第1章陶瓷 1.1陶瓷材料概述 1.1.1陶瓷在中国的发展简史 1. 新石器时代 新石器时代早期的陶器制作粗糙、古朴，多以实用为主。到了新石器时代晚期，陶瓷有了长足的发展（图1-1），主要以仰韶文化、屈家岭文化、河姆渡文化、大汶口文化、龙山文化为代表，其主要品种有灰陶、彩陶、黑陶和几何印纹陶等。 2. 夏至两晋时期 商朝陶器基本继承了新石器时代的样式。到后期，印纹硬陶和白陶有很大发展，尤以白陶最为精美。周代陶器的主要贡献是使陶器应用到建筑方面。两汉时期的釉陶已发展到很高水平，丰富的釉陶制品取代了铜制品，由于技术的进步，也有一系列造型活泼的动物型出现，如图1-2所示，具有极大的艺术价值。西安秦始皇兵马俑，不论面貌、衣袍、甲骨、发髻等都是精雕细刻的艺术珍品。 图1-1新石器时代出现最初的食器 图1-2汉代釉陶——辟邪神兽 西晋和五代时期，主要的发展是越窑的青瓷，如图1-3所示，由于青瓷烧制技术的提高，使得造型更为丰富，具备了非常高的艺术水准。 3. 隋至元朝时期的陶瓷文化 隋唐时期，迎来了陶瓷发展的高潮。隋代的主要成就在于白釉瓷器技术的提高，为白瓷的发展铺平了道路，也为“南青北白”的格局创造了条件。唐代出现了彩瓷，为彩釉和彩绘开辟了新道路。唐三彩是一种低温铅釉陶器，因经常使用黄、绿、褐三种色彩而得名，是我国古代陶器工艺的精品，如图1-4所示。宋代是制瓷业的发展高峰，出现了许多闻名世界的名窑。其中五大名窑——定、汝、官、哥、钧，就是其中的典型代表。 图1-3青瓷 图1-4三彩胡人牵骆驼俑 元代时期，由于战乱，打击了制瓷业，但制瓷工艺仍有创新。一方面，如钧窑、龙泉窑、景德镇窑等名窑依然继续生存； 另一方面，景德镇成功地烧出了青花、釉里红、卵白釉等新品种，如图1-5所示，为它日后成为瓷都奠定了基础。 图1-5元青花缠枝牡丹纹罐 图1-6永乐翠青碗 4. 明、清时期的陶瓷文化 明代的瓷器以青花瓷为主。青花瓷既敦厚凝重又轻巧俊秀，造型有碗、瓶、高足把杯等，如图1-6所示。在釉里红瓷器的基础上，明代还烧成了斗彩和五彩等瓷器。 清初的制瓷技艺和技巧都有了很大提高，达到了历史的高峰。明代已有的工艺品基本上有了提高。清代的彩瓷分化出了更多的彩色，不仅墨彩、蓝彩及金彩出现在五彩瓷器画面上，而且创造了粉彩、珐琅彩、紫砂、织金、黑瓷等一些新的装饰品种，从而丰富了清代的瓷器装饰，使中国陶瓷走向了辉煌。 1.1.2中国陶瓷对西方的影响 16世纪末至17世纪初，随着欧洲新贸易航线的开辟，中国的瓷器开始运往欧洲。在此之前,中国瓷器仅有少数通过“丝绸之路”辗转传到欧洲，所以欧洲人对瓷器几乎没有实质性的接触。16世纪初，葡萄牙商人开始进口明朝晚期青花瓷。17世纪晚期起，中国开始出口青花瓷和五彩瓷，瓷器样式有花瓶、碟、茶具、执壶及其他实用器具，人物塑像和鸟兽。中国白瓷和宜兴紫砂壶也传到了欧洲，给予那些急切想要仿制中国瓷器的陶工们极大的启发。 德国受中国瓷器的影响，伯特格尔于1708年最先在欧洲烧成瓷器。此后著名的迈森瓷厂开业，中国清代康熙、雍正、乾隆时期的瓷器是迈森工厂模仿的依据。其产品，如图1-7所示，源源不断地供应欧洲市场。 图1-7迈森瓷器 奥地利是在18世纪初被称为继德国之后第二个生产真正硬质瓷的国家，并在维也纳成立皇家瓷器工厂。意大利于15世纪开始生产陶器，16世纪在梅第西公爵的帮助下，开始生产模仿中国图案的软质瓷器，称“梅第西瓷器”。17世纪，威尼斯已有陶器工厂，生产绿灰釉陶器。18世纪瓷器工厂开始生产硬质瓷器，式样和图案模仿维也纳和迈森瓷器，具有中国艺术风格。 17世纪，由于中国瓷器的大量涌入，法国中部维特尔开始模仿生产中国瓷器。18世纪，路易十五在巴黎凡尔赛宫附近的塞夫勒创建陶器工厂； 18世纪中期，欧洲制瓷业的中心从德国向法国转移，当时塞夫勒瓷厂是法国王室的瓷器专供商，成为典型的法国官窑，图1-8所示为塞夫勒瓷厂生产的瓷器。 16世纪，中国青花瓷器的造型对英国伦敦伯思生产的低温锡釉陶器有很大的影响。18世纪，伦敦的一些瓷器工厂生产雕塑及仿青花碗、瓶等，如图1-9所示。由于中国瓷器在英国流行，人们对瓷器的需要倍增。 图1-8巴黎执壶 图1-9英国带盖盛菜器 与此同时，西方科学革命和工业革命的发生也对中国陶瓷乃至社会各个方面产生了深远的影响，并且推动了工业技术的飞速发展，现代主义设计思想开始萌芽。在这种环境下，包豪斯应运而生，它所推动的功能主义设计方法对艺术、建筑、工艺和设计等领域的发展产生了重大影响。包豪斯是由建筑师沃尔特·格罗皮乌斯（Walter Gropius）于1919年建立的设计学院，奠定了现代主义的工业产品设计的基本面貌，迄今依然对工业产品设计有深刻的影响，并为20世纪的设计发展方向奠定了诸多基础。 1.2陶瓷材料的基本性能 1.2.1物理性能 陶瓷材料的熔点高，硬度高，热硬性温度可达1000℃，抗拉强度低。其最突出的缺点是脆性大，几乎没有塑性。虽然在静态负荷下，陶瓷材料的抗压强度很高，但外力的稍微冲击便会使其发生脆裂。陶瓷产品的抗冲击强度远远低于抗压强度，致使其应用，尤其作为结构材料使用时有所局限。故陶瓷产品需要合理运用，尽量减少其脆性的影响（图1-10），或者加入其他物质，使得陶瓷材料更有韧性和强度。 图1-10陶瓷地砖 图1-11鹰卫浴陶瓷面盆 1.2.2化学性能 陶瓷的化学稳定性主要取决于坯料的结构和化学组成。一般情况下，陶瓷材料是良好的耐酸材料，对无机酸和有机酸都有比较好的抗侵蚀能力，但对于碱性物质的抵抗性较弱。因而在使用陶瓷做成的产品时要注意使用的环境是否会对其造成侵蚀，以保护产品，防止其被侵蚀（图1-11）。 1.2.3热学性能 陶瓷的热学性能是指陶瓷承受外界温度急剧变化而不破损的能力，又称为抗热震性。热稳定性是陶瓷制品使用时的一个重要的质量指标。陶瓷导热系数和膨胀系数小，承受温度快速变化的能力差，在温度急剧变化时易开裂。因此在温度变化大的场所使用陶瓷产品应当注意减缓温度变化速度，防止其开裂。 1.3陶瓷产品加工工艺 陶瓷产品的生产过程，其实质就是将陶瓷材料从以黏土为主的原料，经过成型、焙烧，制取陶器、瓷器等符合人们需求的制品的过程，如图1-12所示。 图1-12陶瓷制品的加工工艺流程 1.3.1原料配制 陶瓷工业生产中用的最基本的原料是石英、长石、黏土三大类和其他一些化工原料（图1-13），把握好这些原料的性质对制作的工艺流程和工艺环境以及陶瓷制品的品质具有非常大的作用。这三大类原料基本分为两种类型： 一类是可塑性的，黏土在坯料中起塑化和黏结作用，它们是坯料成型得以进行的基础，也是黏土质陶瓷的成瓷基础； 另一类是非可塑性原料，石英可降低坯料的黏性，防止高温变形，冷却后在瓷坯中起骨架作用，防止坯体收缩时产生开裂和变形，长石能增加制品的密实度和强度。 图1-13陶瓷原料 熟悉基本原料的属性后，再根据陶瓷制品品种、性能和成型方法的要求，以及原材料的配方和来源等因素，选择不同的坯料制备工艺流程，一般包括煅烧、粉碎、除铁、筛分、称量、混合、搅拌、泥浆脱水、练泥与陈腐等工艺。制备时，要求坯料中各组分充分混合均匀，颗粒细度应达到规定的技术要求，并且在坯料中尽可能不含空气气泡，以免影响坯料的成型及制品的强度。 1.3.2成型工艺 陶瓷工艺中，成型是一项比较重要的工序，其目的是将泥料制成所要求的尺寸、形状的坯件，且坯件应尽可能质地均一。由于陶瓷制品的种类繁多，各类制品的性质和质量的要求也不相同，因此所用的成型方法多种多样，这造成了成型工艺的复杂性。从工艺角度而论，可根据坯料的性能和含水量的不同，将陶瓷坯料的成型方法分为注浆成型、可塑成型和压制成型三类。 1. 注浆成型法 注浆成型法是先将坯料制成泥浆，注入多孔性模型内，由于吸水性，将在贴近模壁的一层形成均匀的泥层，然后再将其脱水、收缩、与模型脱离而得到泥坯。这种成型方法宜用于成型形状复杂或不规则的制品，以及薄胎制品。注浆成型有两种基本方法： 实心注浆（图1-14）和空心注浆（图1-15）。实心注浆法可用于制造餐具中的鱼盘、鸡汁船等； 空心注浆法多用于浇注壶、糖缸以及薄胎类制品等。 图1-14实心注浆法 图1-15空心注浆法 2. 可塑成型法 可塑成型法又称为湿制法，是一种非常古老又使用广泛的成型方法。其原料主要为可塑性泥料，在外力作用下，对坯料进行加工，使坯料产生塑性变形，从而制成生坯。按操作方法的不同，可分为下列几种。 （1） 手工拉坯： 成型时，将所用的坯泥置于旋转的拉坯机上，然后用手工拉制成型，如图1-16所示。 （2） 挤制成型： 将可塑性泥料通过具有适当截面的模型挤出，再将挤制出来的泥段切成适当长度。 （3） 旋压成型： 将真空练泥机捏练好的可塑泥料置于旋转模座的石膏模中，然后将型刀压入坯泥而旋压成各种形状的坯体。石膏模与型刀之间的空隙被泥料填实，从而决定了制品的厚度，如图1-17（a）所示。 （4） 滚压成型： 滚压头和模型分别绕各自的轴线以一定的速度旋转，滚压头将盛放在模型中的塑性泥料滚压延展成坯体，如图1-17（b）所示。 图1-16拉坯成型示意图 图1-17施压成型和滚压成型示意图 3. 压制成型法 压制成型有干压成型、半干压成型、等静压成型等。压制成型是生产形状简单的制品的一种迅速而价廉的成型方法。成型时，先将坯料加入金属模内，再加压力成型。成型后的坯件可立即从模内取出。这种加工过程可以连续重复进行，所以生产效率高。 1.3.3坯体干燥 成型后的各种坯体，一般含有较高的水分，没有足够的强度来承受搬运或再加工过程中的压力与振动，容易发生变形和损坏。因此，成型后的坯件必须进行干燥处理。同时，干燥处理也能提高坯体吸附釉彩的能力。经过干燥的坯体，还可以在烧结初期以较快的速度升温，从而缩短烧结周期，降低燃料消耗。 1.3.4窑炉烧结 烧结也称烧成，是坯体瓷化的工艺过程，也是陶瓷制品工艺中最重要的一道工序。经成型、干燥和施釉后的半成品，必须经高温焙烧，才能获得满足使用要求的最终成品。烧结的目的是使坯体在高温下发生一系列物理、化学变化，使原来由矿物原料组成的生坯，达到完全致密程度的瓷化状态，成为具有一定性能的陶瓷制品。 烧结过程大致可分为低温蒸发(<300℃)、氧化分解和晶型转化（300～950℃)、玻化成瓷和保温(>950℃)、冷却定形4个阶段。烧结过程可在电炉、煤气炉等高温窑炉（1300℃左右）中进行。 1.4陶瓷材料与产品设计 1.4.1陶瓷分类 目前市场上流通的陶瓷产品主要分为日用陶瓷、艺术陶瓷、工业陶瓷、高科技陶瓷等种类： 日用陶瓷，如餐具、罐、盘、碗等； 艺术陶瓷，如花瓶、雕塑品、陈设品等； 工业陶瓷，指应用于各种工业的陶瓷制品； 高科技陶瓷，指功能陶瓷、生物陶瓷、远红外陶瓷、电子陶瓷、结构陶瓷等。 其中，工业陶瓷又分为： 建筑卫生陶瓷，如卫生洁具、外墙砖等； 化工陶瓷，用于各种化学工业的耐酸容器、泵、管道等； 电瓷，用于电力工业低压电器和照明用绝缘子、高低压输电线路上的绝缘子、无线电用绝缘子等； 特种陶瓷，用于各种现代工业和尖端科学技术的特种陶瓷制品，有锆英石质瓷、高铝氧质瓷、金属陶瓷等。 1.4.2陶瓷材料在产品设计中的应用 1. 日用陶瓷 由包豪斯创始人格罗皮乌斯为罗森塔尔设计的TAC茶具（图1-18），多年来一直是陶瓷设计界津津乐道的话题，被誉为目前世界上最美丽的茶具。 沃尔特·格罗皮乌斯是20世纪最著名的建筑师之一，他采用镜像对称的茶壶和碗的想法，设计了一个现代化的、优雅的茶水服务系列。包豪斯提倡形式追随功能，在这个茶壶中盖钮偏离中心，偏向把手上端并与之重合的方式，实则源于对人手端拿茶壶动作的揣摩，从而创造出一种反常形态，却让人单手端拿茶壶时可十分自然地将大拇指压住盖钮，达到控制不掉盖的目的。此外，深藏在壶内的茶漏构件作为先决条件，使壶嘴与壶体可一次注浆成型。 图1-18TAC茶具 图1-19“暖”套杯 “暖”套杯，如图1-19所示，是Tonfisk 公司的开山之作，被评为当年国际家居用品潮流设计之一。整套茶具采用陶瓷和软木材料。壶身与杯子是米白的陶瓷，给人清爽干净之感，壶盖是透气的天然软木，一种自然气息便油然而生，二者搭配，可使人体会到茶具本身的温暖。另外,壶与杯子的底座用薄木片卷成圆柱形，紧套外面，能隔热又起到相当于手柄的作用，同时省去了杯垫的使用。 蒂芙尼（Tiffany）的餐具，如图1-20所示，往往是独一无二的、针对顾客进行的设计，大多具有收藏价值。蒂芙尼的大师级工匠们进行瓷器的手绘，每一步都从顾客角度出发，以设计满足客户规格的蒂芙尼独特的作品。蒂芙尼的设计师们在作品定型之前为顾客提供了广泛的选择空间，每一件作品都是设计师倾力打造，而且都会带有“蒂芙尼公司，手工绘画，产于法国”的标签。并且，根据顾客要求，作品也可添加“专为××打造”的字样，顾客亦能全程参与作品的制作。 图1-20Tiffany餐具 图1-21珠光浴缸 2.卫浴陶瓷 珠光浴缸，如图1-21所示，是TOTO公司设计生产的。独特的猫脚型全露式浴缸，放置于卫生间，显得高贵典雅。白色的陶瓷材质为主色，配衬上珠光材质，赋予了浴缸迷人的珍珠光泽和完美的气质。背部特有厚实的附层，使得浴缸保温性能良好。独特的头枕设计，带来舒适享受，两侧有扶手设计、全防滑底部，安全周到。 科勒（Kohler）公司设计生产的顿帕时尚脸盆，如图1-22所示，很好地展现了科勒公司“每一件产品都展现那个时代的最高水准”的设计理念。无论是整体的造型还是精巧的细节，都表达出一种对完美近乎奢侈的追求。满月形盆身缀满牡丹及芍药花纹，细节的极致以及环境的烘托，营造出一种亦古亦今的卫浴空间，让人沉醉，流连忘返。 3. 陶瓷灯具 弥勒佛灯，如图1-23所示，是德国设计师英葛·摩利尔设计的。精巧的枝形吊灯是用陶瓷做成的弥勒佛的形象经设计、构建成的。摩利尔与他的设计团队关注产品的细节和感性特征，对传统与现代材料、照明方式和视觉语言等领域进行了不懈的研究和探索。 图1-22顿帕时尚脸盆 图1-23弥勒佛灯 1.4.3陶瓷产品的设计与制作流程 陶瓷产品的制作源远流长，我们的祖祖辈辈经历了长达几千年的探索，积累了丰富的经验。到如今，陶瓷产品的整个制作流程可以说已经非常完善。首先是创意的来源以及构思，这一过程需要平时的积累、长期的训练才能逐渐把握好，形成具有创造性的构思。然后对构思进行草图绘制，对粗略的构思细化，继而选出几个合理的草案进行深入，最终确立采用哪种构思，并通过细化的草图绘制效果图和三视图，形成直观的形象。接下来就是手板的制作，以此来修正和完善构思，减少弊端并制作产品的模型。然后通过适当的成型方法（如注浆成型、旋压成型等）制作半成品的坯体，将坯体干燥，在干燥过的坯体上进行装饰和上釉，最后烧结得出产品。 1. 华表咖啡具和天安门茶壶的设计制作流程作者： 叶双贵。 （1） 设计构思： 天安门前后各有一对汉白玉的柱子——华表，如图1-24所示。在华表挺拔的柱身上，雕刻着精美的龙和云，柱顶上部横插着一块云形的长片石，远远看去，好像柱身直插云间，给人一种庄严的感觉。华表从某种角度上可以说是中华民族的一种标志。设计师以华表这种中国元素十足的素材进行设计。 图1-24天安门前的华表 （2） 实体抽象化： 作者将这一客观物体进行抽象化的创造，将以往被人造立体化、多维度、多元性的世界标志性建筑形态平面化，抽象化。把华表的主体形态提炼为抽象的几何形式，从而获得有逻辑性和规律性的符合视觉效果的二维形式，再在此基础上进行思维的扩展，如图1-25所示。 图1-25抽象实体 （3） 作者对抽象化的符号继续深入创作，运用形式美的法则，装饰具有象征意义的图案符号来进行方案的扩展，进行草图的绘制，如图1-26所示。 图1-26草图绘制 （4） 绘制三视图，如图1-27所示，构建其尺寸大小，协调比例。 （5） 通过三视图，将其用纸做成纸板模型，如图1-28所示，以便在上面进行装饰，确定细节部分，并进一步修改。 图1-27三视图 图1-28纸板模型 （6） 根据确定的三视图和纸板模型，通过手工的方式制作华表咖啡具的手板，以验证咖啡具的可行性。找出它的缺陷和不足，从而对缺陷进行针对性地改善，直至不能从个别手板样中找出不足。首先将壶体模型用滚筒制出，如图1-29所示，在制作过程中需要注意，用滚筒对淘泥滚动时受力要均匀，做成平整的一个整体，且将做好的陶泥贴于滚筒前要先在滚筒上贴层报纸，避免淘泥粘