陶瓷
我們的祖先和世界上一些國(guó)家和地區(qū)，如埃及、印度、希臘、波斯、西南亞的先民們，在長(zhǎng)期的實(shí)踐中發(fā)明了陶器。陶器的制作也有近萬(wàn)年的歷史，人類(lèi)自從開(kāi)始懂得制作陶器，各方面都發(fā)生了深刻的變化，正如恩格斯所說(shuō)的那樣“野蠻時(shí)代的最低級(jí)階段——是由制陶術(shù)的應(yīng)用開(kāi)始的”。在制陶技術(shù)不斷發(fā)展和提高的基礎(chǔ)上，中國(guó)人發(fā)明了瓷器。陶瓷器的發(fā)明不僅解決了人們生活問(wèn)題，如生活用具、建筑材料等，還提供藝術(shù)的享受。

陶器的發(fā)明

古代人類(lèi)大多依山傍水而居，他們需要尋找貯水、汲水、貯存和蒸煮食物的器具。從技術(shù)上來(lái)講，很早就知道土壤加水就具有可塑性，加上用火的豐富經(jīng)驗(yàn)這些都是制作陶器的準(zhǔn)備條件。另一個(gè)條件就是要“定居”。因?yàn)樘掌鞑灰讛y帶，既笨重又容易破損。當(dāng)然，陶器的生產(chǎn)又促使定居生活逐漸鞏固下來(lái)。

有人推測(cè)，古人為了使枝條編制的器皿耐火和密致無(wú)縫而涂上黏土，經(jīng)過(guò)火燒之后，黏土部分很堅(jiān)硬，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)成型的黏土不要內(nèi)部容器也可以燒制成器，這可能是最原始的陶器。也有人認(rèn)為，古人是偶然發(fā)現(xiàn)用手捏成的器物經(jīng)火燒之后變得結(jié)實(shí)了，而且不怕水，因此而發(fā)現(xiàn)了陶器。

我國(guó)已發(fā)現(xiàn)距今約10000年新石器時(shí)代早期的殘?zhí)掌?。河北徐水縣南莊頭遺址發(fā)現(xiàn)的陶器碎片經(jīng)鑒定為10800~9700年的遺物。此外，在江西萬(wàn)年縣、廣西桂林甑皮巖、廣東英德縣青塘等地也發(fā)現(xiàn)了距今10000~7000年的陶器碎片。

我國(guó)已發(fā)現(xiàn)新石器時(shí)代早期的殘?zhí)掌?，質(zhì)地粗糙，厚薄不等，摻雜有大小不等的石英粒，質(zhì)松易碎。用以燒制這些陶器的原料都是就地取土。根據(jù)這些陶片中存在的礦物，以及測(cè)量少數(shù)陶片的燒成溫度，可以確定這些陶器的燒成溫度大致在700°C。在這些遺址中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)窯爐遺跡，可以推斷是平地堆燒的。器型都是用盤(pán)筑或手工捏成型的罐、缽之類(lèi)的小型陶器。雖然這些陶器原料粗糙、造型簡(jiǎn)單、燒成溫度低，但這畢竟是人類(lèi)利用化學(xué)變化制造器物的嘗試，它大大地改進(jìn)了原始人的生活質(zhì)量。

距今5、6千年的仰韶文化時(shí)期的陶器以紅陶為主，灰陶、黑陶次之。當(dāng)時(shí)處于新石器時(shí)代的母系氏族社會(huì)。從出土的文物來(lái)看，當(dāng)時(shí)的制陶業(yè)以比較發(fā)達(dá)，已發(fā)掘的陶窯遺址大部分在村落附近，表明為部落集體所有。燒制陶器的黏土是經(jīng)選擇具有一定塑性的黏土。陶器基本上是手制成型，也有部分小型器件采用模制。到了仰韶后期開(kāi)始出現(xiàn)慢輪修整。普遍使用陶窯燒制陶器。在陶窯中陶器不再直接在火焰上燒烤，火力也比較均勻，減少了陶器的龜裂和變形。這是一個(gè)相當(dāng)大的進(jìn)步。最能反映當(dāng)時(shí)制陶水平的是細(xì)泥彩陶。它表面呈紅色，里表磨光，且造型獨(dú)特，可見(jiàn)當(dāng)時(shí)的制陶工藝已達(dá)到相當(dāng)成熟的階段。此外這些陶器上還繪有生動(dòng)逼真美麗的圖案，這充分表現(xiàn)了繪畫(huà)者的想象力和創(chuàng)造才能，這些都為我們提供了解原始社會(huì)先民生活和生產(chǎn)的可靠信息。

一萬(wàn)年前，原始窯燒制時(shí)，由于陶坯與大量空氣接觸燒成的陶器為紅色，成為紅陶

七千年前，在陶坯表面用紅、白、黑等繪紋形圖案，入窯燒制后花紋附著于器物表面，稱(chēng)彩陶。

龍山文化時(shí)期的陶器以灰陶為主，制陶工藝的珍品是黑陶這種陶器器壁薄如蛋殼而堅(jiān)硬厚度僅1—3毫米，表面漆黑有光。燒制這種陶器的關(guān)鍵工藝是在燒成后期，用泥封窯頂，同時(shí)滲水入窯，煙熏滲碳。

相當(dāng)于中原龍山文化后期，在江南和東南沿海一帶出現(xiàn)一種印紋硬陶。由于原料中酸性氧化物相對(duì)增加，因此燒成溫度達(dá)1100°C。到了商代印紋硬陶開(kāi)始大量生產(chǎn)，它吸水率外型美觀(guān)、堅(jiān)硬耐用，成為深受歡迎的陶器品種。

陶器的應(yīng)用

陶器作為一種器具首先用于生活之中，所以一開(kāi)始陶器多制成罐、碗、盆、缽等用于燒煮、儲(chǔ)藏、飲食方面的用具。在許多文化遺址中發(fā)現(xiàn)了各類(lèi)炊煮器、食用器、盛貯器，這些都是滿(mǎn)足先民們生活需要的用品。這一用途一直保留至今。

此外，在許多文化遺址還發(fā)現(xiàn)了陶網(wǎng)墜、陶紡輪、陶子彈等生產(chǎn)工具，陶網(wǎng)墜用于捕撈，陶紡輪用于紡織，陶子彈用于打獵。這表明陶制品已從生活領(lǐng)域跨入生產(chǎn)領(lǐng)域。

商代以后，陶器的最大用途是用做建筑材料。商代早期已出現(xiàn)了陶水管，晚期又出現(xiàn)三通陶水管，這些都是用于地下排水系統(tǒng)。

西周初期，筒瓦和板瓦已經(jīng)出現(xiàn)，隨后瓦當(dāng)也問(wèn)世了。這就使屋面的建筑材料有了新的格局。此后幾千年，屋面建筑大都是這一格局。到了戰(zhàn)國(guó)時(shí)期又出現(xiàn)了磚塊。陶制建筑材料，如磚瓦在秦、漢有了更大的發(fā)展，“秦磚漢瓦”成了建筑的基本材料。

陶器由于易于加工，人們?cè)谥圃焯掌鲿r(shí)一開(kāi)始就注意到美觀(guān)的需求。最早的嘗試就是在陶坯成型后，處于半干時(shí)用手和水將表面抹平，甚至在表面涂一層泥漿，即所謂陶衣。彩陶的出現(xiàn)，更增加了陶器的審美價(jià)值。陶塑作為一種藝術(shù)在新石器時(shí)代已經(jīng)開(kāi)始，如河母渡遺址出土的陶豬、西安半坡遺址出土的人頭像等。到了商代，陶塑得到更大的發(fā)展，種類(lèi)增加，形象更加生動(dòng)逼真。舉世聞名的秦兵馬俑是秦代制陶工人的杰作。原料就地取土，未加調(diào)配。使用如此一般的黏土燒制這樣巨大的陶俑而不變型，歷經(jīng)2000余年不損壞，這說(shuō)明當(dāng)時(shí)制陶技術(shù)的精湛、高超。

唐代的三彩陶器以其特殊的風(fēng)格和高超的藝術(shù)形象馳名于世界。這種“唐三彩”陶器是用白色黏土做胎，施以含鉛的低溫釉，釉中使用鐵、銅、錳、鈷等多種金屬作呈色劑，在750-850°C低溫下焙燒而成。所謂“三彩”即多彩之意。在制作時(shí)還采用了類(lèi)似“蠟染”的所謂“漏花”的技法，巧妙的制成五彩繽紛，鮮艷奇目的器物。

陶器的耐火特性以及它易成型的優(yōu)點(diǎn)，使它成為冶煉青銅時(shí)的陶坩堝和鑄造青銅和鐵器的陶范。從商周開(kāi)始直到今日一直是人們使用的耐火材料。

瓷器的發(fā)明

瓷器是中國(guó)人發(fā)明的，這是舉世都公認(rèn)的。瓷器的發(fā)明是在陶器技術(shù)不斷發(fā)展和提高的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。商代的白陶以是用瓷土（高嶺土）作原料，燒成溫度達(dá)1000°C以上，它是原始瓷器出現(xiàn)的基礎(chǔ)。

白陶的燒制成功對(duì)由陶器過(guò)度到瓷器起了十分重要的作用。

在商代和西周遺址中發(fā)現(xiàn)的“青釉器”以明顯的具有瓷器的基本特征。它們質(zhì)地較陶器細(xì)膩堅(jiān)硬，胎色以灰白居多，燒結(jié)溫度高達(dá)1100-1200°C，胎質(zhì)基本燒結(jié)，吸水性較弱，器表面施有一層石灰釉。但是它們與瓷器還不完全相同。被人稱(chēng)為“原始瓷”或“原始青瓷”。

原始瓷從商代出現(xiàn)后，經(jīng)過(guò)西周、春秋戰(zhàn)國(guó)到東漢，歷經(jīng)了1600-1700年間的變化發(fā)展，由不成熟逐步到成熟。

東漢以來(lái)至魏晉時(shí)制作的瓷器，從出土的文物來(lái)看多為青瓷。這些青瓷的加工精細(xì)，胎質(zhì)堅(jiān)硬，不吸水，表面施有一層青色玻璃質(zhì)釉。這種高水平的制瓷技術(shù)，標(biāo)志著中國(guó)瓷器生產(chǎn)已進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。

我國(guó)白釉瓷器萌發(fā)于南北朝，到了隋朝，已經(jīng)發(fā)展到成熟階段。至唐代更有新的發(fā)展。瓷器燒成溫度達(dá)到1200°C，瓷的白度也達(dá)到了70%以上，接近現(xiàn)代高級(jí)細(xì)瓷的標(biāo)準(zhǔn)。這一成就為釉下彩和釉上彩瓷器的發(fā)展打下基礎(chǔ)。

宋代瓷器，在胎質(zhì)，釉料和制作技術(shù)等方面，又有了新的提高，燒瓷技術(shù)達(dá)到完全成熟的程度。在工藝技術(shù)上，有了明確的分工，在我國(guó)瓷器發(fā)展的一個(gè)重要階段。宋代聞名中外的名窯很多，耀州窯、磁州窯、景德鎮(zhèn)窯、龍泉窯、越窯、建窯以及被稱(chēng)為宋代五大名窯的汝、官、哥、鈞、定等產(chǎn)品都有它們自己獨(dú)特的風(fēng)格。耀州窯（陜西銅川）產(chǎn)品精美，胎骨很薄，釉層勻凈；磁州窯（河北彭城）以磁石泥為坯，所以瓷器又稱(chēng)為磁器。磁州窯多生產(chǎn)白瓷黑花的瓷器；景德鎮(zhèn)窯的產(chǎn)品質(zhì)薄色潤(rùn)，光致精美，白度和透光度之高被推為宋瓷的代表作品之一；龍泉窯的產(chǎn)品多為粉青或翠青，釉色美麗光亮；越窯燒制的瓷器胎薄，下巧細(xì)致，光澤美觀(guān)；建窯所生產(chǎn)的黑瓷是宋代名瓷之一，黑釉光亮如漆；汝窯為宋代五大名窯之冠，瓷器釉色以淡青為主色，色清潤(rùn)；官窯是否存在一直是人們爭(zhēng)議的問(wèn)題，一般學(xué)者認(rèn)為，官窯就是卞京官窯，窯設(shè)于卞京，為宮廷燒制瓷器；哥窯在何處燒造也一直是人們爭(zhēng)議的問(wèn)題。根據(jù)各方面資料的分析，哥窯燒造地點(diǎn)最大的可能是與北宋官窯一起生產(chǎn)；均窯燒造的彩色瓷器較多，以胭脂紅最好蔥綠及墨色的瓷器也不錯(cuò)；定窯生產(chǎn)的瓷器胎細(xì)，質(zhì)薄而有光，瓷色滋潤(rùn)，白釉似粉，稱(chēng)粉定或白定。

我國(guó)古代陶瓷器釉彩的發(fā)展，是從無(wú)釉到有釉，又由單色釉到多色釉，然后再由釉下彩到釉上彩，并逐步發(fā)展成釉下與釉上合繪的五彩，斗彩。

彩瓷一般分為釉下彩和釉上彩兩大類(lèi)，在胎坯上先畫(huà)好圖案，上釉后入窯燒煉的彩瓷叫釉下彩；上釉后入窯燒成的瓷器再彩繪，又經(jīng)爐火烘燒而成的彩瓷，叫釉上彩。明代著名的青花瓷器就是釉下彩的一種。

明代精致白釉的燒制成功，以銅為呈色劑的單色釉瓷器的燒制成功，使明代的瓷器豐富多彩。明代瓷器加釉方法的多樣化，標(biāo)志著中國(guó)制瓷技術(shù)的不斷提高。成化年間創(chuàng)燒出在釉下青花輪廓線(xiàn)內(nèi)添加釉上彩的“斗彩”，嘉靖、萬(wàn)歷年間燒制成的不用青花勾邊而直接用多種彩色描繪的五彩，都是著名的珍品。清代的瓷器，是在明代取得卓越成就的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展起來(lái)的，制瓷技術(shù)達(dá)到了輝煌的境界。康熙時(shí)的素三彩、五彩，雍正、乾隆時(shí)的粉彩、琺瑯彩都是聞名中外的精品。

明代在釉下青花輪廓線(xiàn)內(nèi)添加釉上彩而燒成的一種瓷器，由于釉下彩青花與釉上彩繪爭(zhēng)奇斗艷，故名“斗彩”。

清代仿銅胎畫(huà)琺瑯效果的一種瓷器。琺瑯彩又稱(chēng)“料彩”。

中國(guó)陶瓷業(yè)對(duì)世界的影響

我國(guó)初唐時(shí)期，瓷器便由海上和“絲綢之路”輸入到西方去了。公元8世紀(jì)，我國(guó)瓷器已經(jīng)傳到***、印度、波斯、埃及和地中海沿岸各國(guó)。

五代時(shí)瓷器傳到朝鮮。與此同時(shí)，制瓷技術(shù)也被引進(jìn)。朝鮮工匠在學(xué)習(xí)中國(guó)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)燒制成功了優(yōu)美的“翠色”瓷器。唐代的陶瓷在日本出土的很多，南宋時(shí)期日本人加藤四郎、左衛(wèi)門(mén)景正在福建學(xué)習(xí)制瓷，回國(guó)后建窯，燒制出黑釉等瓷器。

在南洋一帶，如印度尼西亞曾出土晚唐、五代的青瓷和三彩陶器。文萊也發(fā)現(xiàn)過(guò)唐代黑釉、青釉瓷器。馬來(lái)半島也發(fā)現(xiàn)過(guò)唐代的瓷器。

11世紀(jì)，我國(guó)造瓷技術(shù)傳到波斯喇吉斯，后來(lái)又傳到***、土耳其和埃及等地。15世紀(jì)后半葉，中國(guó)的造瓷技術(shù)才傳到意大利的威尼斯。從此，歐洲的造瓷技術(shù)便得到迅速發(fā)展。

生物陶瓷
生物陶瓷指與生物體或生物化學(xué)有關(guān)的新型陶瓷。包括精細(xì)陶瓷、多孔陶瓷、某些玻璃和單晶。根據(jù)使用情況，生物陶瓷可分為與生物體相關(guān)的植入陶瓷和與生物化學(xué)相關(guān)的生物工藝學(xué)陶瓷。前者植入體內(nèi)以恢復(fù)和增強(qiáng)生物體的機(jī)能，是直接與生物體接觸使用的生物陶瓷。后者用于固定酶、分離細(xì)菌和病毒以及作為生物化學(xué)反應(yīng)的催化劑，是使用時(shí)不直接與生物體接觸的生物陶瓷。

植入陶瓷又稱(chēng)生物體陶瓷，主要有人造牙、人造骨、人造心臟瓣膜、人造血管和其他醫(yī)用人造氣管和穿皮接頭等。

植入陶瓷要求其一要與生物體的親和性好，即植入的陶瓷被侵蝕、分解的產(chǎn)物無(wú)毒，不使生物細(xì)胞發(fā)生變異、壞死，不會(huì)引起炎癥、生長(zhǎng)肉芽等。二要在體內(nèi)有長(zhǎng)期功能，且可靠性高，即在10年～20年的長(zhǎng)期使用中，不會(huì)降低強(qiáng)度，不發(fā)生表面變質(zhì)，對(duì)生物體無(wú)致癌作用等。三要易于在短期內(nèi)成形加工。四要容易滅菌。陶瓷不同于金屬，它具有強(qiáng)共價(jià)鍵性質(zhì)，即使在生物體內(nèi)苛刻的化學(xué)條件下，也具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，排異反應(yīng)遲緩，具備長(zhǎng)期使用的機(jī)械性質(zhì)。與有機(jī)高分子材料相比，生物體陶瓷耐熱性好，便于進(jìn)行高壓滅菌。

目前已經(jīng)實(shí)用的植入陶瓷的品種如表所示。

植入陶瓷的品種、用途

氧化鋁陶瓷和單晶氧化鋁 表面為親水性，與生物體組織有良好的親合性人造骨、人造關(guān)節(jié)、接骨用螺釘

磷酸鈣系陶瓷(磷灰石質(zhì)陶瓷) 類(lèi)似于人骨和天然牙的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)，可依靠從體液中補(bǔ)充Ca2＋、PO 等形成新骨，可在骨骼接合界面產(chǎn)生分解、吸收和析出等反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)牢固結(jié)合人造骨、人造關(guān)節(jié)、人造鼻軟骨、穿皮接頭、人造血管、人造氣管等

其他陶瓷(碳，CaO－P2O5－SiO2、Na2O系玻璃、微晶玻璃等) 具有生物穩(wěn)定性的碳有很好的生物體親和性 人造心臟瓣膜、人造骨、人造牙等

生物工藝學(xué)陶瓷主要應(yīng)用的有多孔玻璃和多孔陶瓷。多孔玻璃用作固定酶的載體；多孔陶瓷可用于細(xì)菌、病毒、各種核酸、氨基酸等的分離和提純，還可用于處理生活用水。

陶瓷人工關(guān)節(jié)
現(xiàn)在，人的關(guān)節(jié)萬(wàn)一損傷，可以換上人工關(guān)節(jié)。正像機(jī)器損壞了，換個(gè)零件那樣。以前人工關(guān)節(jié)一般用不銹鋼之類(lèi)的金屬材料制成。在氣溫變化時(shí)，特別是遇到陰雨天，裝上這種金屬關(guān)節(jié)的人，往往會(huì)感到酸痛。這是因?yàn)槿梭w里的液體(稱(chēng)為體液)酸堿度會(huì)隨氣候的變化而變化，并與金屬關(guān)節(jié)相互作用，產(chǎn)生電解現(xiàn)象，使人體的局部生理狀態(tài)紊亂，引起不適的感覺(jué)。

如果采用陶瓷材料來(lái)制造人工關(guān)節(jié)，就沒(méi)有這種痛苦和煩惱了。陶瓷不怕酸堿腐蝕，也不導(dǎo)電，無(wú)論體液酸堿度如何變化，對(duì)陶瓷都不會(huì)起作用。

不是任何陶瓷都可以作為人工關(guān)節(jié)材料的。凡是生物醫(yī)學(xué)材料，除應(yīng)滿(mǎn)足一定的理化性質(zhì)要求外，還必須滿(mǎn)足生物學(xué)性能的要求，即生物相容性要求。

凡是可作為生物醫(yī)學(xué)材料的陶瓷，稱(chēng)為生物陶瓷，它們可用于制造體內(nèi)修復(fù)器件和人工器官，在化學(xué)成分上，生物陶瓷通常由存在于生理環(huán)境中的離子(鈣、磷、鉀、鎂、鈉等)或?qū)θ梭w組織僅有極小毒性的離子(鋁、鈦等)所組成，因此具有良好的生物相容性。

生物陶瓷的種類(lèi)很多。例如，氧化鋁生物陶瓷強(qiáng)度大、硬度高、摩擦系數(shù)小、耐磨性好，適合于制造人工關(guān)節(jié)頭和臼等對(duì)耐磨性要求高的修復(fù)體、牙種植體、耳聽(tīng)骨修復(fù)體、骨螺絲等。氧化鋯生物陶瓷不僅具有良好的耐磨性、抗生理腐蝕性和生物相容性，而且其斷裂韌性和強(qiáng)度均優(yōu)于氧化鋁陶瓷，用其制作的髖關(guān)節(jié)頭比氧化鋁陶瓷的小20%左右，從而具有更好的耐磨性和更長(zhǎng)的壽命，主要用于關(guān)節(jié)、牙等硬組織的修復(fù)和替換。中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所的科學(xué)家還研制成功了等離子噴涂氧化鋁、氧化鋯人工骨與關(guān)節(jié)陶瓷涂層材料，并獲得了國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)