前言:


    最廣泛使用的陶瓷原料是黏土。此種不昂貴的黏土材料在自然界蘊藏豐富,且經常可以直接使用而無需更進一步處理。另一種普及的理由是黏土產品的成形很容易,只要以適當比例的黏土和水混合成一種容易塑形的物質,待成形後再烘乾以去除某些水份,再置於高溫焙燒以提高其機械強度即可完成。


(一)黏土的特性


    黏土礦具有兩個重要的特性,第一個是當加水後它們會變得很具塑性,此特性稱為水塑性。另一特性是黏土材料可熔融在一個相當大的溫度範圍內。黏土屬於一種鋁矽酸鹽材料大多由氧化鋁(Al2O3)及矽石(SiO2)所組成,並包含化學鍵結水。黏土礦物的結晶構造是相當複雜的,最佔優勢的特性是其層狀結構。常見的黏土礦物中最受注目的是高嶺石結構。


(二)黏土材料成份


    黏土大多由Al2O3SiO2所組成,非黏土礦石則包括燧石,石英和長石。石英主要是做為填充材料,當與黏土混合時,助熔劑會使之形成一種具相當低熔點的玻璃。長石是較常見的助熔劑,它們是含有K+,Na+Ca2+離子的鋁矽酸鹽材料。


(三)製造技術


(1)水塑性成形


    最常見的水塑性成形技術是擠製成形,其中主要的成形製程係將塑性陶瓷物質透過所需截面幾何形狀的印模小孔,因此和金屬的擠製類似。磚、管、陶塊及瓦全都是使用水塑性成形法製造而成的。


(2)泥漿鑄造


    另一種黏土基成份的成形製法是泥漿鑄造。將泥漿倒入多孔性模具內,泥漿中的水分被模具吸走,留下一固體層於模壁上。此過程可連續進行直到全部的模內空孔變成固體(稱為實心鑄造)。此外,亦可在固體殼壁達到所需厚度時,將模具倒置使多餘泥漿排出,此稱為排漿。


(四)乾燥及焙燒


    黏土製成之實體已成形及乾燥,但未培燒者稱為生胚。乾燥及焙燒技術是困難的工作,因操作過程會因不均勻收縮引起的應力,而導致器物翹曲、扭曲及裂縫而無法使用。


(1)乾燥


    當一個黏土基陶瓷體乾燥時,它會遇到某些收縮,其中內部區域的乾燥是靠水分子擴散到表面的蒸發來完成的。若蒸發速率大於擴散速率,表面會比內部乾得更快,此時表面容易產生缺陷及裂縫;因此表面蒸發的速率儘量減低,最好是等於水的擴散速率。蒸發速率可由溫度、溼度、及氣流速率加以控制。


(2)焙燒


    乾燥後,實體通常在9001400之間培燒。焙燒溫度取決於黏土成分及完成物品的要求性質,通常在培燒期間的時間愈久,密度隨之增高且機械強度增強。當黏土基材被加熱到特定高溫時,某些複雜反應會發生,例如玻璃質化就是其中一種。

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