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《工程材料与表面处理》2013.01.05
陶瓷材料在工业设计中的应用分析
《工程材料与表面处理》
姓名:
学号:
班级:
时间:
2013.01.05
指导老师:
陶瓷材料在工业设计中的应用分析
——TEL15267018050
关键词:
陶瓷工业设计新材料创新产业
目录
一、陶瓷材料的概念 2
1.1陶瓷的分类 3
1.2陶瓷材料的主要性能 3
1.3工艺发展方向与工程研究方向的陶瓷 4
二、陶瓷材料的发展与革新 4
2.1陶瓷在中国古代的应用 4
2.2陶瓷在中国及世界近代的革新应用 4
2.3陶瓷材料在现代的应用发展方向 5
三、陶瓷材料与工业设计发展 6
3.1加强文化意蕴挖掘 6
3.2充分利用新性能 8
四、案例分析:
陶瓷材料的工业设计中的发展前景 10
4.1景德镇陶瓷创意文化产业 10
4.2泡沫陶瓷材料应用于工业设计 12
4.3陶瓷纤维在工业设计中的应用 14
五、结语 16
参考文献:
17
一、陶瓷材料的概念
陶瓷是陶器和瓷器的总称。
其材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。
陶瓷材料一般硬度较高,但可塑性较差。
除了在食器、装饰的使用上,在科学、技术的发展中亦扮演重要角色。
陶瓷原料是地球原有的大量资源黏土经过淬取而成。
而粘土的性质具韧性,常温遇水可塑,微干可雕,全干可磨;烧至700度可成陶器能装水;烧至1230度则瓷化,完全不吸水,且耐高温耐腐蚀。
其用法之弹性,在今日文化科技中尚有各种创意的应用。
1.1陶瓷的分类
陶瓷基本可分为普通陶瓷材料和特种陶瓷材料。
普通陶瓷材料采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成,是典型的硅酸盐材料,来源丰富、成本低、工艺成熟。
按性能特征和用途又可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷、化工陶瓷等。
而特种陶瓷材料采用高纯度人工合成的原料,利用精密控制工艺成形烧结制成,一般具有某些特殊性能,以适应各种需要。
根据其主要成分,有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等;并且特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能。
1.2陶瓷材料的主要性能
力学性能:
陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料,其硬度大多在1500HV以上。
陶瓷的抗压强度较高,但抗拉强度较低,塑性和韧性很差。
热性能:
陶瓷材料一般具有高的熔点(大多在2000℃以上),且在高温下具有极好的化学稳定性;陶瓷的导热性低于金属材料,陶瓷还是良好的隔热材料。
同时陶瓷的线膨胀系数比金属低,当温度发生变化时,陶瓷具有良好的尺寸稳定性。
电性能:
大多数陶瓷具有良好的电绝缘性,因此大量用于制作各种电压(1kV~110kV)的绝缘器件。
铁电陶瓷(钛酸钡BaTiO3)具有较高的介电常数,可用于制作电容器,铁电陶瓷在外电场的作用下,还能改变形状,将电能转换为机械能(具有压电材料的特性),可用作扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等。
少数陶瓷还具有半导体的特性,可作整流器。
化学性能:
陶瓷材料在高温下不易氧化,并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力。
光学性能:
陶瓷材料还有独特的光学性能,可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等,透明陶瓷可用于高压钠灯管等。
磁性陶瓷(铁氧体如:
MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4)在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途。
1.3工艺发展方向与工程研究方向的陶瓷
由于陶瓷的发展也伴随着人类发展史,其扮演的角色也在持续改变,由最初的容器到现在各种新的性能被发现,其研究方向也主要分为了两个:
工艺发展方向与工程研究方面。
工艺发展方向主要应用在艺术品与家居设计方面。
陶瓷,尤其在中国,是有着深刻的文化底蕴的,工业设计也正在越来越多的发现陶瓷文化的内涵。
由于陶瓷材料有好的力学与结构特性,所以有时候能带来与传统塑料、钢材不一般的感受。
工程研究方面,利用陶瓷的很强比刚度,电绝缘等一系列突破性性能,在航天,生物都有了新进程,将在下文具体举例。
二、陶瓷材料的发展与革新
2.1陶瓷在中国古代的应用
在中国古代,经过近千年的陶瓷文化及工艺的发展,陶瓷器物发展基本上只集中在家用器物与装饰上,几千年来,作为艺术与装饰,几乎达到巅峰,在工程方面却没有什么应用。
这与化学发展滞后有关系,也确实令人惋惜。
中国古代瓷器有集大成的五大窑,官窑、汝窑,哥窑,定窑,钧窑。
并且形成了诸多纹样与饰式,如南北朝以后流行的瓷器莲花纹。
在碗、盏、钵、盘的外壁或内划复线仰莲,有的盘心还饰蓬莱纹,酷似盛开的莲花。
亦见雕刻成立体状的莲花;还有羲之爱鹅图等,青花、矾红为主色,构图十分精美。
传统陶瓷工艺分为数步精细工作:
淘泥、摞泥、拉坯、修坯、捺水、画坯、上釉、烧窑、成瓷、修补等十余个精细的步骤,可谓一门精深的艺术。
如果用现代工业设计的理念来看这一过程,陶瓷的应用兼有在美学与日常实用。
其优秀的工程性能没能得到体现。
2.2陶瓷在中国及世界近代的革新应用
陶瓷作为传统的器物中必不可少的典型代表,一直与工业设计保持着这紧密的关系。
随着社会的发展、设计理念的更新,传统陶瓷开始走入现代。
而现代也开始向传统进行回归。
时代的发展使其他材料特性陆续得到深度开发,陶瓷也在工业设计中的应用也是如此。
陶瓷在工业设计中被越来越重视.主要包括两个方面的原因。
其一是陶瓷本身的材料特性决定了其在设计中的应用。
传统陶瓷很早就用干了器皿餐具等设计中。
至今一直是设计中产用的材料;另一方面.随着技术的发展,许多特种陶瓷被开发出来。
他们具备许多优良的性能,被广泛应用于设计的各个行业当中去。
其二是设计理念的更新和发展决定了陶瓷从更多的角度和领域渗透入工业设计中。
自从工业革命以来,经历数十年的发展,现代主义终于集大威,一统设计界。
然而随着技术的发展和社会思潮的变更,现代主义之后,越来越多的人对刻板的“少即是多”以及重视功能缺少形式的现代主义设计厌烦。
随后的设计思潮中开始重视产品的历史性、装饰性。
产品设计逐渐改变了其一成不变的形象。
设计师以及消费者开始将产品当作艺术品来处理。
越来越多的产品以个性化的方式出现在公众视野。
设计师们也以设计作品作为个人标签,个性受到如同艺术品般的关注。
在这一背景下,陶瓷的特点艺术价值开始在工业设计领域发挥作用。
陶瓷本身具备独特的艺术语言形态和丰富的表现力。
越来越多的产品开始将陶瓷元素引入设计中。
这不仅仅是简单的模仿造型,还包括陶瓷本身蕴含的深层次的文化因素。
2.3陶瓷材料在现代的应用发展方向
陶瓷材料在设计中的应用主要分为传统陶瓷和特种陶瓷。
传统陶瓷材料中,日用陶瓷占据着主导地位。
在相当一段时间内.由于塑料的发明以及金属的普爱.许多日用器皿等取代了传统的陶瓷用品。
随着生活的发展和日用陶瓷高品质的特性,陶瓷材料又开始逐渐回归。
在传统手工技艺的基础上,加入了先进的生产技术和现代设计理念,使其在保持传统魅力的同时更加容易批量生产,并蕴含了新的文化内涵。
逐渐占据着中高档器皿的市场.包括日用餐具、茶具、装饰物等。
同时传统的陶瓷材料也开始运用与其他的产品类别之中如灯具等:
陶瓷具备良好的绝缘性能。
目时就算是普通陶瓷也具备一定的透光度和光泽度,赋予产品独特的光线和质感。
而随着技术的发展,一批特种陶瓷也开始应用于工业设计。
特种陶瓷是新材料的一个组成部分。
它具有其他材科所没有的各种优良性能。
耐高温、高强度、、重量轻、耐摩、耐腐蚀、优异的电、磁、声、光等物理特点。
它在国民经济中的能源,电子、航空航天、机械、汽车、冶金石油化工和生物等各方面都有广阔的应用前景,成为各工业技术特别是尖端技术中不可缺少的关键材料。
在国防现代化建设中,武器装备的发展也离不开特种陶瓷材料。
除此之外,在当今世界各国把环境保护作为重要的问题来考虑时,以环境保护、生活优化为背景的环境净化功能陶瓷的研究与开发也必然对改善人类生存环境,对实施可持续发展战略起到积极的推动作用。
比如特种陶瓷应用分别涉及到直升机用防弹装甲陶瓷、飞机刹车盘材料,卫星电池用陶瓷隔膜材料、红外隐身、伪装涂料、陶瓷轴承、导弹用陶瓷天线罩材料等;泡沫陶瓷在外形上属于多孔状,其性能热阻定好、耐磨、导热好、低密度,除了用于灯具等产品作为外观材料外,还可以在地铁、桥梁、影院等地方作为功能性材料使用,可以达到消除噪音的效果。
在一些高档手表和手机当中,一些新型的材料也被应用其中,赋予了产品新的感观。
传统的陶瓷晶莹温润,蕴含魅力但是缺乏太多实用性功能;而现代工业产品多样、实用但是缺少生命。
利用现代的技术,融合传统的陶瓷艺术价值,将会创造出更为和谐的产品设计。
现代产品设计中许多的产品借鉴了陶瓷的形态。
陶瓷完美无瑕,质感圆润,没有过多的琐碎造型,简洁而不简单。
经历了现代主义的机械呆板和后现代主义的杂乱无童后。
许多人希望回归到设计的本质,于是陶瓷中的简练造型被运用于现代工业产品设计中。
三、陶瓷材料与工业设计发展
3.1加强文化意蕴挖掘
陶瓷艺术是艺术与科学的结晶,每一件陶瓷作品都是由陶瓷材质、造型和装饰三个基本要素有机统一组成的整体,具有物质和精神双重文化特征。
其中,陶瓷装饰是对陶瓷产品所作的美化,将人的审美要求贯彻其中,以满足消费者对陶瓷产品的审美享受。
这是陶瓷产品制造人艺术品位和能力的体现,是更直接的陶瓷文化。
虽然它不能脱离物质而独立在,但就其本来意义而言,它是精神创造的过程。
在这个过程中,技术和文化存在着交叉和包容现象,但两者的区别也是明显的。
技术更多地反映了人和物的关系,而文化反映的主要是人和人的关系。
文化作为一种精神、意识、观念性质的存在,它是无形的,是直接地与人的需要、品位、愿望等主观意识结合在一起的。
陶瓷装饰形式从唐、宋、元、明、清到现代可分两类:
一类是写意绘画,另一类是工笔绘画。
这两种绘画装饰形式,都是中国绘画艺术发展时期的特征在陶瓷产品上的呈现。
陶瓷装饰反映了中国人文画的历史性影响,形成了中国陶瓷装饰特有的艺术风格。
陶器和瓷器是人为制作的物品,它们在反映客观世界的同时,必然反映人的主观意识。
陶瓷装饰表达了人的自然观念,人的想象、情绪和理想,精致地表现了中国自古以来人与自然和谐统一的人文思想,执着地追求人与自然和谐统一。
陶瓷装饰表现了人物内心纯真的感情和潇洒的风度,使人成为真正优美的形象。
中国瓷器还体现了中国人民对历史的尊重,瓷器所表现出的人文精神,反映着中国人民对美好生活和美好事物的艺术化追求,它是中国传统文化的典型代表。
总结来看,反映了陶瓷文化的六个特征。
一、抽象性。
文化是脱离了具体的有形的陶瓷物质形态而存在着,成为一种观念、意识、情感和追求。
一件陶瓷制品有没有涵含着文化内核,能不能通过艺术的乃至于技术的手段反映这一内涵,是区别陶瓷制品有没有文化品位的界限或标准。
二、实用性与审美性。
陶瓷属于工艺美术,它既具有美术的一般特性,也有它独特的工艺美术的个性,正是因为这样的定位特征,陶瓷制品既要满足人们的物质实用需要,也要满足人们的精神需要。
三、开放性。
这意味着陶瓷文化在发展中不断地吸收外在的营养,丰富自己、发展自己。
在表现题材上,陶瓷装饰艺术在发展过程中不断地从自然界、从社会生活、从历史以及民间传说和故事中获得新鲜的题材;在绘画艺术上,陶瓷装饰源于国画,并借鉴了西洋画以及民间剪纸等艺术形式。
近代以来,尤其是改革开放以来,东西方文化交流日益广泛,国际上流行的艺术形式也开始进入我国的陶瓷装饰领域。
四、民族性、区域性。
考虑制造、生产、包装、运输、销售等各个过程与环节,以及在各个过程与环节中,人的行为和以心理的、情感的和审美的各种因素,考虑民族性、传统文化和时代因素以及区域性的影响。
这是陶瓷文化的深层背景因素,是决不能忽略的,或者说这是界定陶瓷文化的民族属性、文化属性和地域特性的一个前提性问题。
五、科学技术与造型艺术的统一。
这是与泥做火烧相关联的,这是陶瓷器的独特性问题。
任何一
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