陶瓷器
陶瓷器，也作陶磁器，一般稱為陶瓷，是用泥（陶泥或瓷泥）勾水成泥漿，製成器皿的形狀，待乾燥後再放入爐燒成一件件器皿的工藝。製成品會叫做陶器或瓷器。陶器一般用黏土或陶土經捏製成形後燒制而成；瓷器則由瓷石、高嶺土等組成，外表施有釉或彩繪的物器，需經過高溫（約1200℃–1400℃）的窯內燒制，源於中國。
材料
陶瓷材料是一種無機、金屬氧化物、氮化物或碳化物材料。某些元素（例如碳或矽）可視為陶瓷。陶瓷材料易碎、堅硬、抗壓強度高，但抗剪切和抗拉強度低。它們可耐受其他材料在酸性或鹼性環境中發生的化學侵蝕。陶瓷通常可耐受極高的溫度，範圍從 1,000 °C 到 1,600 °C（1,800 °F 到 3,000 °F）。
陶瓷材料的結晶度差別很大。大多數情況下，燒制後的陶瓷是玻璃化的或半玻璃化的，例如陶器、炻器和瓷器。離子鍵和共價鍵中不同的結晶度和電子組成使大多數陶瓷材料成為良好的熱和電絕緣體（陶瓷工程中的研究）。由於陶瓷的組成/結構有如此多的可能選擇（幾乎所有的元素、幾乎所有的鍵合類型和所有的結晶度水平），這個主題的範圍非常廣，很難為整個群體指定可識別的屬性（硬度、韌性、電導率）。高熔點、高硬度、差的導電性、高彈性模量、耐化學性和低延展性等一般性質是常態 ，[1]但每個規則都有已知的例外（壓電陶瓷、低玻璃化轉變溫度陶瓷、超導陶瓷）。
玻璃纖維和碳纖維等複合材料雖然含有陶瓷材料，但不屬於陶瓷家族。[2]
高度定向的結晶陶瓷材料不適合進行多種加工。處理它們的方法往往分為兩類：要麼通過原位反應將陶瓷製成所需形狀，要麼將粉末「成型」成所需形狀，然後燒結成固體。陶瓷成型技術包括手工成型（有時包括稱為「投擲」的旋轉過程）、注漿成型、流延成型（用於製造非常薄的陶瓷電容器）、注塑、干壓和其他變化。
許多陶瓷專家並不認為具有非晶態（即玻璃）特徵的材料是陶瓷，儘管玻璃製造涉及陶瓷工藝的幾個步驟，並且其機械性能與陶瓷材料相似。然而，熱處理可以將玻璃轉化為一種半結晶材料，稱為微晶玻璃。[3]
傳統的陶瓷原料包括高嶺石等粘土礦物，而較新的材料包括氧化鋁，俗稱礬土。現代陶瓷材料被歸類為高級陶瓷，包括碳化矽和碳化鎢。這兩種材料都因其耐磨性而受到重視，因此被用於採礦作業中破碎設備的耐磨板等應用。高級陶瓷還用於醫療、電氣、電子和裝甲行業。
歷史
人類似乎已經製作自己的陶瓷至少 26,000 年了，將粘土和二氧化矽置於高溫下熔化並形成陶瓷材料。迄今為止發現的最早的陶器是在歐洲中南部，是雕像，而不是盤子。[4]已知最早的陶器是將動物產品與粘土混合，然後在高達 800°C (1,500°F) 的溫度下燒制而成。雖然已經發現了 19,000 年前的陶器碎片，但直到大約 10,000 年後，普通陶器才變得普遍。一個遍佈歐洲大部分地區的早期民族因其使用陶器而得名：繩紋器文化。這些早期的印歐民族在陶器還濕的時候用繩子包裹它來裝飾它。當陶瓷被燒制時，繩子會被燒掉，但會在表面留下複雜的凹槽裝飾圖案。
輪子的發明最終導致人們使用輪成型（拉坯）技術（如陶輪）製作出更光滑、更均勻的陶器。早期的陶瓷是多孔的，容易吸水。隨着上釉技術的發現，它開始用於更多物品，上釉技術涉及用矽、骨灰或其他可以熔化並重新形成玻璃表面的材料塗覆陶器，使容器不易透水。
考古學
陶瓷文物在考古學中發揮着重要作用，有助於了解古代人的文化、技術和行為。它們是考古遺址中最常見的文物之一，通常以碎陶器的小碎片形式存在，稱為陶片。收集到的陶片的處理可以分為兩種主要分析類型：技術和傳統分析。
傳統的分析方法是根據風格、成分、製作方法和形態將陶瓷製品、陶片和較大的殘片分類成特定類型。通過創建這些類型學，可以區分不同的文化風格、陶瓷的用途、當時人們的技術水平等。此外，通過觀察陶瓷風格隨時間的變化，可以將陶瓷分為不同的診斷組（組合）。將陶瓷製品與已知年代的組合進行比較，可以按時間順序對這些殘片進行歸類。[5]
陶瓷分析的技術方法包括更細緻地檢查陶瓷文物和陶片的成分，以確定材料的來源，並由此確定可能的製造地點。關鍵標準是粘土的成分和製造所研究物品時使用的調製劑：調質劑是在初始生產階段添加到粘土中的材料，用於輔助後續乾燥過程。調質劑的類型包括貝殼碎片、花崗岩碎片和被稱為「熟料」的磨碎的陶片碎片。調質劑通常通過顯微鏡檢查調質材料來確定。粘土的識別是通過重新燒製陶瓷並使用孟塞爾土壤顏色符號為其分配顏色的過程來確定的。通過估計粘土和調質劑的成分並找到已知兩者都存在的區域，可以確定材料來源。根據文物的來源分配，可以進一步調查製造地點。
特性
| 名稱 | 吸水率 | 胎料 | 燒成溫度 | 表面 |
|---|---|---|---|---|
| 陶器 | >10% | 粘土 | ～900℃ | 不施釉 |
| 瓷器 | <0.5% | 高嶺土 | ～1200℃ | 施釉 |
| 大類 | 子類 | ||
|---|---|---|---|
| 陶瓷 | 土器 | 磚、瓦 | 將特定形狀的粘土進行煅燒，可製成紅磚、青磚和瓦。 |
| 耐火磚 | |||
| 其他 | |||
| 瓷磚 | 將耐火的金屬氧化物及半金屬氧化物，經由研磨、混合、壓制、施釉、燒結製成。 | ||
| 燒結器 | 陶器 | 紅陶 | |
| 白陶 | |||
| 灰陶 | |||
| 黑陶 | |||
| 瓷器 | 硬質瓷 | ||
| 軟質瓷胎體強度低、敲擊聲音暗啞。 | |||
| 熔塊瓷 | 陶瓷材料 | 高溫陶瓷、電子陶瓷、介電陶瓷、壓敏陶瓷、玻璃陶瓷 |
參考文獻
- ^ Black, J. T.; Kohser, R. A. DeGarmo's materials and processes in manufacturing. Wiley. 2012: 226. ISBN 978-0-470-92467-9.
- ^ Carter, C. B.; Norton, M. G. Ceramic materials: Science and engineering. Springer. 2007: 3 & 4 [2024-12-23]. ISBN 978-0-387-46271-4. （原始內容存檔於2024-04-26）.
- ^ How are Glass, Ceramics and Glass-Ceramics Defined?. TWI Global. [2021-10-01]. （原始內容存檔於2021-10-01）.
- ^ Ceramic history. Materials Science and Engineering Education. University of Washington Departments. [2020-03-02]. （原始內容存檔於2020-11-06）.
- ^ Ceramic Analysis. The Process of Archaeology. Mississippi Valley Archaeological Center. [2004-11-12]. （原始內容存檔於June 3, 2012）.
- ^ Getty AAT, "Earthenware". [2017-05-18]. （原始內容存檔於2017-12-22）.
- ^ ASTM C242 – 15. Standard Terminology Of Ceramic Whitewares And Related Products
- ^ Hermann Salmang, Horst Scholze, Rainer Telle (Hrsg.): Keramik. 7. Auflage, Heidelberg 2007, S. 699.
外部連結
- 戶倉恆信〈瀨戶物-日本陶瓷文化的精華〉 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館），自由時報，2019年5月6日。
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