制陶 原理
制陶 原理
陶瓷的组成
在高熔陶瓷被制造商用来使用，几乎不用来制作个别陶瓷修复体。该材料含75%～85%长石，12%～22%石英和4%高岭土。长石形成玻璃相，作为石英的基质，石英在烧结后仍呈悬浮状。
石英（SiO2）在陶瓷中用做增强剂。在正常烧结温度下，它没有结构上的变化，起到在高温下稳定块体（mass）的作用。
牙科陶瓷中所用的长石系硅酸铝钾（K2O Al2O3 6SiO2）和钠长石（Na2O Al2O3 6SiO2）的混合物。天然长石绝无纯品，K2O和Na2O的比例各不相同。在大约1250至1500°C（2280～2370°F），长石熔化变成带有游离晶体硅相的玻璃。
长石中的氧化钠可降低熔化温度，而氧化钾可增加熔化玻璃的粘度，减少烧结过程中陶瓷的热塑性流动（pyroplastic flow）。这是一个有用的性能，因为它能防止边缘变圆、牙齿形状的丧失以及表面印迹的消失，利于形成生动的外观。
高岭土系水合硅酸铝（Al2O3 2SiO2 2H2O），起粘合剂的作用以提高未烧结陶瓷的成型能力。因其不透明，故含量极小。
尽管许多修复陶瓷含有石英的游离晶体相，但它们应被描述为玻璃；更确切的讲，高熔陶瓷可被称做“长石玻璃”。
在中熔和低熔陶瓷的生产中，制造商将各种成分混合起来将其熔化，然后在水中骤冷。骤冷导致内部应力，使整个玻璃产生大量的裂缝和断裂。这一过程叫玻璃料的加热处理，产品叫做玻璃料。如此形成的易碎结构很容易被碾成粉末，供上瓷师使用。
在陶瓷的预熔过程中，组分间发生热化学反应，并出现与此反应相关的收缩。在随后的技工室烧结过程中，粉末熔在一起形成修复体。熔化温度取决于玻璃的组成，必须小心控制以尽量减小热塑性流动。
钾碱（potash）和钠碱（soda）是以碳酸盐或天然矿物质（如长石）的形式被引入。在后一种情况下，加入一些二氧化硅和氧化铝。硼可以硼砂或硼酸的形式存在。石灰可以碳酸钙的形式加入，在玻璃料的加热处理（fritting）过程中，碳酸钙回复为氧化钙（CaO）。
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-- 作者：瓷痴
-- 发布时间：2005-3-22 22:45:00
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◇特殊类型的陶瓷
选择陶瓷作为修复材料的主要理由在于，可以获得半透明性、颜色和明暗度等方面匹配的高度美观性能。为了达到这一目的，需要各种特殊类型的陶瓷。
彩色玻璃料（Color frits） 为了获得模拟天然牙所需的各种色调，在牙用陶瓷中加入彩色玻璃料。这些色料是这样生产的：将金属氧化物与微细的玻璃和长石熔化在一起，然后在碾成粉末。这些粉末与不含色料的粉状玻璃料混合以形成合适的颜色。金属氧化物及其对应的颜色如下：铁或镍氧化物，褐色；铜氧化物，绿色；钛氧化物，黄褐色；锰氧化物，淡紫色；钴氧化物，兰色。不透明性可以通过加入锆、钛或锡的氧化物来获得。
着色剂（Stains） 其制造方法同彩色玻璃料。它们被用做表面染色剂（colorants），或用以再现釉质裂纹线、钙化不全区域或陶瓷修复物体部的其它缺陷。着色剂常为低熔玻璃，其应用温度低于修复体的熟化温度。
上光剂或上釉剂（Overglazes） 一种瓷粉，应用与烧结后的陶瓷修复体。它在陶瓷修复体表面形成一透明的光泽层，其熟化温度低于体瓷。结果为一无孔的光泽或半光泽表面。
上釉剂的热膨胀系数应略低于陶瓷体部。如果上釉剂热膨胀系数高于体部，则其冷却时出现辐射状张力。所产生的应力可引起表面裂纹。应力越大，所产生的裂纹越细微。反之，如果上釉剂的热膨胀系数明显低于体部陶瓷，压缩应力可引起上釉层龟裂剥落。
在上述任何一种情况下，上釉层在口内均可发生损坏。陶瓷表面必须光滑以尽量减少菌斑附着和软组织反应。上釉层的丧失使粗糙有时是多孔的体瓷表面暴露出来。而且，强度也降低。
如果牙用陶瓷玻璃料中的所有组分完全熔化而形成一单相玻璃，这样的陶瓷可以进行“自身上釉”（self-glazed）。由于每一陶瓷（玻璃）粒子均在同一温度熔化，故自身上釉可以通过延长陶瓷的熟化时间来实现，这将在后面讨论。
◇在方面陶瓷的应用
陶瓷甲冠由数层陶瓷构成。每一层都必须过大以弥补烧结时的收缩。一般采用中熔或低熔陶瓷，在部分真空下烧结。
不论熔化温度如何，此种修复体的制作要使用三种陶瓷。遮色瓷用于遮盖粘固剂颜色，其中含有不透明成分如锆或钛的氧化物。体瓷或本质瓷是一种具有高色彩饱和度的长石玻璃，用于构成冠龈部或体部的主体。第三种是釉质瓷，也是一种长石玻璃，用于覆盖体瓷以形成天然端所固有的独特的半透明性。
铝瓷冠（aluminous porcelain crown）由体瓷或核瓷构成，这是一种含有40～50%氧化铝晶体的低熔玻璃。通常玻璃类型的体瓷再烧结于铝核上，还要应用釉质瓷。铝瓷冠的理论基础如下。
氧化铝粒子（Al2O3）具有较高的弹性模量，其强度比石英高得多，可以更有效地阻止折裂蔓延。选做基质的玻璃应具有与氧化铝相同的热膨胀系数。在这种情况下，裂纹通过氧化铝粒子蔓延。由于氧化铝粒子比玻璃更难以折断，故裂纹蔓延所需的能量就要大于单通过玻璃所需的能量。这样，氧化铝就承受了大部分负荷，而氧化铝-玻璃复合体的强度就随着氧化铝含量的增加而提高。50%重量比的氧化铝-玻璃其强度为单独玻璃相的两倍。
然而，如果两个相的热膨胀系数不同，则折裂在颗粒间蔓延，强度下降。
采用高纯度氧化铝（一般在97%以上）作为半透明陶瓷的衬底，修复体可获得更高强度。将通常的半透明牙用陶瓷作为罩面熔结于氧化铝表面。然而，氧化铝的熔化温度远高于通常的牙科技工设备所能达到的温度。因此，出现了预成铝土衬底。这种预成的高氧化铝增强物可用于制作桥体、桩冠或小的固定桥。
金属增强陶瓷冠即金瓷冠是目前应用最广泛的牙科陶瓷修复体。它由铸造金属底帽和其上烧结的瓷面所组成。
金属增强物使得陶瓷可用于固定桥制作和那些有张力和剪力的部位。这一类修复体将在本章后面详细讨论。
简言之，在这一技术中，遮色瓷熔附于铸件上以遮盖金属。遮色瓷含有大量金属氧化物不透明成分，应用厚度为0.1～0.2mm。由于遮色瓷具有反射性，故要获得适宜的美观，其上必须覆盖至少1mm厚度的瓷面。
陶土或瓷土在高温下，陶瓷生坯固体颗粒的相互键联，晶粒长大，空隙(气孔)和晶界渐趋减少，通过物质的传递，其总体积收缩，密度增加，最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体。至于说非要搞清它们之间的化学反应，我也懒得去找一大堆方程式了，大体意思就是上面的内容。
你说的比如碳酸钙之
类的成分只是决定烧结后坯体的颜色，而且陶瓷土中成分组成都有不同。打个比方，瓷土中的高岭土，成分多为二氧化硅，其中还含有粘土等矿物成分。二氧化硅经
过烧结产生还原反应成为一氧化硅，为乳白色透明状，因为其中还有其它杂质致使坯体变为白色，因其烧后透明，也被经常用作透明秞的成分。
还有一个
问题就是烧窑还有氧化和还原两种烧法，还原即封闭式烧法，一窑烧完OK，氧化即是中途会有个开窑充氧的过程。举个例子，氧化铁在烧还原反应时还原成一氧化
铁，一氧化铁为青色；若在烧制过程中往窑内补充氧气，氧化铁在没充分还原成一氧化铁又氧化成四氧化三铁，颜色就是砖红色，这也就说明了为什么砖窑会烧出红
蓝两种不同颜色的砖了。
这样说你明白了吧。
一、原料制作
1. 釉料制作
釉料→球磨细碎（球磨机）→除铁（除铁器）→过筛（振动筛）→成品釉
2. 泥料制作
泥料→球磨细碎（球磨机）→搅拌（搅拌机）→除铁（除铁器）→过筛（振动筛）→抽浆（泥浆泵）→榨泥（压滤机）→真空练泥（练泥机、搅练机）
二、成型
1. 拉坯成型法：适用于制作圆形、弧型等浑圆的造型，比如盘子、碗、罐子等等，它的特点是作品挺拔、规整，器物的表面会留下一道道旋转的纹路。
① 釉下：泥料→泥饼（手工）→搓泥（手工）→拉坯（拉坯机又名陶艺机）→干燥（自然风干留10%水份）→修坯（陶艺工具）→干燥（烘干箱）→釉下装饰（在泥坯上直接进行绘制，如青花）→上釉（施釉机）→风干
② 釉上：泥料→泥饼（手工）→搓泥（手工）→拉坯（拉坯机又名陶艺机）→干燥（自然风干留10%水份）→修坯（陶艺工具）→干燥（烘干箱）→上釉（施釉机）→风干
2. 泥板成型法：利用陶土碾成、拍成或切割成板状，来镶控制作器物的方法，叫做泥板成型法。这种方法在陶艺制作中运用广泛，变化丰富。传统的紫砂器就是用泥板成型来制作的。泥板成型的器物可随陶土的湿度加以变化。比较湿软泥板可以扭曲、卷和等方法自由变化，随意造型；稍干的泥板可以镇粘制作成比较挺直的器物。泥板的厚度随器物制作大小而定，但应注意泥板的厚度要均匀。
泥板成型法需要使用泥板成型机。
3. 泥条盘制法：陶艺成型技法中最为方便、造型表现力最强的技法之一。可以制作出其他任何成型方法所能做出的作品，如圆形、方形、异形乃至雕塑等等。用泥条盘制法制作陶艺，一方面是泥条可以自由地弯曲与变化，方便制作一些比较复杂的、不太规整的、较随意的陶塑，再者就是它能够保留泥条在盘筑时留下来的手工痕迹和一道道盘旋的纹理，当然也可以修整得不留痕迹。
泥条盘制法需要使用泥条成型机和手工转盘
4.徒手捏制法：可以最直接地表达作者的手法和构想，需要使用手工转盘
5. 手工雕塑成型：雕塑是雕、刻、塑三种制作方法所塑造的艺术形象。主要为为浮雕和圆雕两种。雕塑是三维的实体，为照顾到各个视角之间的关系，要经常转动雕塑台，不断进行观察比较。泥塑工具，可用于刮、削、贴、挑、压、抹、泥塑和造型。
三、施釉
施釉讲究技巧，釉层好坏直接影响到烧制后作品的成功与否，施釉有喷釉、醮釉、浇釉、刷釉、荡釉等各种技法，有时需要综合运用。施釉时可以使用专业的施釉工作台，能够有效减少釉料的扩散，并进行釉料回收。
吹釉的釉层一般以0.8MM-1.8MM为准，也就是熟称的瓜子馅薄度，表面处理有釉上、釉中、釉下之分，釉中介于釉上釉下之间经过二次烧成，釉下是在泥坯上直接进行绘制创作在施于釉，釉上是则在烧制好的白瓷胎上进行绘制创作，颜色在作品上很关键，颜色起到了烘托作品作用增加作品内涵，颜色搭配有些讲究，红色代表着热情、生命、战争、白色代表着纯洁、高尚。黄色代表着温馨，蓝色代表着海洋，天空，宽阔。
装饰的方法有彩绘、划花、剔花、堆花、贴花、压印花、喷花，透雕、捏雕、镂空，剪纸，胶泥，镶嵌，印花，泥浆灌注叠压装饰，胶泥拉坯装饰，纤维织物裹包装饰等等装饰诸多方法处理。这些完成关键还要进行火的铸就，在窑火的烧制中(1300℃)左右温度的窑火使泥烧结成结晶体，颜色釉发色。出窑冷却后作品才正直成功。
四、烧成
① 釉下：装匣→进窑→设备温度→烧炼（电窑或汽窑）→出窑
② 釉上：装匣→进窑→设备温度→烧炼（电窑或汽窑）→烧制好的白瓷坯上绘制创作（如：贴花）→烤花（烤花炉）
在实际陶艺创作中，除了上述的三个阶段，还需要注意一些辅助和准备阶段：
1. 一般釉料买回来两三天就会沉淀，这时需要利用搅拌机把釉搅匀；
2. 工作时如果需要临时快速配釉，可以利用快速球磨机解决；
3. 如何提高效率：利用车模机自己制作石膏模时，由于石膏模不能含有气泡，因此需要真空高压注浆系统，其主要工作原理为将已搅拌好的含水率在40%-60%的泥浆加注进真空搅拌桶内，当浆料进入搅拌桶时，开动真空泵，进行抽真空，当浆料装至2/3桶位时，停掉浆阀，停掉真空泵，开动空压机，将空压机的压力上升到规定值后（一般在2.5-4kg）时，打开出浆阀门，将无空气的泥浆注进已注浆架内的石膏模中；
4. 为了提高成瓷表面光洁度，需要使用磨光机；
5. 为了回收泥料充分利用，可利用真空练泥机重新练泥。
6. 窑炉的选择：窑是指温度达到1000℃以上的统称为窑；炉是指温度在1000℃以下的统称为炉。窑又分为电窑和汽窑，同时还分为梭式窑，所谓梭式窑是指带窑车的窑（一般是0.6立方米以上带窑车）。正常情况下，汽窑温度定为1400℃，高温电窑定为1300℃，低温窑定为800℃以下。
在选择窑炉时，其专业知识比较强，一般对烧出的产品釉变和釉色要求高，应选择汽窑，因为汽窑通过操作可以烧氧气焰和还原焰。氧化焰是烧出成瓷，还原焰是烧釉色和釉变的。电窑只能烧氧化焰，中温烤花炉只能烤成瓷釉上装饰。所以选择窑炉应掌握上述基本知识。
7． 泥釉的选择：一般为选用瓷泥的温度在1230℃以下为好，用时在选釉的时候注意其釉的温度低于泥的温度2℃-4℃为好。
陶艺成型方法除了上述方法外，还有修坯、盘筑（分为螺旋盘筑、卷压盘筑）、团泥成型、泥板卷接、实泥成型、泥印成型、注浆成型、利坯成型等等诸多方法，这些方法互为章法，相互掺杂，能否融会贯通，需要在实践过程中逐渐掌握。利用上述各种工具和技巧，加上平时的仔细观察与思考、大胆的创造挖掘，您必定能制作出一件件精美的作品来。
