的，有些变化是细微的。谙熟这些演变的规律，就能比较准确鉴别瓶类的真伪和准确断定它的年代。
3、釉色。自从商周的上釉原始瓷和秦汉的单色釉发明以来，颜色釉发展到今天已经有100多种，每种颜色釉都有它的出生日期和年龄。我们应该熟悉每种釉色的发明产生朝代，重点掌握划时代的几种釉色，如低温铜釉绿、铜红、钴蓝、高温青釉、绿釉、霁蓝、霁红、黄釉、黑釉、褐釉、茶叶末釉等等，并且要熟悉各种釉的演变发展。如：由霁蓝演化出的雪花蓝、洒蓝等，由霁红演变来的宝石红、郎窑红、豇豆红等。各种颜色釉都会派生新的釉色，各种色釉的叫法由于是口耳相传，民间叫法比较混杂，我们要多查阅资料，再根据其胎骨、器型、工艺、光泽确定其年代。
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陶瓷艺术品之质量鉴别
一般消费者对于美术陶瓷艺术品的鉴别因缺乏专业知识面感到有一定的难度，不过，采用以下的几种方法，也许能对陶瓷艺术品的鉴别有一定的帮助。
1 外观造型必需新颖、别具一格，颜色雅致、釉面细腻、手感光滑的器具，在注重艺术性和装饰性的基础上，也可注重实用性。
2 以上看下、从里到外、看有无变形、扭曲，有无缺釉、粘釉、磕碰掉瓷及疤痕现象。把陶瓷品放在柜台上，看是否平稳，有无翘曲现象；有口有盖的物品，一定试一下口与盖是否合适。同一规格、型号产品应大小、厚薄一致。
3 把瓷器放在柜台上、地上或用手托起，轻弹几下，声音清脆、响亮，说明质量好、结实，如声音异常，则说明有裂纹、内伤或破损现象。如大件陶瓷品，还应在不同部位听听声音。
4 带把、嘴中浮雕类的陶瓷艺术品，如花瓶两边的"耳"等，都是二次成型，也就是说粘到主体上去的。因而应仔细观察这些部位有无间隙、缺釉现象，有无分离感，应注意平滑顺畅自然过渡，无粘接痕迹。
5 陶瓷上的图案或雕刻上的花纹应完整、统一、清晰、牢固，勾画的装饰金、银线，应粗细一致，光亮美观，如以手帕用力猛擦也擦不掉。单色产品应颜色均匀、色泽一致。
6 对于成套陶瓷器具，要看好各部分的造型、图案、颜色是否一致、协调、配套。正规产品的底部或包装箱上大都印有商标、产地或厂名。同时还要看包装是否完备、结实，以便携带、运输。
我国生产陶瓷历史悠久，种类繁多，南北陶瓷各有特色，黑陶、紫砂陶及仿古陶瓷都颇具特色。总之，艺术性强、造型优美、线条流畅、风格别具、生产数量少的产品，通常具有较高的欣赏和收藏价值。

一、材料的分类
材料是人类用来制造各种产品的物质，是先于人类存在的，是人类生活和生产的物质基础。人类社会的发展史表明，生产中使用的材料性质直接反映了人类社会文明的水平。所以，历史学家常常根据制造工具的材料，将人类生活的时代划分为石器时代、青铜器时代、铁器时代。而今人类正跨入人工合成材料的新时代。
工程材料有各种不同的分类方法，比较科学的方法是根据材料的本性或材料结合键的性质进行分类。一般将工程材料分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料四大类。
1金属材料
金属材料是最重要的工程材料，它包括金属和以金属为基的合金。最简单的金属材料是纯金属，其次是过渡族金属。由于金属构成原子之间的结合键基本上是金属键，所以金属材料皆为金属晶体材料。
工业生产中把金属和合金分为两大部分：
黑色金属－铁和以铁为基的合金（钢、铸铁和铁合金）；
有色金属－黑色金属以外的所有金属及其合金。
黑色金属应用的最为广泛，以铁为基的合金材料占整个结构材料和工具材料的90％以上。黑色金属的工程性能比较优越，价格也比较便宜，是最重要的工程材料。
2陶瓷材料
陶瓷材料是人类应用最早的材料。它坚硬，稳定，可以制造工具、用具；在一些特殊的情况下也可以用作结构材料。
陶瓷材料属于无机非金属材料，是不含碳氢氧结合的化合物，主要是金属氧化物和金属非氧化物。由于大部分无机非金属材料含有硅和其它元素的化合物，所以又叫作硅酸盐材料。它一般包括无机玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷三类。作为结构和工具材料，工程上应用最广泛的是陶瓷。
按照成分和用途，工业陶瓷材料可分为：
1）普通陶瓷（或传统陶瓷）－－主要为硅、铝氧化物的硅酸盐材料。
2）特种陶瓷（或新型陶瓷、高技术陶瓷、精细陶瓷、先进陶瓷）－－主要为高熔点的氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等烧结材料。
3）金属陶瓷－－主要指用陶瓷生产方法制取的金属与碳化物或其它化合物的粉末制品。
3高分子材料
高分子材料为有机合成材料，亦称聚合物。它具有较高的强度，良好的塑性，较强的耐腐蚀性能，很好的绝缘性能，以及重量轻等优良性能，在是工程上的发展最快的一类新型结构材料。
和无机材料一样，高分子材料按其分子链排列有序与否，可分为结晶聚合物和无定型聚合物两类。结晶聚合物的强度较高，结晶度决定于分子链排列的有序程度。
高分子材料种类很多，工程上通常根据机械性能和使用状态将其分为三大类：
1）塑料－－主要指强度、韧性和耐磨性较好的、可制造某些机械零件或构件的工程塑料。分为热塑性塑料和热固性塑料两种。
2）橡胶－－通常指经硫化处理的、弹性特别优良的聚合物，有通用橡胶和特种橡胶两种。
3）合成纤维－指由单体聚合而成的、强度很高的聚合物，通过机械处理所获得的纤维材料。
4复合材料
复合材料就是两种或两种以上不同材料的组合材料，其性能是它的组成材料所不具备的。复合材料可以由各种不同种类的材料复合组成，所以它的结合键非常复杂。它在强度、刚度和耐腐蚀性方面比单纯的金属、陶瓷和聚合物都优越，是一种特殊的工程材料，具有广阔的发展前景。

1973年在河北武安磁山首次发现磁山文化，据放射性碳素测定，距今7900年以上。1977年考古人员在河南新郑裴李岗发现了与磁山文化时代相当、内容近似的文化遗存，因此合称为“磁山·裴李岗文化”。

到了商代和周代，已经出现了专门从事陶器生产的工种。在战国时期，陶器上已经出现了各种优雅的纹饰和花鸟。这时的陶器也开始应用铅釉，使得陶器的表面更为光滑，也有了一定的色泽。

西汉时期，上釉陶器工艺开始广泛流传起来。多种色彩的釉料也在汉代开始出现。

东汉以来至魏晋时制作的瓷器，从出土的文物来看多为青瓷。这些青瓷的加工精细，胎质坚硬，不吸水，表面施有一层青色玻璃质釉。这种高水平的制瓷技术，标志着中国瓷器生产已进入一个新时代。

唐代更有新的发展。瓷器烧成温度达到1200℃，瓷的白度也达到了70%以上，接近现代高级细瓷的标准。这一成就为釉下彩和釉上彩瓷器的发展打下基础。

宋代瓷器，在胎质，釉料和制作技术等方面，又有了新的提高，烧瓷技术达到完全成熟的程度。在工艺技术上，有了明确的分工，在我国瓷器发展的一个重要阶段。

古代陶瓷器釉彩的发展，是从无釉到有釉，又由单色釉到多色釉，然后再由釉下彩到釉上彩，并逐步发展成釉下与釉上合绘的五彩、斗彩。

扩展资料

按用途分：

1、日用陶瓷：如餐具、茶具、缸，坛、盆、罐、盘、碟、碗等。

2、艺术（工艺）陶瓷：如花瓶、雕塑品、园林陶瓷、器皿、相框、壁画、陈设品等。

3、工业陶瓷：指应用于各种工业的陶瓷制品。又分以下4各方面：

①建筑一卫生陶瓷： 如砖瓦，排水管、面砖，外墙砖，卫生洁具等；

②化工（化学）陶瓷： 用于各种化学工业的耐酸容器、管道，塔、泵、阀以及搪砌反应锅的耐酸砖、灰等；

③电瓷： 用于电力工业高低压输电线路上的绝缘子。电机用套管，支柱绝缘子、低压电器和照明用绝缘子，以及电讯用绝缘子，无线电用绝缘子等；

④特种陶瓷： 用于各种现代工业和尖端科学技术的特种陶瓷制品，有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁石质瓷、锆英石质瓷、锂质瓷、以及磁性瓷、金属陶瓷等。

参考资料来源：百度百科-陶瓷

原来的陶瓷就是指陶器和瓷器的通称。也就是通过成型和高温烧结所得到的成型烧结体。传统的陶瓷材料主要是指硅铝酸盐。刚开始的时候人们对硅铝酸盐的选择要求不高，纯度不大，颗粒的粒度也不均一，成型压强不高。这时得到陶瓷称为传统陶瓷。后来发展到纯度高，粒度小且均一，成型压强高，进行烧结得到的烧结体叫做精细陶瓷。
接下来的阶段，人们研究构成陶瓷的陶瓷材料的基础，使陶瓷的概念发生了很大的变化。陶瓷内部的力学性能是与构成陶瓷的材料的化学键结构有关，在形成晶体时能够形成比较强的三维网状结构的化学物质都可以作为陶瓷的材料。这重要包括比较强的离子键的离子化合物，能够形成原子晶体的单质和化合物，以及形成金属晶体的物质。他们都可以作为陶瓷材料。其次人们借鉴三维成键的特点发展了纤维增强复合材料。更进一步拓宽了陶瓷材料的范围。因此陶瓷材料发展成了可以借助三维成键的材料的通称。
陶瓷的概念就发展成为可以借助三维成键的材料，通过成型和高温烧结所得到的烧结体。（这个概念把玻璃也纳入了陶瓷的范围）
研究陶瓷的结构和性能的理论也得到了展开：陶瓷材料，内部微结构（微晶晶面作用，多孔多相分布情况）对力学性能的影响得到了发展。材料（光，电，热，磁）性能和成形关系，以及粒度分布，胶着界面的关系也得到发展，陶瓷应当成为承载一定性能物质存在形态。这里应该和量子力学，纳米技术，表面化学等学科关联起来。陶瓷学科成为一个综合学科。
这种发展在一定程度上和高分子成型关联起来。它们应当相互影响。

我国机械的发展大致可以分为三种：
早期的传统机械；
中期的
近代机械；发展至今的现代机械。
1传统机械
从杠杆、尖劈等原理的利用发展为对惯性、摩擦、弹性和重力等原理的利用。在制造工艺方面经历了由石器制造工艺向铜器和其他机械工艺的转变。这充分说明在这一时期中国传统机械技术已经形成并有了一定的发展。
春秋战国之汉代时期：这一时期铁器开始得到普遍使用，使古代机械在材料方面取得了重大突破。另外钢铁技术的产生、铸造、锻造和柔化处理等机械热加工技术在这时期都有很大的发展。标志我国传统机械的发展又进入了一个新的时期。
唐宋时期：这一时期我国的机械发展进入了一个新的时期。水利
机械有了新的发展，水动力方面应用也有了很大的提高。
明清时期：出现了技术含量高的机械制造，如郑和所乘宝船是古
代最大的远洋船舶，活塞风箱，风箱靠活塞推动和空气压力自动启闭活门，成为金属冶铸的有效的鼓风设备。千钧锚，制针用的冷拔钢丝等手工的高技术制作等。《天工开物》就是当时机械技术的见证。其记载了不少有关机械制造和产品性能的情况。
二、近代机械
近代机械发展这一时期主要开始标志是洋务运动，洋务运动开始
中国开始开设机械制造学校，及机械制造工厂。
从1840至1949年新中国成立前为近代时期，这期间中国的机械
工业逐步由手工业作坊式小生产,向使用动力机器的生产方式转变。 鸦片战争后，中国社会由封建统治开始转变为半殖民地半封建统治。这个时期诞生的机械工业，从一开始就具有半殖民地半封建的特点：中国最早使用动力的机械厂是外商办的；中国人自己最早创办的机械厂是清政府经营的军火企业；中国民族资本创办的企业，一直处于帝国主义、封建主义、官僚买办的压迫之下。
1854年第二次鸦片战争后不久，外商在黄埔经营的船坞船厂增至5、6家。英美商人并纷纷在华东设立船舶修造厂，其中较大的有英商办的上海祥生船厂、耶松船厂和和丰船厂。
20世纪初，日本在东北加紧了对中国的经济侵略。日俄战争后，在南满地区，开办了一批机械工厂。到20年代已有较大的铁路、造船、矿山机器等机械制造厂20多家。南满铁道株式会社于1906年扩建了接收帝俄的大连铁路工厂、抚顺煤矿机械厂 。1907年新建了沙河口铁路工厂。
1908年，川崎造船所扩建了接收帝俄在大连的船坞和工场，设大连分厂 ，至1914年已发展成为拥有日籍职工2800余人、中国工人1万余人的大型修造船厂，能修造5000吨级轮船。
1919年，美商在上海曾建立专为装配机器的慎昌工厂。美商对中国主要是输出机器设备，长时期占中国进口机器设备总额的五分之一到四分之一，所办机器厂较少。
到民国时期中国的机械发展又有了新的进展，1931年南京政府开
始筹备中央机械厂，其设备状况较强。另外当时中国也能仿制一些进度较高的机器，如自动缫丝机、钨丝拉细机等。民营机械厂也迅速发展，如新中工程公司、永利化学公司机器厂、大隆机械厂、顺昌机械产等等。都体现了中国机械工程的发展计入了一个新的时期。
现代机械
新中国建立后特别是近三十年来，我国的机械科学技术发展速度
很快。经过中国不懈的努力，中国机械工业已经逐步发展成为具有一定综合实力的制造业，初步确立了在国民经济中的支柱地位。向机械产品大型化，精密化、自动化和成套化的趋势发展。在有些方面已经达到或超过了世界先进水平。就目前而言中国机械科学技术的成就是巨大的，发展速度之快，水平之高也是前所未有的。
“八五”期间，中国十四大明确提出要把机械工业、汽车工
业建成国民经济的支柱产业。按照这一战略要求，原机械工业部会同原国家计划委员会制定了《机械工业振兴纲要》，经国务院批准颁布实施，要求用15年时间，到2010年基本实现机械工业的振兴，使之成为国民经济的支柱产业。
“九五”期间，机械工业取得了长足的发展。突出表现在机械工业
产值在全国工业中的比重超过25％，生产保持稳定增长，为国民经济提供了大量可靠装备；先进制造技术得到大量采用，同时在高新技术产业化方面取得重大进展；研制、制造重大、精密、成套装备的能力显著提高；全方位、多层次的对外开放格局基本形成，机械产品出口的迅速增长，有力地支持了机械工业乃至全国经济的发展；体制改革取得突破性进展，市场机制已在机械工业发展中起主导作用，以建立现代企业制度为目标的国有企业改革稳步推进，民营企业、乡镇企业成为机械工业发展的新兴力量。
“十五”期间是机械工业历史上发展最快、变化最迅速的时期。整个行业发展成绩喜人，亮点频现：产出规模增长迅猛、发展环境显著改善、产业结构变化喜人、服务质量明显提高。多年来中国机械工业的高位运行，盈利能力的持续提升，为国民经济可持续发展和综合国力的提高作出了无可替代的贡献。因此，大力发展机械工业，用先进的机械设备去装备国民经济各部门，对促进中国国民经济和社会发展具有重大意义。
“十一五”将为机械行业带来新的发展契机。众所周知，国家的每
一个五年计划都涉及到许多大型工程的建设，而每项工程都将率先拿出接近10%的总投资额做设备投资，其中机械设备就是最为重要的设备投资之一。由于设备投资提前进行，因此机械行业就在固定投资增长高潮到来前提前进入辉煌期，即未来若干年将是传统机械行业高速发展期。两大行业拉动机械产品需求。从行业关联性来看，由于汽车和航天产业是与传统机械保持最为紧密的两大行业，这两大行业的高速发展必然直接带动传统机械的大幅增长。
"十二五”期间市场需求预测、发展战略与指导思想、规划目标、
发展重点及主要任务、政策性建议和措施意见七个方面对行业发展状况和前景进行了阐述和规划。明确了推进我国工程机械产业由制造大国向制造强国转变的发展战略。提出通过5年努力，初步形成具有国际前沿水平的主机产品、基础技术、功能部件的研发与制造体系，实现我国工程机械产业由粗放型、模仿型、数量型向科技创新、质量、工程机械行业早早地迎来了一场寒流效益型的转变。
这一时期还没有结束，我国的机械科学技术还将向更高的水平发展。只要我们能够采取正确的方针、政策、用好科技发展规律并勇于创新，我国的机械工业和机械科技一定能够振兴，重新引领世界机械工业的发展潮流。

世界陶陶瓷产业发展的史历渊源
世界陶器产业的起源从历史看有三大区域：①东亚区域；②西亚、北非、欧州区域③美州区域。美州制陶业在哥伦布发现美州大陆之前一直独立、缓慢地发现着。东亚陶瓷主要是中国为源头及核心不断向周边的热南、朝鲜（高丽）、日本及东南亚扩散。中世纪欧州陶瓷的发展主要是受中国和西亚的影响到，最初阿拉伯人将伊斯兰陶器经西班牙传入意大利，在意大利发展成风格独具的锡釉花饰瓷，制瓷技术再越过阿尔卑斯山脉，在法国出现锡釉软质瓷，直至17世纪荷兰的锡釉陶以仿制中国青花和五彩而闻名天下，中世纪欧州瓷是在伊斯兰陶器和中国瓷的影响下发展起来的。虽然陶器世界很多地方在几千年前均有生产，但瓷器却被公认是中国人的发明，自14世纪开始的东西方陶瓷贸中，由于欧州存在着巨大的贸易逆差，造成大量白银流失，为增加本国财富，18世纪欧州各国都加紧了陶瓷的研制。欧州最早的瓷器是德国的迈森工厂生产的，然后制瓷技术扩散到意大利及英法等国。
日本陶瓷业
1616年，归化日本的朝鲜人李参平在日本有田盯(Arita)发现瓷土并成功烧制出青花瓷，宣告了白本瓷器时代的来临，日本瓷器真正繁荣起来要到17世纪50年代，1644年中国由于清军入关，国内陷入战乱，中国瓷器外销停滞为，日本瓷器乘机成为市场宠儿，1658年起，日本成为一个面向亚洲、波斯湾和欧洲市场的重要瓷器出口国。
如今日本依然是世界性的陶瓷强国。日本的陶艺较为发达，存在相当规模的职业陶艺家，日本的日用陶瓷在世界中高档市场中占有很大的市场份额。另外日本在材料科学领域一直走在世界的前沿，特别是在高技术陶瓷材料方面占有领先、突出的地位。一般来看，日本和欧美乃至中国在陶瓷材料研究方面水平相差并不大，但在新型陶瓷材料的产业方面日本在世界上占有绝对领先的优势。
日本陶瓷产业有如下特点：
①在原材料方面，由于国内陶瓷原料供应不足,日本陶瓷企业从国外进口陶瓷原料数量逐年增长,如可塑性高岭土原料需从韩国及新西兰进口,进口量已达总进口量50%以上。另外,从英国与中国进口高岭土原料数量逐年增多。随着原料的进口,导致产品成本增加,迫使企业必须生产高附加值的产品，提高产品的档次。在陶瓷原料开发利用方面,日本不再局限于满足过去普通的陶器与瓷器制品生产,而是强调更多地满足日用陶瓷的使用功能与用途,如增强陶瓷餐具的抗菌性能，对于卫生瓷强调产品的防污性、节水效果等；研制新产品中他们很注意提高环境保护的标准与有利于人体保健的效果,如对于釉料、色料含铅镉溶出所造成的污染进行规划治理。如日本的东陶公司将日本在新材料、电子方面的优势与陶瓷相结合，发挥了电子技术及人工智能优势，其卫浴品牌TOTO已成为世界卫浴的顶级品牌。
②日本瓷器在造型、纹饰、色彩及功能上变化之多，是日用瓷强国英、德无法比拟的，依据其材料科学方面的优势，研究出高可塑性的人造粘土，降低产品的成型难度，为加快设计与开发,日本不仅早已实现计算机化,而且正在实施设计实体化,即采用电脑的CAD/CAM语言,利用光造型等新型制造技术。
③日本陶瓷生产工艺与技术装备基本完成了自动化与智能化等高科技改造,如连续式自动化原料加工、高强度磁性除铁工艺、等静压与水压成形工艺、自动施釉、自动干燥乃至全自动控制烧成技术等。除极少数工序尚待完善外,凡是可由机械代替人工操作的部分全部实现全自动化操作。
欧州陶瓷业
在欧共体，建筑瓷、日用瓷、卫生瓷工业拥有1500家企业，从业人员大约200000人。建筑瓷是最重要的行业，占据年销售额14000MECU的60%，余下的日用瓷和卫生瓷基本平均。日用瓷和卫生瓷也有一些集中性生产区域，但不象建筑瓷、卫生瓷生产集中在少数的跨国公司，日用瓷生产分布在欧洲100多个独立的生产企业。欧洲传统陶瓷工业的强大生命力在于生产工艺和产品不断创新，欧洲机械设备销往世界各地，虽然几乎每个国家都能生产陶瓷设备，但其质量不如欧洲产品。
(1)英国陶瓷业
英国日用瓷生产占据了欧洲的四分之一，骨质瓷的初始产地在英国。英国骨质瓷价格昂贵，其著名品牌皇家道尔顿和威奇伍德一套20件左右的餐具要卖到3000欧元，产品也是美伦美焕，让人叹为观止。
英国卫生瓷与德国和西班牙共占欧州的三分之一；英国、西班牙和法国分享世界20%日用及卫生陶瓷设备市场。在英国，制陶业包含范围很广，大致可以分为家用物品、建筑用品和工业用品三大类。许多基础产业都用到陶瓷器具或零件，例如建筑业、能源的生产和使用、运输和娱乐业等。英国对建筑陶瓷产业采取了限制发展的政策，2006年进口量6600万平米，排世界进口国第5位。
英国陶业各具体产品销售情况如下。餐具等：销售额为541亿英镑，其中进口占229亿英镑；卫生洁具等：销售额为199亿英镑，其中进口占067亿英镑；陶瓷地砖等：销售额为1亿英镑，其中进口占234亿英镑。近几年来英国陶瓷市场一直保持稳定，市场销售额一直保持在20亿英镑左右，陶瓷进口份额不断增加。具体陶瓷产品其销售情况不同，例如餐具、耐火材料和工业用品出口较多，其出口占到年总销售额的50%左右，而砖、瓦、管道等建筑材料的国际交易量较小。从进口的国家来看，以意大利、西班牙的产品居多，中国等东方国家建筑卫生陶瓷产品进入该国的很少，但是中国的艺术陶瓷出口英国占有相当的份量。
(2)德国陶瓷业
德国日用瓷生产占据了欧洲的四分之一，2004年餐具的营业额为557亿欧元，其中国内销售287亿欧元,出口270亿欧元。卫生瓷与英国和西班牙共占欧州的三分之一，
德国的日用瓷和卫生瓷工业设备占世界80%的市场份额，另外的205则由英国、西班牙和法国分享。 德国对建筑陶瓷产业采取了限制发展的政策，2006年进口量8700万平米，排世界进口国第3位。 德国产的骨灰瓷质量非常好，价格虽然高，但在市场上有竞争力，很畅销。骨灰瓷咖啡杯每件1480马克(1美元一173马克)，骨灰瓷中杯碟239马克，骨灰瓷15头茶具1098马克，浮雕小杯碟78马克，大汤杯碟(拓器)325马克，美术陈设瓷象10公分高的雕塑小女孩359马克，折合217美元，25公分高的雕塑人物2697马克，折1625美元，价格高得惊人。
(3)法国陶瓷业：
法国卫生瓷的生产占欧州的五分之一，同英国、西班牙分享另外20%的陶瓷设备市场法国的日用瓷在欧州在产量上排英、德、意之后,属世界性日用瓷强国，其著名的世界性品牌有：爱马仕、 CHRISTOFLE 昆庭 、ARDAUD 柏图、塔若等
法国塞利姆公司(CerlimFrance)是专门生产陶瓷设备的公司，生产的陶瓷设备技术先进，英国的皇家瓷厂就使用此公司生产的陶瓷设备。一台等静压成型机为25万美金，每小时能生产130件产品。
(4)意大利
意大利是当今世界陶瓷的一流强国，其日用瓷生产占据了欧洲的四分之一，建筑瓷产量占欧洲总产量的50%左右，卫生瓷生产接近欧洲的三分之一。另外意大利建筑陶瓷工业设备在世界范围内具有领先地位，意大利除陶瓷种类齐全外，陶瓷产业链非常完整，产业分工较细，各环节均发育良好。
意大利瓷砖工业现有陶瓷墙地砖企业接近270家，这些公司属下共有317家工厂，721条窑，拥有29084名从业人员，2006年产量达到57亿平方米，总营业额达到55亿欧元，其中出口达到总销售的70%。
(5)西班牙陶瓷业西班牙建筑瓷产量占欧洲总产量的三分之一左右，大约80%的瓷砖集中在发达地区(castellon)。卫生瓷与德国和英国共占欧州的三分之一，同英国和法国分享20%的世界日用及卫生陶瓷设备市场。
具体可以参考这里
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