陶瓷工藝學實驗教學改革

周燕　何靜　樂紅志

摘要：《陶瓷工藝學》是無機非金屬材料專業的主要專業課之一，課程實驗多以演示性、驗證性實驗為主，雖也有綜合性實驗，但需要學時較多，多作為單獨實驗課程開設。針對新時期社會對陶瓷專業人才知識、能力、素質結構的要求特點，本次實驗建設將打破這種獨立分散的實驗體系，將特定的陶瓷產品設計、制造工藝流程與產品性能測定分析結為一個有機的整體，建立起新的實驗體系。加強實踐環節對學生工程意識及工程創新意識的引導和培養。

關鍵詞：陶瓷工藝學；實驗教學改革；創新意識

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）33-0090-02

一、引言

陶瓷工藝學是一門傳統且現代的課程，幾千年的發展已經使她走出古老的藝術宮殿，跨進現代科技的行列，陶瓷產品花樣繁多，使用場合極廣，涉及到原料、結構、工藝、設備、裝飾、鑒賞等多方面知識。陶瓷學科是一門實踐性很強的實驗科學，它的專業知識大多是從實踐中探索、總結和發展起來的，因此，完全可用“實踐出真知”來概括該門課程的性質與特點。

《陶瓷材料工藝學》是我院材料科學與工程專業無機非金屬材料方向的專業必修課，總學時48，其中實驗8學時。原來開設3個實驗，工藝實驗及性能測試為主，實驗間沒有聯系比較分散，沒有系統性，學生實驗后印象不深刻，沒有起到實驗對理論課程的補充作用。本次實驗改革的目的就是在上述實驗的基礎上進行整合重新設計，讓學生完成一整套的陶瓷生產過程，在實驗過程中發現問題并解決問題，經過多次的嘗試，從失敗中總結經驗教訓，不斷的改進，制作出一件完整的陶瓷制品。

二、項目設計理念

打破目前實驗項目簡單羅列、條塊分割、孤立進行的局面，將特定的陶瓷產品設計、制造工藝流程與產品性能測定分析組成一個有機的整體，建立起新的實驗體系。加強實驗的科學性、系統性，增加學生動腦、動手的機會，強化技能的訓練，有利于調動和發揮學生實驗的積極性、主動性和個性的培養，提高分析問題和解決問題的能力，為畢業論文和將來工作打下一定的基礎。

三、課題選擇及實驗內容

課題的內容以材料的制備（研制）（如日用陶瓷的制備、建筑陶瓷、藝術陶瓷的制備）為主。以加深學生對專業知識的理解和掌握，培養學生動手能力為主要原則來確定。在此原則上，考慮課題的靈活性，使課題多樣化。

（一）選題參考范圍

1.釉面磚的制備工藝及性能檢測；

2.日用陶瓷的制備工藝及性能檢測；

3.藝術陶瓷的制備工藝及性能檢測。

（二）實驗內容

1.查閱相關資料及實驗室設備和材料情況，確定陶瓷產品的類型及質量要求；

2.熟悉陶瓷常用的三大原料（黏土、長石、石英）的化學組成、礦物組成及工藝性能；

3.了解陶瓷坯料的類型：日用瓷及藝術瓷以長石質瓷為主，建筑陶瓷以墻地磚低溫快燒坯料為主。

（三）進行陶瓷制品的工藝設計

1.確定陶瓷坯體的類型及組成，選擇相應的原料，進行坯體配方的計算與確定。根據實驗室提供的原料、產品類型、質量要求確定坯料的化學組成，了解所有原料的工藝性能進行原料選擇并配方計算。初選坯料配方的化學組成如下表1，配方計算結果見表2。

2.原料的預處理及坯料的制備。原料的預燒、坯料的破粉碎等。坯料是指陶瓷原料經過配料和加工后，具有成形性能的多組分混合物。坯料的細度對陶瓷成型的效果有重大影響，也對施釉和燒成工藝有直接影響。根據實驗室粉碎設備情況，選擇合適的粉碎設備進行坯料的加工處理。粉碎方式（干磨或濕磨）、球磨轉速、料∶球∶水比、粉碎時間、添加劑的種類和用量等工藝參數根據實驗確定，以獲得合適粒度大小和粒度分布的坯料。

3.成型方法的選擇及成型工藝參數的確定。成型方式有多種，視制品形狀的復雜程度而定。傳統陶瓷成型方法包括：可塑成型如雕塑、拉坯、印坯、滾壓成型、塑壓、擠壓成型等；注漿成型；干壓成型等成型方法，根據產品的形狀、大小和厚薄、坯料的性能等因素確定成型方法，然后通過實驗確定成型工藝參數如坯料的細度、含水率、澆注時間、干壓成型壓力等。

4.干燥方法的選擇及工藝參數的確定。坯體脫水干燥的過程，目的是降低坯體的含水率，提高機械強度，使坯體具有足夠的吸附釉漿的能力。干燥方法有自然干燥、熱空氣干燥、微波干燥等方式。成型后生坯表面不太光滑，留有?？p跡，需要進一步加工修平，稱之為修坯。修坯是注漿成型和可塑成型工業中一項必要的工作，它對坯體表面品質影響很大。

5.陶瓷裝飾方法的確定，釉的種類、配方的確定、釉漿工藝參數的確定。釉的種類很多，可從不同角度進行分類。常用的有按熔劑分類的長石釉和石灰釉及低溫熔塊釉等：按外表特征分類的透明釉、乳濁釉、色釉、裂紋釉等。根據產品性能要求（坯體的物理化學性質）確定釉的類型和釉料的配方，一般日用瓷及藝術瓷選用長石質生料釉，建筑陶瓷和墻地磚選用低溫熔塊釉。釉料的燒成溫度和工藝性能取決于釉料的性能和釉料所用原料的化學成分，是釉料配方的依據。并進行配方計算。

為了確保釉漿的使用性能和燒后釉面質量，秞漿應有一定的細度、流動性、懸浮穩定性等性能要求，通過實驗確定秞漿含水率、細度（粉碎時間控制）。為保證施釉的質量要求釉面要清潔、坯體有一定的吸水性。根據秞漿性質及產品形狀可以采用浸釉法、噴釉法、刷釉法、淋釉法等。

6.燒成制度的確定?！霸鲜腔A，燒成是關鍵”。對坯體來說，燒成過程就是將成型后的生坯在一定條件下進行熱處理，經過一系列物理化學變化，得到具有特定組織結構和組成的致密瓷體，釉料熔化形成玻璃層，達到所要求理化性能的成品。燒成工藝通常以溫度曲線來表示，包括升溫速率，最高燒結溫度及其保溫時間、降溫速率。配方組成確定后，燒成制度的合理與否對制品性能的影響很大，只有用最適宜的燒成工藝特別是適宜的燒結溫度，才能獲得最佳性能與效果的陶瓷制品，燒結溫度通過試驗來確定。

（四）基本性能測試及缺陷產生原因分析

包括釉面有無缺陷、白度、光澤度、透光度等。處理并解決實驗過程中出現的問題。

學生自選一種感興趣的材料為研究對象，讓學生自己設計材料的成分與性質，制定制備工藝制度，自己動手制備材料，確定要測試的性能和性能測試方法。給學生較大的自由度，充分發揮自己的聰明才智和創新能力，自己設計新的實驗。通過實驗使學生掌握從原料的選擇、配方的確定與計算、坯釉料制備、成型、干燥、燒成等一系列陶瓷工藝過程，同時還要掌握陶瓷產品的性能測試和產品的評價。

四、學生體會

在《陶瓷工藝學》中老師教授的許多知識在實驗中逐漸浮現腦海，并且被應用。那種在實踐中驗證理論的快樂是無與倫比的。學生在實驗中經過多次的嘗試，利用多種原料，實驗器材及實驗室設備，調整出比較適合的坯料和釉料料漿密度。通過實驗過程中快速磨、高溫電阻爐等實驗設備的操作使用，修坯和浸釉等工序的手工操作都加強了我們的動手能力；通過分析坯料的流動性判斷料漿密度，分析判斷石膏模具的干濕程度以確保成型等方面培養了我的獨立思考問題及解決問題的能力，在這里我體會到了理論對實踐的指導作用；撰寫實驗報告時，提高了分析數據和處理數據的能力。此次實驗是對《陶瓷工藝學》課程的一個全面理解和實踐過程，起到了實驗對理論課程的補充作用。總之弄懂實驗原理，實驗操作親歷親為，實驗過程中多看多思多問，才能提高實踐創新能力。

五、結束語

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，作為一門實踐性、應用性非常強的課程，離不開實踐教學環節。我校積極開展實驗教學卓越計劃，建設精品實驗項目。實驗室“全天候”對學生開放，提供必要的原料和實驗設施，實驗員的技術服務以及指導教師的專業指導全程跟進。學生通過課程學習、資料調研、文獻查閱等確定選題，從原料的選擇、釉坯料的組成確定和配比計算、坯釉料的制備加工、施釉到最后的燒成，全部由學生自行設計、自行安排實驗過程及至完成實驗。但是陶瓷生產技能的掌握不是一朝一夕就能學會的，靠的是成千上百次的不斷練習，不斷的失敗中總結經驗教訓，不斷的改進，理論聯系實際逐漸摸索出來的。在實驗過程中發現問題并解決問題，實驗不在流于形式，從而提高學生的興趣和積極性，培養學生的自學能力、獨立分析能力。以期培養出更多的高素質、復合型、創新型人才。

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