“泥人张”泥塑生产工艺优化研究

摘要

“泥人张”彩塑是中国民间艺术的瑰宝，具有非常重要的文化和经济价值。本研究针对“泥人张”的传统生产工艺，从干燥和烧结两个阶段对其进行优化，以达到快速干燥、无裂硬化的目的。
　　 采用真空干燥和高低温湿热干燥同传统的自然风干进行干燥后胶泥性能的对比，得到最佳的干燥方法为：真空干燥；最佳的干燥工艺为：干燥温度60℃，真空度80％。此时胶泥的干燥时间最短，收缩率最小，力学性能最佳。对于10mm×10mm×60mm的试样，干燥时间为6h，较传统自然风干时间缩短约66.7％；单向收缩率均小于10％，体积收缩率小于20％；抗折强度达到2.0448MPa，较传统自然风干提高26％。由于真空干燥本身具有的优越性使得干燥之后的胶泥微观结构较为致密，内部孔隙细小且均匀，进而得到较好的性能。
　　 将完全干燥后的胶泥进行微波烧结，对比不同工艺下烧结体的性能，得到最佳的烧结工艺为：烧结功率1kW，烧结时间2h。当烧结功率大于1kW时，烧结体爆裂现象严重。对于10mm×10mm×60mm的试样，烧结时间为2h时，样品不爆裂，外观呈现理想的砖红色，抗折强度高达11.02075MPa，样品性能最佳；烧结时间不足，则烧结不充分；烧结时间过长，则会过烧。采用TG-DTG-DTA、FT-IR、SEM、XRD以及EDX等手段对烧结机理进行研究。由于在烧结过程中胶泥内高岭石、白云母、石灰石和石英的物相转变以及产生的液相烧结导致了此时烧结体内部颗粒分布致密，孔隙细小均匀，优化的显微结构决定了良好的性能。
　　 本文还对胶泥常见的烧结缺陷，即烧结黑心、起泡膨胀、变形以及开裂等进行了初步的探讨，提出了在整个作品的生产过程中可能的改进措施。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1.1引言

1.1.1“泥人张”彩塑的背景简介

1.1.2“泥人张”彩塑的研究意义

1.2粘土的基本性质

1.2.1粘土概述

1.2.2粘土中的水分

1.2.3粘土的可塑性

1.3粘土的干燥过程

1.3.1粘土干燥的基本原理

1.3.2真空干燥的原理及过程

1.4粘土的烧结过程

1.4.1粘土烧结的基本原理

1.4.2微波烧结的原理及进展

1.5本文的研究思路与内容

1.5.1研究思路

1.5.2研究内容

第二章干燥方法及工艺对胶泥性能的影响

2.1引言

2.2试验材料及设备

2.2.1试验材料

2.2.2试验设备及器具

2.3研究方法

2.3.1样品制备

2.3.2胶泥干燥时间的测量

2.3.3胶泥收缩率的测量

2.3.4胶泥力学性能的测量

2.3.5胶泥微观形貌的观察

2.3.6胶泥孔径与比表面积的测量

2.3.7胶泥物相组成的分析

2.4试验结果与分析

2.4.1原始胶泥的基本性质

2.4.2干燥方法与工艺对胶泥干燥时间的影响

2.4.3干燥方法与工艺对胶泥收缩率的影响

2.4.4干燥方法与工艺对胶泥力学性能的影响

2.4.5干燥方法与工艺对胶泥微观形貌的影响

2.4.6干燥方法与工艺对胶泥孔径与比表面积的影响

2.4.7干燥方法与工艺对胶泥物相组成的影响

2.5本章小结

第三章微波烧结工艺对胶泥性能的影响

3.1引言

3.2试验材料及设备

3.2.1试验材料

3.2.2试验设备及器具

3.3研究方法

3.3.1胶泥宏观形貌的观察

3.3.2胶泥力学性能的测量

3.3.3胶泥微观形貌的观察

3.3.4胶泥孔径与比表面积的测量

3.3.5胶泥成分组成的分析

3.4试验结果与分析

3.4.1烧结功率对胶泥性能的影响

3.4.2烧结时间对胶泥性能的影响

3.5本章小结

第四章胶泥烧结机理的初步探讨

4.1引言

4.2试验材料及设备

4.2.1试验材料

4.2.2试验设备及器具

4.3研究方法

4.3.1胶泥物相组成的分析

4.3.2胶泥的热分析

4.3.3胶泥的红外吸收光谱分析

4.3.4胶泥烧结缺陷的分析

4.4试验结果与分析

4.4.1烧结过程中胶泥物相组成的分析

4.4.2烧结过程中胶泥的热分解过程研究

4.4.3烧结过程中胶泥的红外吸收光谱分析

4.4.4胶泥烧结缺陷的分析

4.5本章小结

第五章全文总结

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢