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制陶业是新石器时代新兴的手工业，是人类利用火这一自然力来改变物质化学性质的成功尝试，陶器的出现促进了人类的定居生活，是划时代的伟大发明。
我国新石器时代的制陶材料，主要是低熔点的黏土，以及少数高铝质黏土。将黏土捏成一定的形状，放在火上烤，当温度超过800℃时，便会失去结晶水，发生晶形转变和固相反应，并产生低共熔玻璃相，黏土便聚结成具有一定强度、硬度，结构比较致密的新物质，这就是陶器。
我国中原地区的黄土含钙量较高，可塑性较差，不适合制陶，只有红土、黑土，以及河谷中的沉积土等黏土，含钙量较低，而含铁量较高，Fe 2 O 3 的含量在5—9％之间，最适宜做陶土。铁氧化物有助熔作用，一般在1000℃左右就可以烧成。陶土的成分对陶器的烧结和颜色会产生影响。如果在氧化焰中烧成，则成红色；如果在还原焰中烧成，则成灰色。
陶土必须是黏土，但如果黏结性过高，不但难以成型，而且在使用过程中会因长时间受热而发生收缩、开裂。为了克服黏土的这些弱点，需会要在陶土中掺和其他材料，以减少其黏性，最常见的办法是夹炭和夹砂，此外还有夹云母或蚌壳的。
夹炭陶的“炭”，主要是指水稻的茎、叶和皮壳之类的东西，可以直接掺入陶土，也可以先行炭化然后掺入。夹炭陶胎壁厚，胎质疏松，有些出土的陶片孔隙度达50％以上，渗漏严重，不好使用。夹炭陶主要出现在江南地区。浙江余姚河姆渡遗址第四层出土的10多万片陶片，绝大多数是夹炭陶，只有少数夹砂陶。第三层夹砂陶明显增多，第一、二层的夹炭陶很少，绝大多数是夹砂陶。可见，夹炭陶存在的时间不长。
在陶土中掺和砂粒的陶器叫夹砂陶。秦安大地湾、磁山一裴李岗、万年仙人洞等新石器时代早期遗址出土的陶器，大多是夹砂陶。到仰韶文化和龙山文化时期，夹砂陶的比例依然较高。夹砂陶有粗砂陶和细砂陶之分，总体而言，粗砂陶的数量较多，细砂陶很少。细砂陶的特点是陶土细腻纯净，只掺和很少、很细的砂子，而硬度比粗砂陶高。在仰韶文化彩陶和龙山文化蛋壳陶中，还发现一种既不夹砂，也不夹炭的陶器，致密度比较高，称为泥质陶。
陶器的形制，是按照生活的实际需要来确定的，可以分为储存器、蒸煮器、盛食器、汲水器等几大类。储存器有瓮、罐等。蒸煮器有鼎、釜、甑等。盛食器有碗、钵、盘、盆等。汲水器有小口尖底瓶。我国新石器时代的陶器就非常美观而实用，初步确立了中华民族日用器皿的样式，影响非常深远。
最初的陶器，是用手直接捏制而成的，称为“捏塑法”。用这种方法做出来的陶器，上面总是可以看到制器人留下的指纹。捏塑法只能制作器型简单的小陶器，远远不能满足人们的需要。
于是人们发明了泥条盘筑法。先将陶泥搓成条，然后盘筑成形。有些体型比较大的器物，需要先分成上下两部分分开制作，然后再合为一体。为了器身的严密和坚固，要在两者的结合部位贴一圈黏土，然后再作修饰。此外，在陶坯还有一定湿度时，要将器物的耳、把手等粘上。用这种方法制作的陶器，如果我们用手去触摸它的内壁，可以清楚地感觉到条状盘筑的痕迹。
器物成型之后，要稍微晾干，再放到陶车上修整。方法是，转动慢轮，一手用陶拍在器表轻轻拍打，另一手用砥石在器物的内壁顶住拍打的部位，使器型更圆润，器壁更均匀、致密。最初的陶器都是素面的，但常常可以见到早期陶器上有绳纹，这是因为先民往往在陶拍上缚以绳子。有用签子在器表刻画装饰花纹的。接着是将器表磨光，用比较细腻的石头在器表打磨，使之呈现出光泽，这样既美观又便于在上面彩绘。
用彩色来装饰陶器，经历了漫长的过程。在甘肃秦安大地湾见到的最原始的彩陶，仅仅是在口沿附近抹一圈红色的颜料。后来，先民开始把日常所见的动植物画在陶器上面。这些题材最初是写实的，后来经过提炼和变化，并且融入了作者对自然和生活的感受。随着时间的推移，构图和色彩越来越丰富和绚丽，审美情趣日益高雅，于是，原本是日用的器皿，变成了魅力无比的艺术珍品。
彩绘的题材，我们到后面再细谈。彩陶的图案以红、黑二色为主，都是取材于矿物。红色颜料取自含有铁的赭石之类的矿物，黑色颜料取自含有锰的矿物，也有将两种矿物调和成新颜料的。矿物颜料的优点是不容易褪色，许多彩陶上的纹样，历经千年依旧光鲜如故。宝鸡北首岭遗址发现两块用赤铁矿物制作的颜料锭。陕西临潼姜寨遗址出土过一套绘画工具，包括砚、磨棒、赭石块和水杯。兰州白道沟坪马厂期遗址的窑场发现了研磨颜料用的石板，以及调色用的陶碟。陶碟有分格，里面居然还有当年用剩的颜料。甘肃临洮马家窑文化遗址出土3个高5厘米、直径3厘米的颜料瓶，其中1个尚未启封，伴随出土的还有一件调色用的陶钵，钵内残存着红色的颜料。
彩绘的工具是什么呢？只要你使用过毛笔，而且亲眼见过彩陶上挥洒自如的线条，你就会得出结论：它一定是用毛笔，或者是与之类似的工具画出来的。遗憾的是，我们至今没有见到这种彩绘笔的实物。
颜料瓶与颜料钵
采自王海东著《马家窑彩陶鉴识》
彩绘完成之后，要放到火上去烧制。最初的陶器，是在露天烧制的，把陶坯放在燃烧的柴堆上就可以了。这种烧法火候很低，而且不容易控制。于是，先民在地上挖坑，作为火膛，上面放一层箅子，陶坯放在算子上，然后把上面用土封起来，成为窑室，这样炉温可以达到800度。后来，先民解决了窑室密封的技术，炉温可以达到1000度，烧成的陶器质量要好得多。由于陶土中的铁元素被氧化，所以陶胎呈红色。
陶窑的遗迹已经发现不少，西安半坡发现6座，华县泉护村发现7座，兰州白道沟坪马厂期遗址的窑场规模较大，保存也比较好，共发现5组12座，以及一些陶窑残迹。每组陶窑共用一个烧火坑，各窑的窑门都朝向烧火坑。窑室都呈方形，窑箅上有9个火眼，三三排列，非常整齐。窑场中有一个备料坑，内有制造陶器的熟料和余料，其中的红胶泥条正与马家窑文化陶器多用泥条盘筑而成的情况相印证。
需要说明的是，除了彩陶之外，还有一种彩绘陶。两者的差别有两点。第一，彩陶是上彩之后再烧制的，而彩绘陶相反，是入窑烧制之后再画彩的。所以，前者的彩绘附着力非常强，而后者的彩绘很容易脱落。第二，彩陶上的颜料要经受窑内1000度的火温，所以它必须是矿物颜料；彩绘陶不然，它不需要经过炉火，所以矿物、植物颜料都可以用。总体而言，我国新石器时代出土的彩陶要远远多于彩绘陶。目前出土彩绘陶最多的是山西襄汾陶寺龙山文化墓地、内蒙敖汉旗大甸子早期青铜器时代墓地。
此外，还有使用普通镁质易熔黏土以及瓷土和高铝质黏土的，其共同特点是氧化铁的含量比陶土低得多，由于烧成后呈白色，习称白陶。我国是世界上最早发明白陶的国家，黄河流域在仰韶文化晚期就已经出现白陶。南方的白陶出现在7000年前，而且数量很大，湖南、深圳也有出土。在大汶口文化和山东龙山文化中比较流行。在黄河流域出土的主要是高铝质白陶，在长江流域则有高铝质和高镁质两种类型的白陶。白陶的发明，对于从陶器向瓷器的转变，具有重要意义。