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陶瓷概念知多少
2019年04月29日 發布 分類粹藤瓢︰粉體應用技術 點擊量攆傻︰48
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陶瓷攏頒,這個耳熟能詳的名詞墩桑,千百年來雖頻,一直作為中華民族的驕傲而存在乾。但是燈蒲側,對于大多數不在粉體行業內的人來說砷啃垂,其實可謂是“最熟悉的陌生人”佰。陶瓷已經脫離了最早期的定義範圍恨讀,而朝著具有優異獨特性能的先進陶瓷方向發展彌醚拷。本文簡單梳理了傳統陶瓷的發展歷程霞屁,並理清了先進陶瓷與傳統陶瓷的差異爬勺,使讀者能夠全面辨析陶瓷的前世今生晤。

傳統陶瓷酬︰由陶向瓷的發展

傳統陶瓷是非常古老的材料之一 ,是人類在自然界求生存過程中獲得的第一種經化學變化而制成的材料痹韭。傳統陶瓷是以天然 酸鹽礦物為原料(黏土痘冉、長石泰橇蔣、石英等)塊類,經過粉碎舍番、成型飯可、燒結等過程得到的制品粹咸。

傳統陶瓷的使用最早可以追溯到兩萬年前(中國仙人洞遺址發掘出)儒,遠遠早于青銅(最早使用的金屬材料)葷崗德。早期的陶瓷大都是泥質瀾、夾砂紅陶宋瓦、灰陶和夾炭黑陶倒,燒結溫度在800-900℃萎歪珊。

1 “世界的彩陶在中國襄澱,中國的彩陶在甘肅鈕穿,圖為甘肅省博物館展出制陶人物模型項蟹墩。甘肅大地灣遺址中發掘的陶器丹社,形態精美濤告俄,距今已有8000多年呸喀。

距今約4000年的“龍山文化”在燒制技術上腹家,有了顯著進步仇介竣,其爐內保持還原氣氛父稈長,燒結溫度達到1000℃囤浮寺,並采用了陶輪輪制的方法箱。出爐後的陶器經過打磨光滑挎烯蹲,烏黑發亮首茸吵,薄如蛋殼勾,厚度最小達到1mm瑟,因此也被稱為“蛋殼陶”適屋。

殷商時期膛,制陶技術由無釉向有釉發展彎簍暖,燒結溫度達到1200℃暑烘,這個溫度已經達到燒制瓷器的溫度衰般宏,為陶向瓷的飛躍創造了必要條件廟。

如果說制陶是人類社會的普遍現象菠盧猾,早年間世界各國仍在爭議人類最早陶器的發源地傷匣,那麼瓷器可以說絕對是中華民族獨一無二的發明磷佰。

瓷器的創造最早可以追溯到3000年前棚檢兢,始于商成熟于東漢皋。浙江出土的東漢越窖青瓷迄今已有1700年緘開,燒結溫度已經達到1300℃抱。

若要用一個量化指標區分陶與瓷杭恫賃,那麼一定是胚體的吸水率彎素,而決定陶瓷吸水率的兩個關鍵因素什館,就是原料和燒結溫度濃猜。1為陶與瓷吸水率及其燒結溫度的總結豪彩,可以從這個角度明晰陶向瓷的飛躍需操嚎。

 

先進陶瓷楷肺瑯︰傳統陶瓷的飛躍

傳統陶瓷的性能主要依賴于原料的選擇與精制羌、窖爐的改進和燒結溫度的提高喀,而先進陶瓷的制備相對傳統陶瓷隻錘詞,是多方面的飛躍罐。

先進陶瓷是“采用高度精選的原料莆芍攏,具有能精確控制的化學成分絨翰發,按照便于控制的制造技術加工的狠桿痹,便于進行結構設計的答蛾獎,具有優異特性的陶瓷”澎。下面通過與傳統陶瓷對比窩穿巾,對概念詳細辨析誨安。


 

讀到這里蓮鼻幕,相比讀者已經初步了解傳統陶瓷和先進陶瓷的概念差異盼,那麼其具體應用方向還有哪些差別呢?我們仍從傳統陶瓷說起肥。

應用方向

傳統陶瓷雖然諸如強度攻涼、剛度窩阮、硬度等各方面性能劣于先進陶瓷幸漏,但是由于易于低成本大批量生產痙,並且一般的性能已經能滿足日常需求收翟,仍有廣泛應用宛餒。

1.日用瓷

日用瓷是日常生活中使用的一種瓷器匪門錠。瓷器是一種由瓷石兢肌、高嶺土閉歇、石英石嫩痢、莫來石等組成傅脆,外表施有玻璃質釉或彩繪的物器圈懊。

2 日用瓷

2.建築陶瓷

建築陶瓷是房屋綽節瑯、道路孺班、給排水和庭園等各種土木建築工程用的陶瓷制品菩濾篩,有陶瓷面磚乖、彩色瓷粒撐囪、陶管等家粒。

3 建築陶瓷

相比傳統陶瓷歉棚,先進陶瓷的應用範圍明顯廣得多露技信,並且還在不斷擴展中慌戶,我們可以從結構陶瓷和功能陶瓷兩方面進行梳理掂。

 

3.先進結構陶瓷

結構陶瓷是指具有物理和力學性能及部分熱學和化學性能的新型陶瓷洞萍眷。結構陶瓷的主要種類拐、性能及應用可以總結如下表叛蒲郊。

 

根據文獻《結構陶瓷的現狀與發展》中的數據售,結構陶瓷中耐磨部件的應用佔比43%汲賃勾,例如襯墊酒郊、導桿經舶、噴嘴絲桅烙、閘門鼓臨、密封圈蹈毀、活塞膳豌、軸承;17%的結構陶瓷應用于陶瓷刀具上粹。

4 上圖Si3N4陶瓷軸承及應用的液氫液氧發動瞧椽淮,下圖為鋁液鑄造工業用各種氮化 高溫陶瓷保護管和加熱管傘勒猛,圖片根據文獻組合修改

(圖片來源譴嘉︰《我國先進結構陶瓷產業分布與發展及面臨的問題與挑戰》)

根據文獻《我國先進結構陶瓷產業分布與發展及面臨的問題與挑戰》竅諷,匯總了國內結構陶瓷的產業分布信息送。

5 先進結構陶瓷產業分布餒,這是清華大學新型陶瓷與精細工藝國家重點實驗室的謝志鵬教授總結的產業分布圖童藉介,發布于2019年2月 冠,可以發現先進結構陶瓷產業集中于廣東示癱、湖南撅讕掏、江西俺凱搬、江甦惠驢滴、河北何爽泛、山東尚床、遼寧等地讕繼。

4.先進功能陶瓷

功能陶瓷就是能夠作為電力玲苯、磁力騰、光線扳翟、聲音侗、熱 能飾乃攔、化學能或者其他生物功能媒介的一種材料瘋唐。與結構陶瓷相比杏鋒,功能陶瓷的性能是以非力學性能為主的一類陶瓷材料培鬼伸。


 

小結

本文通過燒結溫度的角度寒慶,管中窺豹伺藩,梳理了傳統陶瓷發展中“由陶向瓷”的邏輯脈絡勺論寢,並對比傳統陶瓷和先進陶瓷多方面的差異老睫。試圖使讀者明晰這兩大概念犢何桑。在先進陶瓷方面瓊剿,按照較為公認的分類方法港亢污,將其歸為結構陶瓷和功能陶瓷兩部分進行介紹提寐峨,但是在文獻整理與總結的過程中頒杯,也發現達,隨著技術的不斷發展鐳,新材料新方法不斷出現爬叛,一些陶瓷材料不僅能夠解決功能材料的需求的敞瞳,還同樣擁有優異的力學性能欽騎飯,在實際的應用中已經身兼數職蚊拒淋,例如一直非常火熱的碳化 逗洪,除了作為常見的研磨材料鵝恃,但亦可以作為半導體高溫發熱元件;而氧化鋁更是在文中表格中頻繁出現陝瘟塹。因此糜臼,可以預料到的是矢,在未來奈,結構陶瓷和功能陶瓷的邊界將不斷被弱化裸,陶瓷材料大家族將不斷有新成員的加入蕪按,應用範圍也會愈發廣泛即繃。

參考文獻

《我國先進結構陶瓷產業分布與發展及面臨的問題與挑戰》;清華大學房氫懇,謝志鵬活瓖,安迪會,胡豐;景德鎮陶瓷大學綸理,謝志鵬廷,秦笑威韌凍,李辰冉顯瓖叫。

《結構陶瓷的現狀與發展》;江甦工業學院洽,陳志剛;江甦大學昏祁順,陳采鳳堂材鱗。

《先進陶瓷成型及加工技術》;機械工業出版社談褪,朱海缽兼,楊慧敏糕幣娃,朱柏林戶。

By倍徹︰火宣


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