陶瓷工艺学实验教学改革

周燕　何静　乐红志

摘要：《陶瓷工艺学》是无机非金属材料专业的主要专业课之一，课程实验多以演示性、验证性实验为主，虽也有综合性实验，但需要学时较多，多作为单独实验课程开设。针对新时期社会对陶瓷专业人才知识、能力、素质结构的要求特点，本次实验建设将打破这种独立分散的实验体系，将特定的陶瓷产品设计、制造工艺流程与产品性能测定分析结为一个有机的整体，建立起新的实验体系。加强实践环节对学生工程意识及工程创新意识的引导和培养。

关键词：陶瓷工艺学；实验教学改革；创新意识

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）33-0090-02

一、引言

陶瓷工艺学是一门传统且现代的课程，几千年的发展已经使她走出古老的艺术宫殿，跨进现代科技的行列，陶瓷产品花样繁多，使用场合极广，涉及到原料、结构、工艺、设备、装饰、鉴赏等多方面知识。陶瓷学科是一门实践性很强的实验科学，它的专业知识大多是从实践中探索、总结和发展起来的，因此，完全可用“实践出真知”来概括该门课程的性质与特点。

《陶瓷材料工艺学》是我院材料科学与工程专业无机非金属材料方向的专业必修课，总学时48，其中实验8学时。原来开设3个实验，工艺实验及性能测试为主，实验间没有联系比较分散，没有系统性，学生实验后印象不深刻，没有起到实验对理论课程的补充作用。本次实验改革的目的就是在上述实验的基础上进行整合重新设计，让学生完成一整套的陶瓷生产过程，在实验过程中发现问题并解决问题，经过多次的尝试，从失败中总结经验教训，不断的改进，制作出一件完整的陶瓷制品。

二、项目设计理念

打破目前实验项目简单罗列、条塊分割、孤立进行的局面，将特定的陶瓷产品设计、制造工艺流程与产品性能测定分析组成一个有机的整体，建立起新的实验体系。加强实验的科学性、系统性，增加学生动脑、动手的机会，强化技能的训练，有利于调动和发挥学生实验的积极性、主动性和个性的培养，提高分析问题和解决问题的能力，为毕业论文和将来工作打下一定的基础。

三、课题选择及实验内容

课题的内容以材料的制备（研制）（如日用陶瓷的制备、建筑陶瓷、艺术陶瓷的制备）为主。以加深学生对专业知识的理解和掌握，培养学生动手能力为主要原则来确定。在此原则上，考虑课题的灵活性，使课题多样化。

（一）选题参考范围

1.釉面砖的制备工艺及性能检测；

2.日用陶瓷的制备工艺及性能检测；

3.艺术陶瓷的制备工艺及性能检测。

（二）实验内容

1.查阅相关资料及实验室设备和材料情况，确定陶瓷产品的类型及质量要求；

2.熟悉陶瓷常用的三大原料（黏土、长石、石英）的化学组成、矿物组成及工艺性能；

3.了解陶瓷坯料的类型：日用瓷及艺术瓷以长石质瓷为主，建筑陶瓷以墙地砖低温快烧坯料为主。

（三）进行陶瓷制品的工艺设计

1.确定陶瓷坯体的类型及组成，选择相应的原料，进行坯体配方的计算与确定。根据实验室提供的原料、产品类型、质量要求确定坯料的化学组成，了解所有原料的工艺性能进行原料选择并配方计算。初选坯料配方的化学组成如下表1，配方计算结果见表2。

2.原料的预处理及坯料的制备。原料的预烧、坯料的破粉碎等。坯料是指陶瓷原料经过配料和加工后，具有成形性能的多组分混合物。坯料的细度对陶瓷成型的效果有重大影响，也对施釉和烧成工艺有直接影响。根据实验室粉碎设备情况，选择合适的粉碎设备进行坯料的加工处理。粉碎方式（干磨或湿磨）、球磨转速、料∶球∶水比、粉碎时间、添加剂的种类和用量等工艺参数根据实验确定，以获得合适粒度大小和粒度分布的坯料。

3.成型方法的选择及成型工艺参数的确定。成型方式有多种，视制品形状的复杂程度而定。传统陶瓷成型方法包括：可塑成型如雕塑、拉坯、印坯、滚压成型、塑压、挤压成型等；注浆成型；干压成型等成型方法，根据产品的形状、大小和厚薄、坯料的性能等因素确定成型方法，然后通过实验确定成型工艺参数如坯料的细度、含水率、浇注时间、干压成型压力等。

4.干燥方法的选择及工艺参数的确定。坯体脱水干燥的过程，目的是降低坯体的含水率，提高机械强度，使坯体具有足够的吸附釉浆的能力。干燥方法有自然干燥、热空气干燥、微波干燥等方式。成型后生坯表面不太光滑，留有模缝迹，需要进一步加工修平，称之为修坯。修坯是注浆成型和可塑成型工业中一项必要的工作，它对坯体表面品质影响很大。

5.陶瓷装饰方法的确定，釉的种类、配方的确定、釉浆工艺参数的确定。釉的种类很多，可从不同角度进行分类。常用的有按熔剂分类的长石釉和石灰釉及低温熔块釉等：按外表特征分类的透明釉、乳浊釉、色釉、裂纹釉等。根据产品性能要求（坯体的物理化学性质）确定釉的类型和釉料的配方，一般日用瓷及艺术瓷选用长石质生料釉，建筑陶瓷和墙地砖选用低温熔块釉。釉料的烧成温度和工艺性能取决于釉料的性能和釉料所用原料的化学成分，是釉料配方的依据。并进行配方计算。

为了确保釉浆的使用性能和烧后釉面质量，秞浆应有一定的细度、流动性、悬浮稳定性等性能要求，通过实验确定秞浆含水率、细度（粉碎时间控制）。为保证施釉的质量要求釉面要清洁、坯体有一定的吸水性。根据秞浆性质及产品形状可以采用浸釉法、喷釉法、刷釉法、淋釉法等。

6.烧成制度的确定。“原料是基础，烧成是关键”。对坯体来说，烧成过程就是将成型后的生坯在一定条件下进行热处理，经过一系列物理化学变化，得到具有特定组织结构和组成的致密瓷体，釉料熔化形成玻璃层，达到所要求理化性能的成品。烧成工艺通常以温度曲线来表示，包括升温速率，最高烧结温度及其保温时间、降温速率。配方组成确定后，烧成制度的合理与否对制品性能的影响很大，只有用最适宜的烧成工艺特别是适宜的烧结温度，才能获得最佳性能与效果的陶瓷制品，烧结温度通过试验来确定。

（四）基本性能测试及缺陷产生原因分析

包括釉面有无缺陷、白度、光泽度、透光度等。处理并解决实验过程中出现的问题。

学生自选一种感兴趣的材料为研究对象，让学生自己设计材料的成分与性质，制定制备工艺制度，自己动手制备材料，确定要测试的性能和性能测试方法。给学生较大的自由度，充分发挥自己的聪明才智和创新能力，自己设计新的实验。通过实验使学生掌握从原料的选择、配方的确定与计算、坯釉料制备、成型、干燥、烧成等一系列陶瓷工艺过程，同时还要掌握陶瓷产品的性能测试和产品的评价。

四、学生体会

在《陶瓷工艺学》中老师教授的许多知识在实验中逐渐浮现脑海，并且被应用。那种在实践中验证理论的快乐是无与伦比的。学生在实验中经过多次的尝试，利用多种原料，实验器材及实验室设备，调整出比较适合的坯料和釉料料浆密度。通过实验过程中快速磨、高温电阻炉等实验设备的操作使用，修坯和浸釉等工序的手工操作都加强了我们的动手能力；通过分析坯料的流动性判断料浆密度，分析判断石膏模具的干湿程度以确保成型等方面培养了我的独立思考问题及解决问题的能力，在这里我体会到了理论对实践的指导作用；撰写实验报告时，提高了分析数据和处理数据的能力。此次实验是对《陶瓷工艺学》课程的一个全面理解和实践过程，起到了实验对理论课程的补充作用。总之弄懂实验原理，实验操作亲历亲为，实验过程中多看多思多问，才能提高实践创新能力。

五、结束语

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，作为一门实践性、应用性非常强的课程，离不开实践教学环节。我校积极开展实验教学卓越计划，建设精品实验项目。实验室“全天候”对学生开放，提供必要的原料和实验设施，实验员的技术服务以及指导教师的专业指导全程跟进。学生通过课程学习、资料调研、文献查阅等确定选题，从原料的选择、釉坯料的组成确定和配比计算、坯釉料的制备加工、施釉到最后的烧成，全部由学生自行设计、自行安排实验过程及至完成实验。但是陶瓷生产技能的掌握不是一朝一夕就能学会的，靠的是成千上百次的不断练习，不断的失败中总结经验教训，不断的改进，理论联系实际逐渐摸索出来的。在实验过程中发现问题并解决问题，实验不在流于形式，从而提高学生的兴趣和积极性，培养学生的自学能力、独立分析能力。以期培养出更多的高素质、复合型、创新型人才。

参考文献：

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