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      陶瓷
      作者:佚名 来源:网上收集 推荐给好友 保护视力色:杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 淡蓝 灰 银河白(默认色) 恢复(默认色) 字号〖  
      陶瓷 china,大写China,其意则为中国。我们的祖先和世界上一些国家和地区,如埃及、印度、希腊、波斯、西南亚的先民们,在长期的实践中发明了陶器。陶器的制作也有近万年的历史,人类自从开始懂得制作陶器,各方面都发生了深刻的变化,正如恩格斯所说的那样“野蛮时代的最低级阶段——是由制陶术的应用开始的”。在制陶技术不断发展和提高的基础上,中国人发明了瓷器。陶瓷器的发明不仅解决了人们生活问题,如生活用具、建筑材料等,还提供艺术的享受。

      【陶瓷的历史】

          陶是瓷的源,瓷是陶的流,源远流长的陶瓷,是古代华夏文明的起点。陶土经500至600度的火焰烧成陶器,陶离土地近,陶罐一般为盛水器,实用又纯朴。瓷土经1200至1300度的窑火烧成瓷,瓷瓶大多供赏花用,漂亮飘逸。陶的属性更多地带有男性的阳刚之气,瓷的属性更多地带有女性的阴柔之美。陶与瓷的结合,精与神的交融,便有了千古佳话,精彩喜剧。

          陶是属于词的,词是伴着音乐吟唱出来的,一件四五千年前马家窑的舞蹈文彩陶钵,是陶器里最美的舞蹈精灵;瓷是属于诗的,诗是伴着绘画跳荡起来的,一件法门寺出土的秘色釉青瓷碗,也盛满了瓷器里最神奇的故事。中国不朽的唱词是《风·雅·颂》,中国不朽的诗歌是唐诗。陶一般的《诗经》,唐秘色瓷一般的唐诗,是汉族象形文字里最美的陶瓷之声。  

          喜欢陶的人更多的是创造美的艺术家,陶里面,他们寻到了艺术创造的灵魂;喜欢瓷的人更多的是欣赏美的艺术家,瓷里面他们听到了艺术律动的魂魄。陶孕育了瓷,瓷生长于陶,古代中国的陶器就是随瓷器飘洋过海,传播华夏文明,扬名世界的。具有男子属性的陶器最早爱袒露赤裸红色、橙色、白色、灰色、黑色的肌体,它最爱穿接近大自然的青釉之衣,永远暗示着它与自然界的亲密关系。陶器里面,最迷人的是唐三彩,古人常说唐朝女子“以肥为美”。实际上那种健壮的美,更接近男人的端庄之美、浑厚之美。所以,唐朝的美,本质上属于陶的美。唐朝所有的艺术只要有一尊唐三彩,就会把唐朝所有的美都凸出来了。具有女子属性的瓷器最早也爱披青釉之纱,如东汉的青瓷,当陶器被唐三彩穷尽绚丽辉煌之后,便悄然隐退让位于瓷器。中国古瓷最闪亮登场实际上已到了北宋。北宋的五大名窑里的汝窑瓷器卷伏着东方女性最迷人最含蓄的静态美,那种淡雅极致的青色,悠悠闪出女性般的光辉。再说一个“汝”,本身就说明女人似水。所以,宋朝的美,本质上是属于瓷的。宋朝所有美感,只要有一件汝窑碗,就可以把宋朝所有的美都凹括进去了。

          宋朝五大名窑之后,青花开始在元朝登场,犹如民间村姑从乡村选美被选进皇宫。明清宫廷里后来出现的红釉、黄釉、蓝釉、五彩、粉彩瓷器等全都带有女性美的特征。因为深宫之女特别有时间打扮,皇上就命督瓷官唐英等烧制了一批又一批适合宫廷皇后、妃子、贵人们喜欢的美丽瓷器取悦她们。到了明清宫廷,瓷器的女性化的美被完全形象化了,被耀艳、张扬着,飘逸出高墙深锁的宫外。最典型的例子就是康熙(豇豆红釉)美人醉柳叶瓶,那娇小又站立不稳的外形,犹如着三寸金莲的踏着碎步婷婷玉立的美人。所以,还可以说,一件康熙美人醉柳叶瓶,把女性化的瓷器的美发展到了极致。明清官窑瓷除了王公贵族最偏爱外就是从古到今的商人了。因为在商人眼里,瓷器与美人一样,除了是艺术品之外,更是保值增值商品,这就是中国瓷器发展到清末年间最大的悲哀了。

          从陶器到瓷器,工艺是进化了,艺术却退化了,情感是斑斓了,气质却弱化了。因为陶器更接近自然,依然不失土地之气,而瓷器想靠近天空,却变得高贵而精致,尤其是薄胎瓷,犹如红颜薄命之女子,一碰就碎。从陶器到瓷器,男性的粗犷、男性的阳刚之气消磨了,取而代之的是女性的细腻,女性的完美。古代中国文明史发展到清朝,连男人都要留着长辫,这也印证了从陶器到瓷器发展的那种悲哀、那种凄美、那种凄迷、那种凄厉……一件汉朝的釉陶,男人的伟大与朴实、雄浑与胆略、粗犷与梦想、辉煌与平淡都蕴含在其中了。一件清朝的彩瓷,女人的慈怀与卑贱、坚韧与脆弱、清纯与艳丽、多情与妒气都蕴含在其中了。

          从陶器到瓷器,作为地球上的人类,到底获得了什么?失落了什么?退化了什么?进化了什么?这是很值得人们深思的。为此,“以陶的精神烧荒”,这是一句诗,更是一声呐喊、一阵鼓声,时时提醒我们要返朴归真,真正回到绿色的精神心态、环保的精神家园。

          先看山是山,后看山不是山,再看山又是山。这是看山人的三种境界,同样,先看陶瓷是陶瓷,后看陶瓷不是陶瓷,再看陶瓷又是陶瓷,这也是陶瓷收藏家分别面对陶瓷艺术品的三种境界,第一种境界很多很多人仍在徘徊;第二种境界,很少很少人正在跋涉;第三种境界,极少极少人梦想攀登。

          在艺术梦境里,陶瓷是很庄严的;在现实生活,陶瓷是很平凡的。庄严与平凡是山峰又是河流,可以是沧海又是桑田,是会互相演变的。文明史里有了陶器与瓷器的情结,这个世界便变得气象万千了。欣赏陶瓷,要欣赏出品位,赏玩出精神,这才是真正的陶瓷鉴赏家、陶瓷艺术家,而不是陶瓷商人、陶瓷鉴定匠。陶卷伏着暴风雷电;瓷卷伏着风花雪月,真正的陶瓷人生是很苍茫、很孤寂、很内省的,这也许就是陶瓷隐匿着的真谛。


      【中国陶瓷的历史历程】

          夏商周时期的陶瓷:   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。

          五代十国时期的陶瓷  : 这个时期较为有名的是後周世宗的柴窑,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。

          秦汉时期的陶瓷 :   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。(1)瓦当:屋檐最前端的一片瓦为瓦当,瓦面上带著有花纹垂挂圆型的挡片。瓦当的图案设计优美,字体行云流水,极富变化,有云头纹、几何形纹、饕餮纹、文字纹、动物纹等等,为精致的艺术品。(2)汉砖:汉砖上的雕饰,包罗万象,繁复美观。无论是彩绘或是浮雕图像都生动活泼,线条灵活;其中表现的故事都是当时社会的缩影,在四川省彭山发现的汉墓中,有一种圹砖是专供筑墓或建隧道使用的,在结构中似乎已经知道应用物理学上的圆柱中空的道理。自古以来,我国社会崇尚厚葬,陶器可久藏不朽,成了最好的陪葬品,有模型房舍、乐器、鸟兽、以及人俑,秦汉时期的兵马俑最为有名,最近陆续出土狻为考古学者重视(3)兵马俑:兵马俑多用模塑结合的方法制成,先用陶模作出初胎,再覆盖一层细泥进行加工刻划加彩,有的是先烧後接,有的是先接再烧,火候均匀、色泽单纯、硬度很高。(4)铅釉陶:铅釉陶是汉代陶艺的一种创新,有黄、褐、绿等色,绿釉较为流行,以铅为釉的基础,加上少许的氧化 就可得到青绿色,熔点低只 烧摄氏七百到八百度,,必且可以薄薄的匀挂在胎上。

          在南方也盛产青釉陶,火度高,釉质较硬,也是後来发展青瓷的开端。东汉的中後期就有了青瓷,使用「龙窑」提高窑温,也选用一般瓷器使用的高岭土。

          隋朝时期的陶瓷:  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。

          唐代的陶瓷: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。唐代最著名的是唐三彩。
      唐代最重要的产品是驰名中外的唐三彩,一直到文明的今天还受到广泛的喜好与收藏。唐三彩是陪葬的陶器,色彩亮丽有黄、绿、青三色铅釉,故名唐三彩,但不一定每件唐三彩都三色俱全,但可利用三色交叉混合的上釉技术来制造出美丽的花朵,以及先在坯体上刻花成暗色图案,变化无穷,彩色斑斓。唐三彩分布在长安和洛阳两地,在长安的称西窑,在洛阳的则称东窑。唐代盛行厚葬,不仅是大官贵族,百姓也如此,已形成一股风气。唐三彩种类很多人物、动物、碗盘、水器、酒器、文具、家具、房屋,甚至装骨灰的壶坛等等。大致上较为人喜爱的是马俑,有的扬足飞奔,有的徘徊伫立,有的引颈嘶 ,均表现出栩栩如生的故种姿态。至於人物造型有妇女、文官、武将、胡俑、天王,根据人物的社会地位和等级,刻画出不同的性格和特徵;贵妇面部丰圆,梳成各式发髻,穿著色彩鲜艳的服装,文官彬彬有礼,武士刚烈勇猛,胡俑高 深目、天王怒目威武雄壮气概,足为我国古代雕塑的典范品。

          宋朝时期的陶瓷 :  後周赵匡胤夺取政权,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,即使後人仿制也少能匹敌 。

          元朝的陶瓷 : 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,带动以後明清两代的瓷器发展,得到很高的成就。(1)枢府窑:元代在景德镇设计官窑,制作精美,装饰花纹中常有「枢府」二字,因而又称枢府窑,景德镇渐形成全国瓷器制造中心也是从元代开始。(2)青花:青花是在白瓷上用钴料画成图案烧制而成,只用一种蓝色,但颜料的浓淡、层次,都可以呈现出极其丰富多样的艺术效果。青花简朴而又华美,既复杂又统一,如同蓝印花布一样,具有质朴、淳厚、典雅的特色,成为瓷器中的主要品种。(3)釉红:釉红是以氧化代替钴料,做法与青花属釉下彩绘,由於还原成雪红色,釉透红,故名釉红,元代继钧窑之後所出现的另一种红色表现方法,烧成不易,是烧制瓷器较难的一种,往往呈灰红色或暗褐色,相当不稳定,产量不多,传世更少。

          明朝时期的陶瓷 :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,而明代之後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、成为後世彩瓷发展的基础,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,宋瓷前都以单釉为主,而明代後走入了彩绘世界,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。

          清朝时期的陶瓷:  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。(1)粉彩:雍正时期则以粉彩最有成就,粉彩主要特徵是用色调柔和淡雅,比例精细工整,故又称「软彩」;采用白粉扑底成立体状再加色彩,并染成浓淡明暗层次,清新透彻,温润平实,深具工笔花鸟之意味及浓厚的装饰性。(2)珐琅彩:乾隆时期继承前清二朝风气,产生不少秀丽精巧作品,而後则不惜资本,追求创意,综合各种工艺技法,运用在陶瓷之上,仿其他各种素材的产品也很多。在彩绘上最大的成就就是珐琅彩,最早采用进口的颜料烧制,所以也称「洋彩」。珐琅彩所用的材料,色择晶莹,质地凝厚,用作装饰,花纹有微凸堆之感。景德镇瓷胎运到宫廷,命画院化工加以彩绘,多属「内廷秘玩,所以装饰画法极为精细,追求华美艳丽,狻具宫廷气息,加上宫中的「古月轩」作款式,全属内府,成为有名的古月轩瓷。(3)紫砂:宜兴紫砂到清代产量更大,名家辈出,除宜兴壶的制造外,日常各式用品如碗盘、花瓶、花盆等都有,保持胎本色、古意盎然、各种色陶也都具有创意。(4)织金:「织金」就是用金线沟边再填彩,相当具有特色,采用景德白胚在广州加彩出口,也一直延传到今天。(5)黑瓷:山东博山的黑瓷,是北方农家流行的生活用品。(6)石湾塑:广东石湾塑造人物近年来很受重视,釉色变化万千,栩栩如生,尤其以故事人物,表情生动有力又具趣味。

          中国近代的陶瓷 : 鸦片战争以后,中国沦为半封建半殖民地社会,中国的民族工业受到了严重摧残,千载名窑也停滞而趋向衰落。陶瓷生产水平继续下滑,生产规模也日趋萎缩,制造工艺上仍沿行旧法。 中国毕竟有悠久的制瓷传统,广大瓷工身怀绝技,在极其艰难困苦的情况下,奋力发展以手工技艺为特色的仿古瓷、美术瓷生产,坚持与外国机器制造的日用瓷相抗争,保持了中国瓷器在国际上的美誉,于衰落中显示了振兴陶瓷的潜力。

      【陶瓷的分类】

          陶瓷有多种的分类方法,一般人们习惯按以下四个方面进行分类:

      ①按用途来分,可分为日用陶瓷,艺术(陈列)陶瓷,卫生陶瓷,建筑陶瓷,电器陶瓷,电子陶瓷,化工陶瓷,纺织陶瓷,透千(燃气输机)陶瓷等等。

      ②按是否施釉来分,可分为有釉陶瓷和无釉陶瓷两类。

      ③人们为了生产、研究和学习上的方便,有时不按化学组成,而根据陶瓷的性能,把它们分为高强度陶瓷,铁电陶瓷、耐酸陶瓷,高温陶瓷、压电陶瓷,高韧性陶瓷,电解质陶瓷、光学陶瓷(即透明陶瓷),磁性陶瓷,电介质陶瓷,磁性陶瓷和生物陶瓷等等。

      ④可简单分为硬质瓷,软质瓷、特种瓷三大类。

          我国所产的瓷器以硬质瓷为主。硬质瓷器,坯体组成熔剂量少,烧成温度高,在1360℃以上色白质坚,呈半透明状,有好的强度,高的化学稳定性和热稳定性,又是电气的不良传导体,如电瓷、高级餐具瓷,化学用瓷,普通日用瓷等均属此类,也可叫长石釉瓷。

          软质瓷器与硬质瓷不同点是坯体内含的熔剂较多,烧成温度稍低,在1300℃以下,因此它的化学稳定性,机械强度,介电强度均低,一般工业瓷中不用软质瓷,其特点是半透明度高,多制美术瓷,卫生用瓷,瓷砖及各种装饰瓷等,通常如骨灰瓷、熔块瓷属于此类。

          特种瓷种类很多,多以各种氧化物为主体,如高铝质瓷,它是以氧化铝为主,镁质瓷,以氧化镁为主;滑石质瓷,以滑石为主;铍质瓷,以氧化铍或绿柱石为主;锆质瓷,以氧化锆为主;钛质瓷,以氧化钛为主。

          上述特种瓷的特点多是,由不含粘土或含极少量的粘土的制品,成型多用干压、高压方法,在国防工业,重工业中多用此类瓷如火箭,导弹上的挡板,飞机、汽车上用的火花塞,收音机,内用的半导体,快速切削用的瓷刀等等。

      【陶瓷的制作】

          陶瓷的干燥是陶瓷的生产工艺中非常重要的工序之一,陶瓷产品的质量缺陷有很大部分是因干燥不当而引起的。陶瓷工业的干燥经历了自然干燥、室式烘房干燥,到现在的各种热源的连续式干燥器、远红外干燥器、太阳能干燥器和微波干燥技术。干燥虽然是一个技术相对简单,应用却十分广泛的工业过程,不但关系着陶瓷的产品质量及成品率,而且影响陶瓷企业的整体能耗。据统计,干燥过程中的能耗占工业总燃料消耗的15%,而在陶瓷行业中,用于干燥的能耗占燃料总消耗的比例远不止此数,故干燥过程的节能是关系到企业节能的大事。陶瓷的干燥速度快、节能、优质,无污染等是新世纪对干燥技术的基本要求。   

          陶瓷干燥过程机理

          坯体中的水分  

          陶瓷坯体的含水率一般在5%-25%之间,坯体与水分的结合形式,物料在干燥过程中的变化以及影响干燥速率的因素是分析和改进干燥器的理论依据。当坯体与一定温度及湿度的静止空气相接触,势必释放出或吸收水分,使坯体含水率达到某一平衡数值。只要空气的状态不变,坯体中所达到的含水率就不再因接触时间增加而发生变化,此值就是坯体在该空气状态下的平衡水分。而到达平衡水分的湿坯体失去的水分为自由水分。也就是说,坯体水分是平衡水分和自由水分组成,在一定的空气状态下,干燥的极限就是使坯体达到平衡水分。

          坯体内含有的水分可以分为物理水与化学水,干燥过程只涉及物理水,物理水又分为结合水与非结合水。非结合水存在于坯体的大毛细管内,与坯体结合松弛。坯体中非结合水的蒸发就像自由液面上水的蒸发一样,坯体表面水蒸汽的分压力,等于其表面温度下的饱和水蒸汽分压力。坯体中非结合水排出时。物料的颗粒彼此靠拢,因此发生体积收缩,故非结合水又称为收缩水。结合水是存在于坯体微毛细管(直径小于o.1μm)内及胶体颗粒表面的水,与坯体结合比较牢固(属物理化学作用),因此当结合水排出时,坯体表面水蒸汽的分压将小于坯体表面温度下的饱和水蒸汽分压力。在干燥过程中当坯体表面水蒸汽分压力等于周围干燥介质的水蒸汽分压力时,干燥过程即停止,水分不能继续排出,此时坯体中所含的水分即为平衡水,平衡水是结合水的一部分,它的多少取决于干燥介质的温度和相对湿度。在排出结合水时,坯体体积不发生收缩,比较安全。

      坯体的干燥过程

          以对流干燥过程为例,坯体的干燥过程可以分为:传热过程、外扩散过程、内扩散过程三个同时进行又相互联系的过程。

          传热过程,干燥介质的热量以对流方式传给坯体表面,又以传导方式从表面传向坯体内部的过程。坯体表面的水分得到热量而汽化,由液态变为气态。

          外扩散过程:坯体表面产生的水蒸汽,通过层流底层,在浓度差的作用下,以扩散方式,由坯体表面向干燥介质中移动。

          内扩散过程:由于湿坯体表面水分蒸发。使其内部产生湿度梯度,促使水分由浓度高的内层向浓度较低的外层扩散,称湿传导或湿扩散。

          在干燥条件稳定的情况下,坯体表面温度、水分含量、干燥速率与时间有一定的关系,根据它们之间关系的变化特征,可以将干燥过程分为:加热阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段三个过程。

          加热阶段,由于干燥介质在单位时间内传给坯体表面的热量大于表面水分蒸发所消耗的热量,因此受热表面温度逐渐升高,直至等于干燥介质的湿球温度,此时表面获得热与蒸发消耗热达到动态平衡,温度不变。此阶段坯体水分减少,干燥速率增加。

          等速干燥阶段,本阶段仍继续进行非结合水排出。由于坯体含水分较高,表面蒸发了多少水量,内部就能补充多少水量,即坯体内部水分移动速度(内扩散速度)等于表面水分蒸发速度,亦等于外扩散速度,所以表面维持潮湿状态。另外,介质传给坯体表面的热量等干水分汽化所需的热量,所以坯体表面温度不变,等于介质的湿球温度。坯体表面的水蒸汽分压等子表面温度下饱和水蒸汽分压,干燥速率稳定,故称等速干燥阶段。本阶段是排出非结合水,故坯体会产生体积收缩,收缩量与水分降低量成直线关系,若操作不当,干燥过快,坯体极容易变形,开裂,造成干燥废品。等速干燥阶段结束时,物料水分降低到临界值。此时尽管物料内部仍是非结合水,但在表面一层内开始出现结合水。

          降速干燥阶段,这一阶段中,坯体含水量减少,内扩散速度赶不上表面水分蒸发速度和外扩散速度,表面不再维持潮湿,干燥速率逐渐降低。由于表面水分蒸发所需热量减少,物料温度开始逐渐升高。物料表面水蒸汽分压小于表面温度下饱和水蒸汽分压。此阶段是排出结合水,坯体不产生体积收缩,不会产生干燥废品。当物料排水分下降等于平衡水分时,干燥速率变为零,干燥过程终止,即使延长干燥时间,物料水分也不再发生变化。此时物料表面温度等于介质的干球温度,表面水蒸汽分压等于介质的水蒸汽分压。降速干燥阶段的干燥速度,取决于内扩散速率,故又称内扩散控制阶段,此时物料的结构、形状、尺寸等因素影响着干燥速率。

      影响干燥速率的因素

          影响干燥速率的因素有,传热速率、外扩散速率、内扩散速率。

          (一)加快传热速率

          为加快传热速率,应做到:①提高干燥介质温度,如提高干燥窑中的热气体温度,增加热风炉等,但不能使坯体表面温度升高太快,避免开裂,②增加传热面积:如改单面干燥为双面干燥,分层码坯或减少码坯层数,增加于与热气体接触面,③提高对流传热系数。

          (二)提高外扩散速率当干燥处于等速干燥阶段时,外扩散阻力成为左右整个干燥速率的主要矛盾,因此降低外扩散阻力,提高外扩散速率,对缩短整个干燥周期影响最大。外扩散阻力主要发生在边界层里,因此应做到:①增大介质流速,减薄边界层厚度等,提高对流传热系数。也可提高对流传质系数,利于提高干燥速度,②降低介质的水蒸汽浓度,增加传质面积,亦可提高干燥速度。

          (三)提高水分的内扩散速率

          水分的内扩散速率是由湿扩散和热扩散共同作用的。湿扩散是物料中由于湿度梯度引起的水分移动,热扩散是物理中存在温度梯度而引起的水分移动。要提高内扩散速率应做到:①使热扩散与湿扩散方向一致,即设法使物料中心温度高于表面温度,如远红外加热、微波加热方式,②当热扩散与湿扩散方向一致时,强化传热,提高物料中的温度梯度,当两者相反时,加强温度梯度虽然扩大了热扩散的阻力,但可以增强传热,物料温度提高,湿扩散得以增加,故能加快干燥,③减薄坯体厚度,变单面干燥为双面干燥,④降低介质的总压力,有利子提高湿扩散系数,从而提高湿扩散速率,⑤其他坯体性质和形状等方面的因素。

      干燥技术分类

          按干燥制度是否进行控制可分为,自然干燥和人工干燥,由于人工干燥是人为控制干燥过程,所以又称为强制干燥。
          按干燥方法不同进行分类,可分为:
          ①对流干燥,其特点是利用气体作为干燥介质,以一定的速度吹拂坯体表面,使坯体得以干燥。
          ②辐射干燥,其特点是利用红外线、微波等电磁波的辐射能,照射被干燥的坯体使其得以干燥。
          ③真空干燥,这是一种在真空(负压)下干燥坯体的方法。坯体不需要升温,但需利用抽气设备产生一定的负压,因此系统需要密闭,难以连续生产。
          ④联合干燥,其特点是综合利用两种以上干燥方法发挥它们各自的特长,优势互补,往往可以得到更理想的干燥效果。

          还有一些干燥方法,按干燥制度是否连续分为间歇式干燥器和连续式干燥器。连续式干燥器又可按干燥介质与坯体的运动方向不同分为顺流、逆流和混流:按干燥器的外形不同分为室式干燥器、隧道式干燥器等。

      各瓷种所用干燥器特点

      建筑卫生陶瓷干燥器

          恒温恒湿大空间干燥卫生洁具的坯体在微压之后水分为18%左右,此时强度低,不宜搬动,一般采取就地干燥的方法。一般厂家采用锅炉蒸汽加热的方法系统,它的特点是燃料成本低,可以形成一定的干燥气氛。同时缺点很多,如无横向空气流动;排湿功能差,干燥时间长;无通风系统,工人工作条件差。因此比较先进的“恒温恒湿系统”被采用。这种系统不需要改变原来的生产流程、生产工艺,还可以加速干燥速度,它的另一大特点是具有强制通风功能。这一系统也存在一系列的问题,如能源消耗大;参数滞后;干燥不同步等。尤其是近年来石膏模有变大趋势,那么坯体的干燥时间和要求就不一样,为了保证每一班的生产安排。石膏模的干燥成为生产安排的主要矛盾。在解决这一问题上采用密封式干燥系统,即石膏摸出坯后整个成型线密封,在这个小的空间内使用小型的恒温恒湿系统。

      热风快速干燥

          快速干燥就是干燥气氛按坯体的不同及坯体干燥程度而变化,时刻保持最佳干燥气氛,提高干燥速度。温湿度自动调节快速干燥室具有以下几个特点,①空间小,参数调整时响应快,精确度高;②可以根据坯体的情况,设定不同的干燥曲线;③工控机控制,自动化程度高,减少人为失误的因素,坯体干燥合格率高。这一系统由房体结构、热风炉、布风系统、搅拌系统、控制系统、湿度系统等六部分组成。

      蒸汽快速干燥

          这里讨论的是蒸汽直接干燥,就是坯体出模后,沿轨道进入末端封闭的干燥室中,关闭干燥室后将蒸汽沿顶部的管道直接进入密封干燥室中,蒸汽在密室中膨胀降压,湿蒸汽由密室底部的管道排出回收。它的最大的优点是干燥快,正品率高。

      工频电干燥

          就是将工频电(50Hz)通过坯体,由于坯体的电阻作用使得整个坯体均匀升温干燥,使达到了既升温又无温度梯度的目的。工频电干燥的缺点是干燥前的准备工作很麻烦,而且它只适合单件产品干燥。

      墙地砖干燥

          墙地砖的坯体从压机出来后一般都是由窑炉的余热来进行干燥,但随着产品的规格尺寸越来越大,最大达1.2×2mm,甚至更大,厚度越来越厚,从8mm增大到60mm,靠窑炉的余热已经不能满足干燥的要求。而且随着产品的高档化、色彩多样化,对窑内的气氛的控制要求越来越精确和严格,用余热来干燥坯体时,干燥段的调整会引起窑内气氛的变化,甚至增加窑炉烧成燃料的消耗,有的增加1-2吨燃料。于是便出现了立式干燥器、干燥窑、多层干燥窑等。

      立式干燥窑

      它是应用比较广泛的干燥设备,它占地面积小,干操小规格的墙地砖,具有较好的效果。

      干燥窑

          干燥窑是直接加在烧成窑之前,外观上是窑炉的一部分(称为预热带)或是在窑的旁边独立建造一条长宽相当的干燥窑。坯体从压机出来或施釉后出来直接进入干燥窑干燥,干燥完坯体直接进入预热带或经传动进入烧成密进行烧成。它由热风炉、布风系统、窑体结构三个部分组成,干燥窑热利用率好的一般只采用烧成窑的热风基本上能满足干燥要求,有的差一点或要求干燥水分低一点的,除了用烧成密的热风外,还需要另外烧热风炉,每天消耗燃料2~3吨。

      多层干燥窑

          随着技术的进步,坯体中含水率越来越低,干燥过程需将含水率从8%降低到1%,使用一般干燥窑不能达到这个目标。多层干燥窑就能解决这个问题。它是由窑头排队器,窑尾收集器及若干干燥单元组成,每个单元都是独立的,它们的温度、湿度调节,通风量调节,单独由热风炉。它的优点是:足够的干燥时间;外表面积小,散热损失小;出风口贴近砖面。干燥强度高;调节温度时通风量不会受到影响,因此热风吹过砖坯表面的速度及范围都不会因温度的调整而变动,但是多层干燥窑的调控相对比较困难,特别是窑宽增加,无法保证窑内温度的均匀,引起干燥效果不一。

      日用陶瓷干燥

          日用陶瓷干燥与卫生陶瓷或墙地砖坯体的干燥不同,其具有的特点是:①坯体的种类繁多、数量大、尺寸小、形状复杂。变形和开裂是最常见的两种缺陷:②生产工艺过程中常常要拌入脱模、翻坯、修坯、接把、上釉等工序而成为流水作业完成。因此日用瓷的干燥主要使用链式干燥器。根据链条的布置方式可分为:水平多层布置干燥器、水平单层布置干燥器、垂直(立式)布置干燥器。

      远红外干燥技术

          红外辐射干燥技术越来越受到各行各业人们的重视,在食品干燥、烟草、木材、中草药、纸板、汽车、自行车、金属体烤漆等方面发挥很大作用。此外,远红外干燥也被应用于陶瓷干燥中。大部分物体吸收红外线的波长范围都在远红外区,水和陶瓷坯体在远红外区也有强的吸收峰,能够强烈地吸收远红外线,产主激烈的共振现象,使坯体迅速变热而使之干燥。且远红外对被照物体的穿透深度比近、中红外深。因此采用远红外干燥陶瓷更合理。远红外干燥比一般的热风、电热等加热方法具有高效快干、节约能源、节省时间、使用方便、干燥均匀、占地面积小等优点,从而达到了高产、优质、低消耗的优良效果。

          据陶瓷厂生产实践证明,采用远红外干燥比近红外线干燥时间可缩短一半,是热风干燥的1/10,成坯率达90%以上,比近红外干燥节电20~60%[1]。郑州瓷厂对10寸平盘进行远红外干燥技术实施,结果证明,生产周期提高一倍,通常干燥时间为2.5~3小时,缩短为1小时,成本低、投资小、见效快、卫生条件好、占地面积小。远红外材料的研究近年来很活跃,而且取得了很大进展,在各行各业也有很多成功应用的例子,为什么在建筑卫生陶瓷的干燥线上却少有人问津呢?

      微波干燥技术

          微波是指介于高频与远红外线之间的电磁波,波长为O.001—1m,频率为300-300000MHz。微波干燥是用微波照射湿坯体,电磁场方向和大小随时间作周期性变化使坯体内极性水分子随着交变的高频电场变化,使分子产生剧烈的转动,发生摩擦转化为热能,达到坯体整体均匀升温、干燥的目的[2、3、4]。微波的穿透能力比远红外线大得多,而且频率越小,微波的半功率深度越大。微波干燥的特点:

      (1)均匀快速,这是微波干燥的主要特点。由于微波具有较大的穿透能力,加热时可使介质内部直接产生热量。不管坯体的形状如何复杂,加热也是均匀快速的,这使得坯体脱水快,脱模均匀,变形小,不易产生裂纹。

      (2)具有选择性,微波加热与物质的本身性质有关、在一定频率的微波场中,水由于其介质损耗比其它物料大,故水分比其它干物料的吸热量大得多;同时由于微波加热是表里同时进行,内部水份可以很快地被加热并直接蒸发出来,这样陶瓷坯体可以在很短的时间内经加热而脱模。

      (3)热效率高、反应灵敏,由于热量直接来自于干燥物料内部,热量在周围介质中的损耗极少,加上微波加热腔本身不吸热,不吸收微波,全部发射作用于坯体,热效率高。

          微波加热设备主要由直流电源、微波管、连接波导、加热器及冷却系统等几个部分组成微波加热器按照加热物和微波场作用的形式可分为驻波场谐振加热器、行波场波导加热器、辐射型加热器、慢波型加热器等几大类。

          微波干燥在日用陶瓷中应用

          湖南国光瓷业集团股份有限公司,根据日用陶瓷的工艺特点,设计了一条日用陶瓷快速脱水干燥线用于生产中,实践证明,与传统链式干燥线相比,成坯率提高10%以上,脱石膏模时间从35~45分钟缩短到5~8分钟,使用模具数量由400~500件下降致100~120件,微波干燥线所占地面积小,生产无污染.其效率式链式干燥的6.5倍,除了可大量节约石膏模具外,与二次快速干燥线配合使用,对于10.5寸平盘总干燥成本可下降350元/万件[5]。

          微波干燥在电瓷中的应用

          辽宁抚顺石油化工公司,李春原对电瓷干燥工艺采用微波加热干燥技术、重量鉴读控制技术、红外测温鉴读控制技术,对复杂形状的电瓷进行干燥,与常规蒸汽干燥方法相比较,可提高生产率24~30倍,提高成品率15%~35%,相同产量占地面积仅是现有工艺的二十分之一左右,可大幅度地提高经济效益。这对建筑卫生陶瓷、墙地砖等一些异型产品的干燥可提供借鉴。

          多孔陶瓷的干燥多孔陶瓷由于具有机械强度高、易于再生、化学稳定性好、耐热性好、孔道分布均匀等优点,具有广阔的应用前景,并被广泛应用于化工。环保、能源、冶金、电子、石油、冶炼、纺织、制药、食品机械、水泥等领域。作为吸声材料敏感元件和人工骨、齿根等材料也越来越受到人们的重视。由于多孔材料成型时含水分较多,孔隙多,且坯体内孔壁特别薄,用传统的方法因加热不均匀,极难干燥,加之这些多孔材料导热系数差,其干燥过程要求特别严格,特别是用于环保汽车等方面的蜂窝陶瓷,干燥过程控制不好,易变形,影响孔隙率及比表面积。微波干燥技术已成功地应用于多孔陶瓷的干燥,其能很容易地把坯体的水分从18%~25%降低到3%一下,降水率达到0.7~1.5kg,大大缩短干燥时间、提高成品率。我们亦把微波干燥应用于劈开砖的温坯干燥,效果亦非常明显。

      展望

          微波加热虽然有许多优点,但其固定投资和纯生产费用较其它加热方法为高,特别是耗电较多,使生产成本增加;微波在大能量长时间的照射下,对人体健康带来不利影响,微波加热是有选择性的。因此单独采用微波干燥或对流干燥都有它们的优劣之处。如果综合两者将会使两种方法的优点得到充分的发挥。即在快速干燥室内,增加微波发生器。在坯体的升温阶段,微波发生器以最大功率运行,在很短的时间内使坯体温度升高。然后逐渐减少微波功率,而热风干燥以最大强度运行,这样总的加热时间将减少50%,总能耗并没有增加,而且坯体合格率高。而且,我们应该尽可能使微波炉结构设什合理,防辐射措施得当,可使微波辐射减至最小,对人体完全没有影响[6]。所以为了更好地发挥微波技术的优点,除了采用混和加热或混合干燥技术外,加强完善陶瓷材料与微波之间的作用机理的研究,加强陶瓷材料的介电性能、介质消耗与微波频率及温度关系的基础数据试验,及完善微波干燥的工艺及设备,使这一技术委陶瓷行业服务。
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