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文檔簡(jiǎn)介

1、1、陶瓷概述定義陶瓷是陶器和瓷器的總稱。人們?cè)缭诩s8000年前的新石器時(shí)代就發(fā)明了陶器。常見(jiàn)的陶瓷材料有粘土、氧化鋁、高嶺土等。陶瓷材料一般硬度較高,但可塑性較差。除了使用于食器、裝飾上外,陶瓷在科學(xué)、技術(shù)的發(fā)展中亦扮演著重要角色。陶瓷原料是地球原有的大量資源黏土經(jīng)過(guò)淬取而成。而粘土的性質(zhì)具韌性,常溫遇水可塑,微干可雕,全干可磨;燒至700度可成陶器能裝水;燒至1230度則瓷化,可幾乎完全不吸水且耐高溫耐腐蝕。其用法之彈性,在今日文化科技中有各種創(chuàng)意的應(yīng)用。發(fā)明了陶器。陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。陶瓷的定義:陶瓷英文Ceramic(或者China);陶瓷拼音Táo

2、cí;陶瓷是以天然粘土以及各種天然礦物為主要原料經(jīng)過(guò)粉碎混煉、成型和煅燒制得的材料的各種制品。以前人們把用陶土制作成的在專門的窯爐中高溫?zé)频奈锲贩Q作陶瓷,陶瓷是陶器和瓷器的總稱。陶瓷的傳統(tǒng)概念是指所有以粘土等無(wú)機(jī)非金屬礦物為原料的人工工業(yè)產(chǎn)品。它包括由粘土或含有粘土的混合物經(jīng)混煉,成形,煅燒而制成的各種制品。由最粗糙的土器到最精細(xì)的精陶和瓷器都屬于它的范圍。對(duì)于它的主要原料是取之于自然界的硅酸鹽礦物(如粘土、石英等),因此與玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工業(yè),同屬于“硅酸鹽工業(yè)”的范疇。陶瓷的主要產(chǎn)區(qū)為景德鎮(zhèn)、醴陵、高安、豐城、萍鄉(xiāng)、黎川、佛山、潮州、德化、淄博、唐山、北流等地。此外

3、景德鎮(zhèn)是我國(guó)“瓷都”。陶瓷分類、特性.隨著近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,近百年來(lái)又出現(xiàn)了許多新的陶瓷品種。它們不再使用或很少使用粘土、長(zhǎng)石、石英等傳統(tǒng)陶瓷原料,而是使用其他特殊原料,甚至擴(kuò)大到非硅酸鹽,非氧化物的范圍,并且出現(xiàn)了許多新的工藝。美國(guó)和歐洲一些國(guó)家的文獻(xiàn)已將“Ceramic”一詞理解為各種無(wú)機(jī)非金屬固體材料的通稱。因此陶瓷的含義實(shí)際上已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越過(guò)去狹窄的傳統(tǒng)觀念了。迄今為止,陶瓷器的界說(shuō)似可概括地作如下描述:陶瓷是用鋁硅酸鹽礦物或某些氧化物等為主要原料,依照人的意圖通過(guò)特定的物理化學(xué)工藝在高溫下以一定的溫度和氣氛制成的具有一定型式的工藝巖石。表面可施釉或不施釉,若干瓷質(zhì)還具有不同程度的半透明

4、度,通體是由一種或多種晶體或與無(wú)定形膠結(jié)物及氣孔或與熟料包裹體等微觀結(jié)構(gòu)組成。陶瓷工業(yè)是硅酸鹽工業(yè)的主要分支之一,屬于無(wú)機(jī)化學(xué)工業(yè)范圍但現(xiàn)代科學(xué)高度綜合,互相滲透,從整個(gè)陶瓷工業(yè)制造工藝的內(nèi)容來(lái)分析,它的錯(cuò)綜復(fù)雜與牽涉之廣,顯然不是僅用無(wú)機(jī)化學(xué)的理論所能概括的。陶瓷制品的品種繁多,它們之間的化學(xué)成分礦物組成,物理性質(zhì),以及制造方法,常?;ハ嘟咏诲e(cuò),無(wú)明顯的界限,而在應(yīng)用上卻有很大的區(qū)別。因此很難硬性地歸納為幾個(gè)系統(tǒng),詳細(xì)的分類法各家說(shuō)法不一,到現(xiàn)在國(guó)際上還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的分類方法。常用的有如下兩種從不同角度出發(fā)的分類法: (一)按用途的不同分類1日用陶瓷:如餐具、茶具、缸,壇、盆、罐、盤、碟、

5、碗等。2藝術(shù)陶瓷:如花瓶、雕塑品陳設(shè)品等。3. 工藝陶瓷:花瓶 花盆 花插 套餐系列 燈座 園林陶瓷 樹(shù)脂工藝 器皿等4工業(yè)陶瓷:指應(yīng)用于各種工業(yè)的陶瓷制品。又分以下6各方面: (1)、建筑一衛(wèi)生陶瓷: 如磚瓦,排水管、面磚,外墻磚,衛(wèi)生潔具等; (2)、化工陶瓷: 用于各種化學(xué)工業(yè)的耐酸容器、管道,塔、泵、閥以及搪砌反應(yīng)鍋的耐酸磚、灰等; (3)、化學(xué)瓷: 用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的瓷坩堝、蒸發(fā)皿,燃燒舟,研體等; (4)、電瓷: 用于電力工業(yè)高低壓輸電線路上的絕緣子。電機(jī)用套管,支柱絕緣于、低壓電器和照明用絕緣子,以及電訊用絕緣子,無(wú)線電用絕緣子等; (5)、耐火材科: 用于各種高溫工業(yè)窯爐的耐火材

6、料; (6)、特種陶瓷: 甩于各種現(xiàn)代工業(yè)和尖端科學(xué)技術(shù)的特種陶瓷制品,有高鋁氧質(zhì)瓷、鎂石質(zhì)瓷、鈦鎂石質(zhì)瓷、鋯英石質(zhì)瓷、鋰質(zhì)瓷、以及磁性瓷、金屬陶瓷等。1.按原料來(lái)分,可分爲(wèi)以下兩種. 普通陶瓷:利用粘土,長(zhǎng)石,石英等天然矽酸原料. 特種陶瓷:利用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、氟化物等純度高的人工合成材料.2.根據(jù)土質(zhì)來(lái)分,可分爲(wèi)以下7種:序號(hào)原料分類收縮比率燒成溫度産品特性成品種類1骨灰瓷(BONECHINA)18%1350(采用還原燒)特白、薄、透光性好高檔食具、迷你飾品、夜燈罩(貼花紙)2新瓷(NEW BONE CHINA)18%1350采用還原燒)特白、薄、透光性好高檔食具、迷你飾品

7、、夜燈罩(貼花紙)3全瓷(PORCELAIN)15%1250(采用氧化燒)白、硬度強(qiáng)一般食具(貼花紙)4半瓷(SUB-PORCELAIN STONE WARE)8-10%1180(采用氧化燒)米色、硬度強(qiáng)低檔食具(貼花紙)5白雲(yún)土(DOLOMITE)56%1050(采用氧化燒)白、脆、輕、密度低、吸水性高釉下彩繪之禮品、食具釉上彩、貼花之食具6紅土(TERRA COTTA)8%9601000(采用氧化燒)赭紅色、脆、輕、密度低、吸水性強(qiáng)花盆或其他禮品,一般色釉、流釉或透明釉7半陶(EARTH ENWARE)600800(采用氧化燒)米黃色、脆、輕、密度低、吸水性強(qiáng)低檔花盆,水泥漆或油漆作表面處

8、理以上所有土質(zhì)均可一次燒成,只有白雲(yún)土成形2次窯燒,因爲(wèi)白雲(yún)土的密度較松軟,一次燒成容易有嚴(yán)重針孔.第一次燒成稱爲(wèi)素?zé)?第二次爲(wèi)釉燒.土的四大成分是高林土、長(zhǎng)石、石灰石、田睦土,其中長(zhǎng)石和石灰石決定産品的白度和硬度,高林土和田睦土決定産品的塑性和顔色.根據(jù)燒成溫度來(lái)分,有高溫瓷、中溫瓷和低溫瓷. 陶瓷的性質(zhì)白度、透光度、光澤度、熱性、耐酸性、質(zhì)密性、脆性.1).光澤度決定于瓷器表面的平坦與光滑程度.2).熱穩(wěn)定性的測(cè)定方法是將測(cè)試樣放於電爐內(nèi)逐漸升溫從100起,每隔20取出試樣投入20水中急冷一次,如此反復(fù),直至試樣表面出現(xiàn)裂紋或開(kāi)裂爲(wèi)止.3).陶瓷材料爲(wèi)良好的耐酸材料,能耐無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸及鹽

9、的侵蝕.但抵抗的侵蝕能力較弱,餐具瓷釉的使用要注意在弱酸堿的侵蝕下鉛的溶出量超過(guò)一定量時(shí)對(duì)人體是有害的.4).日用陶瓷質(zhì)地緻密,吸水率不超過(guò)0.5%,陶器吸水率從4-5%開(kāi)始.5).爲(wèi)了改善陶器材料的脆性,已研製出高韌性、高強(qiáng)度的氧化鋯陶瓷.未來(lái)發(fā)展我國(guó)陶瓷工業(yè)現(xiàn)狀隨著社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)和對(duì)外貿(mào)易事業(yè)的發(fā)展,特別是經(jīng)過(guò)年的改革開(kāi)放、改組改造、陶瓷工業(yè)發(fā)展很快。陶瓷中專、中技遍布陶瓷產(chǎn)區(qū)。工學(xué)院、陶瓷學(xué)院為陶瓷工業(yè)培養(yǎng)造就一大批的高素質(zhì)管理人才和科技人才;陶瓷科研院所、情報(bào)站、雜志期刊遍布全國(guó);三山、唐山、博山、佛山、崛起,川陶爭(zhēng)雄;重要產(chǎn)區(qū)、唐山、邯鄲、淄博、宜興、佛山、景德鎮(zhèn)、醴陵、德化、湛江

10、、潮州、大埔、北流、海城形成;一些大中型骨干企業(yè),引進(jìn)了先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)及科學(xué)先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)。他們創(chuàng)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)高產(chǎn),經(jīng)濟(jì)效益好,為我國(guó)陶瓷企業(yè)的“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”與“三改”提供了經(jīng)驗(yàn),為加快傳統(tǒng)陶瓷工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。中國(guó)陶瓷工業(yè)開(kāi)始邁進(jìn)了品牌競(jìng)爭(zhēng),實(shí)力取勝的新階段。由于傳統(tǒng)陶瓷技術(shù)的禁錮及長(zhǎng)期計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制的束縛,不少企業(yè)設(shè)備和技術(shù)落后,員工技術(shù)素質(zhì)和管理素質(zhì)較低。當(dāng)一旦進(jìn)入市場(chǎng)經(jīng)濟(jì),就經(jīng)不住激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)而被陷入低谷。與日本和西方國(guó)家的主要差距是:產(chǎn)品人均擁有量少;勞動(dòng)生產(chǎn)率低;出口數(shù)量不少,換匯率低;產(chǎn)品檔次低,級(jí)高檔產(chǎn)品少,市場(chǎng)應(yīng)變能力差,主要、級(jí)中、低檔、花色品種單調(diào)、陳舊,更新慢,不適應(yīng)國(guó)際市

11、場(chǎng)需要。日、英、德主要級(jí)高檔產(chǎn)品,花色品種豐富,變換快;生產(chǎn)工藝:我國(guó)傳統(tǒng)為主,多數(shù)單機(jī)效率低。日、英、德、意工藝先進(jìn),不斷推出新工藝,高效高質(zhì),自動(dòng)化程度高;技術(shù)設(shè)備水平方面,我國(guó)日用陶瓷大多數(shù)為年代水平,而且習(xí)慣用傳統(tǒng)技術(shù)裝備傳統(tǒng)產(chǎn)品,技改能力低。日、英、德為年代水平,裝備精良,新技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用快;能耗方面,我國(guó)為-大卡公斤制品。日、英、德為-大卡公斤制品;企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理素質(zhì)偏低。世界陶瓷現(xiàn)狀雖然世界陶瓷史可上溯萬(wàn)年,但由于其獨(dú)特的穩(wěn)定性能,人類掌握其生產(chǎn)技能的熟練程度,能融實(shí)用性、文化藝術(shù)性于一體等原因,不但在日常生活、建筑領(lǐng)域有不能替代的地位,而且在高新技術(shù)領(lǐng)域和建設(shè)文明社會(huì)的領(lǐng)域也有新的

12、發(fā)展,充分地確立了既傳統(tǒng)、古老而又現(xiàn)代化的地位。世界陶瓷業(yè)的現(xiàn)狀可歸納為如下的幾個(gè)方面:     ()陶瓷工業(yè)已步入現(xiàn)代工業(yè)的行列,可以將現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)模式應(yīng)用于陶瓷生產(chǎn),達(dá)到相當(dāng)高的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。     ()陶瓷工業(yè)在國(guó)內(nèi)外得到普遍的發(fā)展,中國(guó)的所有省市區(qū)幾乎都建立了陶瓷廠,世界的大部分地區(qū)、國(guó)家近幾年都建立了陶瓷生產(chǎn)企業(yè),世界上經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的國(guó)家現(xiàn)在已很難找到?jīng)]有瓷器的家庭。     ()當(dāng)代較高水平的陶瓷生產(chǎn)國(guó)以及陶瓷市場(chǎng)仍然集中在

13、經(jīng)濟(jì)較富裕、工業(yè)技術(shù)較發(fā)達(dá)的國(guó)家,即使是在中國(guó),也莫不如此,說(shuō)明發(fā)展陶瓷業(yè)需要經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、市場(chǎng)的支撐。     ()當(dāng)代陶瓷業(yè)的生存和發(fā)展具有更多來(lái)自行業(yè)內(nèi)外的競(jìng)爭(zhēng)。行業(yè)內(nèi)的不必說(shuō),行業(yè)外的就是要不被取代,需靠行業(yè)的相對(duì)優(yōu)勢(shì)來(lái)維持。例如地磚、衛(wèi)生廚具,要是其性能、功能、價(jià)格、文化藝術(shù)性等不及木材、塑料、石料制品,就難以求存了。     ()陶瓷業(yè)的學(xué)術(shù)水平、技術(shù)工藝水平、綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等不斷地在動(dòng)態(tài)中得到發(fā)展和提高。人們以更客觀全面的眼光來(lái)審視每項(xiàng)技術(shù)、裝備的進(jìn)步。  &#

14、160;  ()陶瓷生產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)的國(guó)際化。中國(guó)是世界陶瓷業(yè)國(guó)際化既典型又具體的例子。中國(guó)本土上現(xiàn)有的陶瓷工廠從國(guó)別來(lái)說(shuō),有來(lái)自美國(guó)、日本、意大利、德國(guó)、西班牙和英國(guó);從工藝技術(shù)來(lái)說(shuō),當(dāng)前世界上普遍使用的中國(guó)都用;從裝備來(lái)說(shuō),世界上已有的中國(guó)基本上都有,甚至國(guó)外沒(méi)有的中國(guó)先有了,從產(chǎn)品來(lái)源來(lái)說(shuō),中國(guó)市場(chǎng)上可見(jiàn)到世界上各大公司所有產(chǎn)品;從出口來(lái)說(shuō),中國(guó)陶瓷行業(yè)產(chǎn)品已進(jìn)入到百個(gè)以上的國(guó)家。究其根本原因,是陶瓷具有拓展國(guó)際市場(chǎng)的條件。工業(yè)陶瓷概念工業(yè)陶瓷(也稱為先進(jìn)陶瓷、特種陶瓷、精細(xì)陶瓷等)是20世紀(jì)中葉以來(lái)發(fā)展起來(lái)的一類具有機(jī)械、熱、電、磁、光、超導(dǎo)等功能的陶瓷,是采用精制的高

15、純、超細(xì)的無(wú)機(jī)化合物為原料及先進(jìn)工藝技術(shù)制備出的具有特定組分和顯微結(jié)構(gòu)的材料。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域和性能一般分為結(jié)構(gòu)陶瓷、陶瓷基復(fù)合材料和功能陶瓷三類。 工業(yè)陶瓷的發(fā)展與近代工業(yè)的需求密切相關(guān),成為許多新興科學(xué)技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵,廣泛應(yīng)用于機(jī)械、能源、汽車、冶金、化工、生物醫(yī)學(xué)、電子、計(jì)算機(jī)、傳感、空間技術(shù)、航空航天和國(guó)防軍工等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。除日用陶瓷、藝術(shù)裝飾陶瓷及建筑衛(wèi)生陶瓷以外,能使用于工業(yè)等部門的陶瓷材料之總稱它包括用傳統(tǒng)工藝制成的工業(yè)用陶瓷制品和采用高技術(shù)、新工藝制成的精細(xì)陶瓷材料。陶瓷從廣義上講包括傳統(tǒng)陶瓷和特種陶瓷。 傳統(tǒng)陶瓷是以粘土為主要原料燒制而成的制品,如日用陶瓷、藝術(shù)陶瓷、

16、建筑衛(wèi)生陶瓷。而特種陶瓷是用人工合成的超細(xì)高純的粉體無(wú)機(jī)化合物原料, 采用各種先進(jìn)的成型方法, 現(xiàn)代化的燒成工藝, 精密的加工技術(shù)精制而成的。它是一種新型陶瓷材料,與傳統(tǒng)陶瓷相比,在組成、結(jié)構(gòu)、性能和制備工藝技術(shù)上均有顯著的不同。可應(yīng)用于電子、汽車、機(jī)械裝備、能源、化工和生物醫(yī)藥等諸多工業(yè)領(lǐng)域,因此可以稱特種陶瓷為工業(yè)陶瓷。工業(yè)陶瓷的分類按用途的分類,工業(yè)陶瓷:指應(yīng)用于各種工業(yè)的陶瓷制品。又分以下6各方面: (1)、建筑一衛(wèi)生陶瓷: 如磚瓦,排水管、面磚,外墻磚,衛(wèi)生潔具等; (2)、化工陶瓷: 用于各種化學(xué)工業(yè)的耐酸容器、管道,塔、泵、閥以及搪砌反應(yīng)鍋的耐酸磚、灰等;(3)、化學(xué)瓷: 用于化

17、學(xué)實(shí)驗(yàn)室的瓷坩堝、蒸發(fā)皿,燃燒舟,研體等; (4)、電瓷: 用于電力工業(yè)高低壓輸電線路上的絕緣子。電機(jī)用套管,支柱絕緣于、低壓電器和照明用絕緣子,以及電訊用絕緣子,無(wú)線電用絕緣子等; (5)、耐火材科: 用于各種高溫工業(yè)窯爐的耐火材料; (6)、特種陶瓷: 甩于各種現(xiàn)代工業(yè)和尖端科學(xué)技術(shù)的特種陶瓷制品,有高鋁氧質(zhì)瓷、鎂石質(zhì)瓷、鈦鎂石質(zhì)瓷、鋯英石質(zhì)瓷、鋰質(zhì)瓷、以及磁性瓷、金屬陶瓷等。特種陶瓷在工業(yè)上有各種應(yīng)用,通常把它們劃分成兩類:結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷。結(jié)構(gòu)陶瓷又稱工程陶瓷,主要利用陶瓷的強(qiáng)度、剛度、韌性、耐磨性、硬度、疲勞強(qiáng)度等力學(xué)性能的陶瓷材料,主要種類有高強(qiáng)度陶瓷、 (超)高溫陶瓷、 (超)

18、低溫陶瓷、高韌性陶瓷、超硬度陶瓷和納米陶瓷等。功能陶瓷是利用陶瓷的電磁光聲熱等性能及其藕合效應(yīng)的陶瓷材料,主要種類有電子陶瓷、敏感陶瓷、光學(xué)陶瓷、生物陶瓷、磁性陶瓷和超導(dǎo)陶瓷等。功能陶瓷中約 60%是電子陶瓷,它包括鐵電陶瓷、壓電陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷、電介質(zhì)陶瓷等。特種陶瓷在工業(yè)上都有其各種的應(yīng)用和產(chǎn)品,具體見(jiàn)表 1:表1 工業(yè)陶瓷的分類及其主要產(chǎn)品 分類產(chǎn)品應(yīng)用結(jié)構(gòu)陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷高級(jí)耐火材料,發(fā)動(dòng)機(jī)用陶瓷,噴嘴,換熱器耐磨陶瓷刀具,磨料磨球磨具,密封件,軸承,拉線輪,其他各種結(jié)構(gòu)件 結(jié)構(gòu)陶瓷生物陶瓷人工齒,人工骨功能陶瓷電子陶瓷陶瓷電容器,壓電陶瓷,鐵電陶瓷,電介質(zhì)陶瓷,半導(dǎo)體陶瓷,超導(dǎo)陶瓷磁

19、性陶瓷鐵氧體,磁記錄材料,磁泡材料,永磁材料 光電陶瓷紅外窗口材料,光敏(光電)陶瓷,光導(dǎo)纖維陶瓷傳感器熱敏、壓敏、濕敏、氣敏、光敏陶瓷能源陶瓷核反應(yīng)堆用陶瓷,太陽(yáng)能材料,紅外輻射陶瓷,隔熱保溫材料化學(xué)陶瓷催化劑載體,分子篩,耐酸陶瓷,環(huán)保過(guò)濾器生物陶瓷生物活性陶瓷,人工心臟汽車陶瓷堇青石蜂窩陶瓷催化載體、陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī),陶瓷活塞,陶瓷葉片,汽車用陶瓷電器件,陶瓷傳感元件,氣門加熱器,爆燃傳感器,氧化鋯氧傳感器 石英陶瓷玻璃水平鋼化爐用石英陶瓷輥,浮法玻璃退火爐用空心輥,浮法玻璃窯用閘板磚,鑄鋼用水口,沖頭,坩鍋,爐體等 適用范圍我國(guó)從 20 世紀(jì) 50 年代開(kāi)始進(jìn)行工業(yè)陶瓷的研究,材料以氧化鋁陶

20、瓷為主,60 年代為滿足電子技術(shù)和核技術(shù)的發(fā)展需要,氧化鈹、氧化鈣和其他非氧化物工業(yè)陶瓷相繼問(wèn)世。 我國(guó)“十五”科技規(guī)劃中與工業(yè)陶瓷有關(guān)的發(fā)展領(lǐng)域是: (1)超細(xì)粉末的制備技術(shù); (2)批量和工業(yè)生產(chǎn)裝備的研究; (3)高性能陶瓷的特殊成型、燒結(jié)、精密加工、涂層、纖維增強(qiáng)復(fù)合技術(shù)和工藝裝備市場(chǎng)供需的研究; (4)脆性材料的評(píng)價(jià)技術(shù)、無(wú)損檢測(cè)、破壞準(zhǔn)則及燒結(jié)、復(fù)合機(jī)理; (5)高溫工程陶瓷如燃起輪機(jī)、高溫封閥軸承、風(fēng)機(jī)、煉鋼機(jī)械部件等研制; (6)光學(xué)功能(如透光、偏光、集光、熒光等)陶瓷和光電、光磁、非線性光學(xué)陶瓷制; (7)敏感陶瓷與電子陶瓷、各種氣敏、光敏、聲敏、壓敏等敏感元件、高熱導(dǎo)、高

21、絕板及磁性材料等的研制; (8)化學(xué)功能陶瓷(耐腐蝕、催化劑及其載體、燃料電池、離子交換器等)研制; (9)生物功能陶瓷(如具有生物活性和親和性的人工骨、牙齒、心瓣膜)研制。工業(yè)陶瓷市場(chǎng)供需工業(yè)陶瓷主要產(chǎn)品有電子陶瓷產(chǎn)品系列、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)品系列、敏感陶瓷、生物陶瓷、紅外陶瓷、化工防腐陶瓷、過(guò)濾凈化陶瓷等。 功能陶瓷已形成產(chǎn)業(yè),與電子工業(yè)配套已初具規(guī)模,主要生產(chǎn)陶瓷基片、陶瓷電容器、陶瓷濾波器、壓電陶瓷、敏感陶瓷、磁性陶瓷和絕緣陶瓷等。 結(jié)構(gòu)陶瓷起步晚,已初步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,目前氧化鋯研磨介質(zhì)及制品產(chǎn)能 50 噸/年,年產(chǎn)量約 10 噸;氮化硅陶瓷混合軸承產(chǎn)能 30 萬(wàn)套/年,年產(chǎn)量約 5 萬(wàn)套

22、;氮化硅陶瓷刀具產(chǎn)能100 萬(wàn)片/年,年產(chǎn)量約為 70 萬(wàn)片。單位:億元人民幣 圖表:2010年我國(guó)特種陶瓷需求預(yù)測(cè)資料來(lái)源:我國(guó)工程院、我國(guó)科學(xué)院我國(guó)建筑材料發(fā)展現(xiàn)狀及邁入新世紀(jì)對(duì)策咨詢報(bào)告2000年7月今后需求較大的特種陶瓷產(chǎn)品有: (1)功能陶瓷產(chǎn)品:高導(dǎo)熱氮化鋁陶瓷基片、低介電常數(shù)陶瓷基片、陶瓷電容器、敏感陶瓷用瓷料、陶瓷光纖連接器、微波介質(zhì)陶瓷材料等。 (2)結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)品:機(jī)械行業(yè)用陶瓷刀具、陶瓷軸承、陶瓷密封環(huán)、陶瓷火花塞、建材行業(yè)用氧化鋁研磨介質(zhì)和襯里、 陶瓷輥棒、 石油化工用球閥、 缸套等耐磨耐腐蝕陶瓷部件。 (3)汽車用陶瓷產(chǎn)品:陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)、陶瓷活塞、陶瓷葉片、汽車用催化轉(zhuǎn)換

23、器、氣門加熱器等(其中更換控制尾氣的催化轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)達(dá)到 1100 萬(wàn)臺(tái)/年,利潤(rùn)達(dá) 55 億元/年,而我國(guó)目前汽車催化轉(zhuǎn)換器的產(chǎn)能僅 50 萬(wàn)套) 。 (4)生物醫(yī)用陶瓷材料:人造骨骼、損傷骨的固定材料、牙齒、關(guān)節(jié)、人工脹器材料、血管、眼睛等,以及腦外科手術(shù)的修補(bǔ)、填充,整形整容材料等(生物醫(yī)用材料附加值高,但投資周期長(zhǎng),產(chǎn)品需經(jīng)國(guó)家批準(zhǔn)及臨床應(yīng)用) 。 (5)節(jié)能環(huán)保用陶瓷材料:陶瓷過(guò)濾管、過(guò)濾球及陶瓷膜,蜂窩陶瓷(用于蓄熱式熱力垃圾焚燒爐,冶金煉鋼行業(yè)中的節(jié)能蓄熱室等) 。 (6)國(guó)防工業(yè)用的特殊陶瓷材料。 當(dāng)前,世界工業(yè)陶瓷發(fā)展十分迅猛,應(yīng)用范圍和潛在市場(chǎng)不斷擴(kuò)大,已形成了相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)規(guī)模

24、,總銷售額和市場(chǎng)占有率也逐步增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)顯示,世界工業(yè)陶瓷市場(chǎng)規(guī)模為500-600億美元,美國(guó)、日本和西歐發(fā)達(dá)的國(guó)家工業(yè)陶瓷市場(chǎng)年平均增長(zhǎng)率為12%,其中美國(guó)工業(yè)陶瓷市場(chǎng)總值年平均增長(zhǎng)率為9%;中國(guó)占據(jù)約300-400億元人民幣的市場(chǎng),每年以10-15%的速度增長(zhǎng)。表1和表2分別為工業(yè)陶瓷最大市場(chǎng)美國(guó)和日本的市場(chǎng)規(guī)模與發(fā)展趨勢(shì)。表1 美國(guó)工業(yè)陶瓷市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)(單位:億美元)產(chǎn)品類型1980年1985年1990年2000年2010年2015年電子陶瓷5.34170819.934.854850切削刀具000.351.63.54.5耐磨零件0.20.451.85.48.211發(fā)動(dòng)機(jī)零件00.210.

25、568.41014生物陶瓷000.10.30.81.4其他0.0200.150.701.52.6總計(jì)5.5617.7421.9651.257283.5表2 日本工業(yè)陶瓷市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)(單位:億日元)產(chǎn)品類型1985年1990年1995年2000年2010年2015年電子陶瓷58861689826263376695000060000機(jī)械陶瓷58010201645208235004500熱陶瓷4682771623590191200014500生物化學(xué)陶瓷43719122920395960008000光陶瓷22916724692634280009000核陶瓷及其他1759901489219035004

26、000總計(jì)1047525263432466126183000100000工業(yè)陶瓷應(yīng)用工業(yè)陶瓷產(chǎn)品的種類繁多,性能各異,通常把它們劃分成兩類:結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷。結(jié)構(gòu)陶瓷主要是利用陶瓷的強(qiáng)度、剛度、韌性、耐磨性、硬度、疲勞強(qiáng)度等力學(xué)性能的陶瓷材料,主要種類有高強(qiáng)度陶瓷、(超)高溫陶瓷、(超)低溫陶瓷、高韌性陶瓷、超硬度陶瓷和納米陶瓷等。功能陶瓷是利用陶瓷的電磁光聲熱等性能及其藕合效應(yīng)的陶瓷材料,主要種類有電子陶瓷、敏感陶瓷、光學(xué)陶瓷、生物陶瓷、磁性陶瓷和超導(dǎo)陶瓷等。功能陶瓷中約60%是電子陶瓷,它包括鐵電陶瓷、壓電陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷、電介質(zhì)陶瓷等。工業(yè)上普通粘土陶瓷主要是用于絕緣用的電瓷、對(duì)酸堿性

27、要求較高的化學(xué)瓷、承載強(qiáng)度要求較低的結(jié)構(gòu)零件用瓷等,如絕緣子、耐腐蝕容器、管道等;氧化鋁瓷熔點(diǎn)高、硬度高、強(qiáng)度高、且具有良好的抗化學(xué)腐蝕能力和介質(zhì)介電性能,但脆性大、抗沖擊性能和抗熱震性差,不能承受環(huán)境溫度的劇烈變化,可用于制造高溫爐的爐管、爐襯、內(nèi)燃機(jī)的火花塞等,還可制造高硬度的切削刀具,又是制造熱電偶絕緣套管的良好材料;氮化硅陶瓷具有自潤(rùn)滑性,摩擦系數(shù)小和耐磨性好,而且化學(xué)性能穩(wěn)定,熱膨脹系數(shù)小,具有優(yōu)良的抗高溫蠕變性能,即使在1200 下工作強(qiáng)度仍不降低,氮化硅陶瓷抗震性是氧化鋁陶瓷和任何其他陶瓷材料所不能比擬的,可用于制造耐磨、耐腐蝕的泵和閥、高溫軸承、燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子葉片及金屬切削工具

28、等,也是測(cè)量鋁液的熱電偶套管的理想材料。碳化硅陶瓷的最大特點(diǎn)是高溫強(qiáng)度大,具有很高的熱傳導(dǎo)能力,耐磨、耐蝕、抗蠕變性能高,常被用做國(guó)防、宇航等科技領(lǐng)域中的高溫?zé)Y(jié)材料,即用于制造火箭尾噴管的噴嘴、澆注金屬用的喉嘴及熱電偶套管、爐管等高溫零件,由于熱傳導(dǎo)能力高,還可用于制造氣輪機(jī)的葉片、軸承等高溫強(qiáng)度零件,以及用做高溫?zé)峤粨Q器的材料、核燃料的包封材料等。氮化硼陶瓷有六方氮化硼和立方氮化硼兩種,六方氮化硼具有良好的耐熱性,導(dǎo)熱系數(shù)與不銹鋼相當(dāng),熱穩(wěn)定性好,在200 時(shí)仍然是絕緣體,六方氮化硼還具有硬度低,自潤(rùn)滑性好,可用做熱電偶套管、半導(dǎo)體散熱絕緣零件、高溫軸承、玻璃制品成形模具等材料,立方氮化硼

29、的硬度與金剛石相近,是優(yōu)良的耐磨材料,可用于制作磨料和金屬切削刀具。PbZrO3-PbTiO3系陶瓷是最為人們熟知壓電陶瓷,這種陶瓷具有較高的居里溫度(300-400 )和電機(jī)耦合系數(shù)值及良好的極化率(約50 mic/cm2),廣泛用于做電機(jī)和電聲變換器。鉻酸鑭(La-CrO3)是一種鈣鈦礦型(ABO3)復(fù)合氧化物,具有很高的熔點(diǎn)(2490 ),它在摻雜Ca、Sr和Mg等二價(jià)堿土金屬后具有很多特殊的性質(zhì),在高溫發(fā)熱材料、固體氧化物燃料電池連接材料、催化劑、NTC熱敏電阻等方面都得到廣泛的應(yīng)用,是一種很有前途的功能陶瓷材料。在NTC熱敏電阻方面應(yīng)用NiMn2O4與LaCrO3以適當(dāng)?shù)谋壤M(jìn)行復(fù)合

30、,利用不同特性材料間的復(fù)合效應(yīng)制備低B值(熱敏電阻器的材料常數(shù))高阻熱敏材料,該復(fù)合材料對(duì)化學(xué)成分偏離不敏感,電阻易于調(diào)整和控制,并具有良好的耐高溫性,是很有發(fā)展前途的一類新型熱敏材料。納米Y2O3和ZrO2是在較低溫度燒結(jié)的陶瓷,具有很高的韌性和強(qiáng)度,被用于軸承和刀具等耐磨器件;用納米Nd2O3和Sm2O3等制作的多層電容和微波器件,性能都得到了很大的提高)。莫來(lái)石、堇青石、剛玉、SiC、Si3N4、塞隆等及其復(fù)合陶瓷因其優(yōu)良性能,可作為太陽(yáng)能熱發(fā)電蓄熱陶瓷、吸熱器及輸熱管道的潛在材料。下表列出了一些其他工業(yè)陶瓷類型及應(yīng)用。工業(yè)陶瓷的回收利用在20屆世界陶瓷工業(yè)展覽會(huì)上,許多陶瓷專家提出了關(guān)

31、于陶瓷行業(yè)怎么才能走可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題,并認(rèn)為陶瓷廢棄物的再利用是一種有效解決這個(gè)問(wèn)題的方法。隨著陶瓷工業(yè)的快速發(fā)展,陶瓷工業(yè)廢料日益增多,據(jù)測(cè)算,我國(guó)僅墻地磚生產(chǎn)每年就產(chǎn)生457630t生坯廢品,燒成廢品更多,達(dá)655970t。在國(guó)外,如意大利年產(chǎn)44.5億m2墻地磚,與此同時(shí),產(chǎn)生約3萬(wàn)t廢泥漿和約5000t的廢石灰。目前我國(guó)陶瓷工業(yè)固體廢棄物的后處理現(xiàn)狀很不理想,對(duì)于建筑衛(wèi)生陶瓷廢渣料的處理多數(shù)采用填埋法,不僅占用了大量土地,也污染了周圍的土壤、水體、大氣等,對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及資源缺乏的現(xiàn)狀,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外對(duì)陶瓷廢料的再利用已十分關(guān)注,在國(guó)外,據(jù)英國(guó)陶瓷研究協(xié)

32、會(huì)(CeramicResearch)的報(bào)導(dǎo),在英國(guó)的一些瓷磚工廠一直使用高達(dá)40%的再循環(huán)廢瓷料。日本許多建陶企業(yè)都配備了回轉(zhuǎn)磨機(jī),專門對(duì)企業(yè)內(nèi)產(chǎn)生的廢料進(jìn)行再加工與回收利用,節(jié)約了大量資源。在國(guó)內(nèi)也有了專門處理陶瓷廢料的企業(yè),如潮州楓溪陶瓷研究所就拆資建成了陶瓷廢料處理廠,它把陶瓷垃圾加工后轉(zhuǎn)變成為高質(zhì)量的瓷泥,每年可回收廢瓷2.8.t生產(chǎn)瓷泥近10萬(wàn).t促進(jìn)了潮州陶瓷產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 將陶瓷工業(yè)固體廢棄物資源化,運(yùn)用綠色設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)陶瓷產(chǎn)品的生命周期進(jìn)行重新的設(shè)計(jì)與安排,要求其符合環(huán)境保護(hù)要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害,資源與能源得到最有效地消耗配置。1 廢品來(lái)源: 1.1 陶瓷原材料開(kāi)采、加工、粉

33、碎、分篩、淘洗過(guò)程中產(chǎn)生的礦渣、粉塵、廢屑、污泥等。 1.2 陶瓷廢品 陶瓷生產(chǎn)各個(gè)工序都可能產(chǎn)生廢品。根據(jù)廢品產(chǎn)生工段的不同,可分為生坯廢料、施釉廢品、素?zé)龔U品、燒成廢品及彩烤廢品等。 1.3 廢模具、匣缽日用瓷廠、衛(wèi)生瓷廠成型車間都大量使用石膏模,他們?cè)谥貜?fù)使用一定次數(shù)、破損及產(chǎn)品更新?lián)Q代時(shí),就失去了原有價(jià)值而成為廢模。廢匣缽來(lái)自有匣燒成車間,主要是由于破損、粘連等原因,失去了原有強(qiáng)度、器形等成為廢匣缽。棚板作為無(wú)匣燒成時(shí)支撐和隔離坯體的耐火材料,在使用過(guò)程中由于各種原因破損成為廢棄物。 1.4 廢泥渣、廢磚屑 陶瓷廠廢泥渣包括廢泥和廢渣。廢泥是指廢水沉淀物,分含色釉料廢泥和不含釉料廢泥兩

34、種,前者化學(xué)成分復(fù)雜,對(duì)環(huán)境影響比較大。廢渣主要是墻地磚拋光磨邊產(chǎn)生的,其成分主要是砂輪磨料中的碳化硅、堿金屬化合物及可溶性鹽類。拋光磚生產(chǎn)中,研磨拋光工序通常將從磚坯表面去除0.50.7mm表面層,甚至高達(dá)12mm,再加上磨邊倒角等一系列深加工成為平滑細(xì)膩的拋光磚后,會(huì)產(chǎn)生大量的磚屑,同時(shí)還包括砂輪磨料中的碳化硅、堿金屬化合物及可溶性鹽類。 2 陶瓷固體廢料的再利用 2.1 陶瓷廢料在陶瓷自身生產(chǎn)中的再利用 當(dāng)前,對(duì)陶瓷廠自身產(chǎn)生的工業(yè)廢料的回收利用的研究已取得突破性進(jìn)展。廢料的泥水經(jīng)回收、揀去雜物、除鐵外,又可以添加如瓷磚的配料中。沒(méi)有上釉的生坯可以全部化漿回用。對(duì)上釉的生坯廢品,粗陶廠可

35、適當(dāng)按比例混入泥料重復(fù)使用,而大部分日用瓷廠不宜回用,否則將影響釉燒質(zhì)量。對(duì)于廢品、廢匣與廢窯具之類經(jīng)高溫?zé)傻膹U料,則采用重新粉碎加工方法,粉碎后可作硬質(zhì)料利用。將其磨碎成粒徑在0.5mm以下,然后按照一定的比例添加到瓷磚或其他產(chǎn)品的配料中。 2.2 陶瓷廢料在透水廣場(chǎng)磚中的應(yīng)用 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,現(xiàn)代城市的地表逐步被建筑物和混凝土等阻水材料所覆蓋,形成了人們感官上的桑拿現(xiàn)象?,F(xiàn)大量使用廣場(chǎng)透水磚來(lái)取代瀝青或花崗巖來(lái)鋪設(shè)路面,保持了地下水位的提升。而生產(chǎn)透水磚通常要用到陶瓷廢料,以50%70%陶瓷廢料與50%30%的瓷石、滑石等基礎(chǔ)物料,加入一定比例的粘結(jié)劑,通常還要加入一些發(fā)泡劑,如:煤粉、

36、木屑等,采用干壓法成型,燒成溫度在11501200e,采用合適的工藝條件,調(diào)節(jié)好顆粒級(jí)配、基礎(chǔ)配料的粒度和配比,成型壓力以及燒成制度等,可制得透水系數(shù)為3.210-4cm/s,抗折強(qiáng)度為18.4MPa,抗壓強(qiáng)度為19.7MPa的環(huán)保型滲水磚。為了獲得良好的滲水磚強(qiáng)度,通常還要加入玻璃粉或高溫砂粒。透水磚各相合適的比例為:玻璃相20%30%,晶相30%40%,氣孔相30%40%。在一般的隧道窯或輥道窯就可以進(jìn)行燒結(jié),非常方便,有利于工業(yè)化大生產(chǎn)。 2.3 陶瓷廢料在劈開(kāi)磚中的應(yīng)用 劈開(kāi)磚靠泥料原胎發(fā)色,具有質(zhì)樸清新的情調(diào),使建筑看起來(lái)穩(wěn)重大方而又自然飄逸,現(xiàn)在有/買外墻磚只相當(dāng)于買土地,而買劈開(kāi)

37、磚就等于買品味0的說(shuō)法,是目前國(guó)內(nèi)外最為流行的外墻磚摻入,然后經(jīng)與別的原料混料、煉泥、擠壓成型、干燥、燒結(jié)等工序制成劈開(kāi)磚。 陶瓷廢料還可以用在免燒磚和仿古磚等瓷磚工業(yè)中,根據(jù)需要磨細(xì)到一定粒度后摻入里面,然后按照一定工序進(jìn)行生產(chǎn),效果良好。 2.4 陶瓷廢料在水泥混合材和混凝土中的應(yīng)用 由于陶瓷廢料以硅酸鹽礦物為主,具有一定的活性,經(jīng)粗碎、表面處理和磨細(xì)(要求入磨粒徑小于20mm)后其松散堆積密度在14001500kg/m3 之間,能夠符合作為活性混合材料的標(biāo)準(zhǔn)要求,破碎后的顆粒級(jí)配用砂調(diào)整。粉磨后的陶瓷本身不具有水硬性,但是具有火山灰之混合材料的特性,具備作為水泥混合材料使用條件(如表1所

38、示) 2.5 在陶瓷廢料中提取貴重金屬 多層陶瓷電容器(MLCC)一般為2030層,由鈦酸鋇、鈦酸鉛及鉛、鈦、鎂、鉍等金屬氧化物及銀、鈀內(nèi)電極漿料和端電極組成,一般金屬含量小于8%。在生產(chǎn)多層陶瓷片電容器過(guò)程中產(chǎn)生的不合格產(chǎn)品常作為廢料扔掉,造成資源浪費(fèi),MLCC里面少量的銀、鈀等金屬是用途廣闊而又稀缺的材料,從各種貴金屬?gòu)U料中回收貴金屬制成高品位的再生資源日益受到人們的關(guān)注。它不但能處理掉廢料,還將會(huì)有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。一種是用液-液萃取法進(jìn)行回收廢品中的鈀,先把陶瓷電容器廢料用硝酸溶解,外部的銀易分離回收,然后用萃取法回收鈀,與鈀比較,鈦酸鋇有較大的親水性,使用正丁醇等有機(jī)相,從鈀、鈦酸鋇混

39、合細(xì)料中分離鈀時(shí)鈀進(jìn)入油相,而鈦酸鋇留在水相,從而達(dá)到分離回收的目的。如:在PH1-2的范圍內(nèi)可奪得較高回收率,添加十二烷基醋酸銨作捕收劑能促進(jìn)萃取鈀,對(duì)鈀品位3.55%的陶瓷廢料,在溶液PH1.0和捕收劑濃度為200mg/L條件下,用正丁醇進(jìn)行萃取,萃取產(chǎn)品的產(chǎn)率約為10%,鈀回收率96.8%,產(chǎn)品的鈀品位34.4%,其富集比為10。 另一種方法就是硝酸溶解-碳酸鈉還原法,把廢料用硝酸溶解,浸出銀和鈀的硝酸鹽,然后在用碳酸鈉等還原熔煉銀鹽得到金屬銀,然后再用丁基黃藥(鈀的選擇性沉淀劑)從浸出渣洗水沉淀鈀。如:將MLCC廢料磨細(xì)至200目,用4mol/LHNO3、在液固比3、溫度80e下浸出2

40、h,銀浸出率可達(dá)91%,鈀浸出率98%。用鹽酸從浸出液沉淀銀,經(jīng)碳酸鈉熔煉,銀回收率88%。用丁基黃藥和鐵粉分別從洗水和浸出液中沉淀和置換鈀,所得粗鈀和鈀黑用傳統(tǒng)方法精煉,得到大于99.95%海綿鈀,鈀回收率95%。 2.6 陶瓷工業(yè)廢窯具、廢模具的回收利用 由于輥道窯在陶瓷行業(yè)中大量使用,輥棒的使用量也很大,經(jīng)過(guò)加工切割之后的邊角余料以及斷裂損耗量也急劇增多,這些廢料如果無(wú)法回收,將會(huì)帶來(lái)污染和浪費(fèi)資源等問(wèn)題?;厥绽眠@些耐火材料,使這種難處理的廢料變成一種新型材料,可以實(shí)現(xiàn)資源再利用。利用陶瓷輥棒廢料(莫來(lái)石-剛玉質(zhì))為主要原料(用量在50%70%),以高嶺土、滑石、碳酸鈣和碳酸鋇等為輔料

41、,經(jīng)粉碎、配料、混料、烘干后,在CaO-MgO-Al2O3-SiO2或CaO-BaO-SiO2-Al2O3體系中,采用等靜壓成型和低溫快燒工藝,能生產(chǎn)出含鋁量為50%60%左右、性能優(yōu)異的高檔耐磨研磨介質(zhì),這不但解決了輥棒廢料難處理的問(wèn)題,節(jié)約了礦物資源和能源,減少了環(huán)境污染,還降低了研磨介質(zhì)的生產(chǎn)成本。 陶瓷生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢石膏??煞謨蓚€(gè)途徑處理:一是現(xiàn)場(chǎng)再生利用;二是送至水泥廠作原料使用。再生工藝流程事先將廢石膏在水中浸泡,以溶解模型中所析出的比例配合,可制出質(zhì)量較好的模型。這種處理方式的不足之處是:只能部分再生利用且不能重復(fù)再生;成本較高,有二次污染。因此國(guó)外大多是送水泥廠作生產(chǎn)水泥的

42、原料。對(duì)于廢匣缽本廠可利用15%左右,其余可供給耐火材料廠生產(chǎn)耐火材料用。 2.7 陶瓷廢料的其它用途 陶瓷廢料還可以用來(lái)制造陶粒新型建材制品,如佛山陶瓷研究所利用陶瓷廠的廢料做成的輕質(zhì)陶粒為主要原料,輔以造孔劑和防水劑,采用一般的成型方法研制成一種新型多孔地鐵吸音材料,該吸音材料吸音頻率范圍寬,吸音效果明顯。陶瓷廢料陶粒還能用于減震材料、蓄水材料中以及作為輕質(zhì)陶粒混凝土骨料等。 壓電陶瓷廢料還可以摻雜在瀝青、氯化丁基橡膠等阻尼減振材料中用來(lái)提高減振材料的減振性能。陶瓷廢料(陶粉)還可以用在陶瓷廢料生物處理資源化利用技術(shù)領(lǐng)域中,可以用來(lái)制造生物發(fā)酵劑。由于篇幅有限,在此不詳細(xì)敘述。隨著科技的發(fā)

43、展和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),我們相信陶瓷廢料將會(huì)應(yīng)用到更廣闊的領(lǐng)域中,會(huì)有更多的環(huán)保產(chǎn)品出現(xiàn)并得到利用。 3 對(duì)陶瓷廢料回收再利用的一點(diǎn)建議 為實(shí)現(xiàn)陶瓷廢料的減量化、資源化、無(wú)害化,實(shí)現(xiàn)陶瓷產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,陶瓷行業(yè)要走新型工業(yè)化道路,要依靠科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新和體制機(jī)制的創(chuàng)新。 我們建議政府相關(guān)部門對(duì)陶瓷廢料再利用的廠家實(shí)行一定的政策優(yōu)惠,鼓勵(lì)利用陶瓷產(chǎn)區(qū)的陶瓷廢料進(jìn)行二次產(chǎn)品開(kāi)發(fā),立足環(huán)保和資源的再利用,調(diào)動(dòng)全社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)以及資源再利用的積極性?,F(xiàn)在廣東省經(jīng)貿(mào)委等4個(gè)部門就對(duì)佛山石灣美術(shù)陶瓷廠有限公司的某品牌高承重環(huán)保地磚實(shí)行了5年免稅的優(yōu)惠政策,這對(duì)今后陶瓷企業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供了一點(diǎn)啟示。同時(shí),相關(guān)

44、部門應(yīng)當(dāng)采取一定的鼓勵(lì)措施,鼓勵(lì)工程建設(shè)部門大量使用環(huán)保產(chǎn)品。 在各大陶瓷產(chǎn)區(qū),建立專門的陶瓷廢料加工處理廠對(duì)各大瓷區(qū)來(lái)說(shuō)是非常必要的,對(duì)各大陶瓷產(chǎn)區(qū)的可持續(xù)性發(fā)展有戰(zhàn)略性意義。 我國(guó)作為世界上陶瓷最大生產(chǎn)國(guó),而陶瓷行業(yè)又作為我國(guó)能耗和污染大戶,它面對(duì)的是更大的挑戰(zhàn)。降低環(huán)境污染和對(duì)陶瓷廢料綜合再利用是我們陶瓷行業(yè)環(huán)保工作的兩個(gè)主要發(fā)展方向,陶瓷廢料的再利用將產(chǎn)業(yè)鏈上游的/廢物0或副產(chǎn)品,轉(zhuǎn)變?yōu)橄掠蔚?營(yíng)養(yǎng)物0或原料,從而形成一個(gè)相互依存的/工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)0。不但減輕了環(huán)境污染,而且還給企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益,一舉兩得,促進(jìn)了社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。日用陶瓷概念日用陶瓷的產(chǎn)生可以說(shuō)是因?yàn)槿藗儗?duì)日

45、常生活的需求而產(chǎn)生的,日常生活中人們接觸最多,也是最熟悉的瓷器,如餐具、茶具、咖啡具、酒具、飯具等。日用陶瓷的分類本標(biāo)準(zhǔn)適用于各種材質(zhì)的日用陶瓷制品。日用陶瓷按其胎體特征分為陶器與瓷器。他們應(yīng)符合表1的規(guī)定。表一類別性能及特征陶器瓷器吸水率,%一般大于3一般不大于3透光性不透光透光胎體特征未玻化或?;潭炔?,結(jié)構(gòu)不致密,斷面粗糙玻化程度高,結(jié)構(gòu)致密、細(xì)膩,斷面呈石狀或貝殼狀敲擊聲沉濁清脆陶器和瓷器各自按其特征分為幾種。陶瓷按其特征分為粗陶器、普通陶器和細(xì)陶器。他們應(yīng)符合表2的規(guī)定表二名稱粗陶器普通陶器細(xì)陶器特征吸收率一般大于15%,不施釉,制作粗糙吸水率一般不大于12%,斷面顆粒較粗,氣孔較大

46、,表面施釉,制作不夠精細(xì)。吸水率一般不大于15%,斷面顆粒細(xì),氣孔較小,結(jié)構(gòu)均勻,施釉或不施釉制作精細(xì)。瓷器按其特征分為炻瓷器、普通瓷器、和細(xì)瓷器。它們應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3名稱炻瓷器普通瓷器細(xì)瓷器特征吸水率一般不大于3%,透光性差,通常胎體較厚,呈色,斷面呈石狀。制作教精細(xì)吸水率一般不大于1%有一定透光性,斷面呈石狀或貝殼狀。制作較精細(xì)吸水率一般不大于0.3%,透光性好,斷面細(xì)膩,呈貝殼狀。制作精細(xì)適用范圍市場(chǎng)供需1、 行業(yè)政策導(dǎo)向明顯 日用陶瓷是我國(guó)十大類輕工出口產(chǎn)品之一。國(guó)家鼓勵(lì)陶瓷行業(yè)對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行技術(shù)改造,實(shí)現(xiàn)“五化”,提高出口創(chuàng)匯率和產(chǎn)品附加值。“十五”期間,國(guó)家對(duì)日用陶瓷行業(yè)的政

47、策措施有:嚴(yán)格控制生產(chǎn)總量,積極調(diào)整結(jié)構(gòu);努力提高產(chǎn)品檔次,積極開(kāi)拓國(guó)內(nèi)外市場(chǎng);大力推進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步,鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新、強(qiáng)化科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。2、 日用陶瓷供給量充足,但市場(chǎng)接受度有待提高 隨著整個(gè)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,世界各國(guó)都在發(fā)展與改善老的居家生活環(huán)境,隨著國(guó)際陶瓷業(yè)的減產(chǎn),我國(guó)陶瓷業(yè)將面臨至多的商機(jī),但是中國(guó)陶瓷企業(yè)必須開(kāi)始注意創(chuàng)建品牌與提升產(chǎn)品的附加值,提高企業(yè)的利潤(rùn)和發(fā)展的速度,逐步符合整個(gè)全球日用陶瓷市場(chǎng)的需求。3、 日用陶瓷出口價(jià)格低廉,行業(yè)內(nèi)低端競(jìng)爭(zhēng)激烈 作為世界第一大陶瓷生產(chǎn)國(guó),我國(guó)日用陶瓷的產(chǎn)量和出口量雖占世界第一位,但平均單件換匯率偏低,約為0.2美元(02年)。其主要原因是

48、產(chǎn)品檔次低,品牌產(chǎn)品少,花色品種不適應(yīng)國(guó)際市場(chǎng)需求。4、 市場(chǎng)需求層次轉(zhuǎn)向中高檔 近年來(lái),隨著人們居住環(huán)境的改善,特別是城市居民居室裝修檔次的日漸提高,中高消費(fèi)水平的部分城市消費(fèi)者深感原有普通茶具餐具、花瓶花插與現(xiàn)有室內(nèi)豪華衛(wèi)生陶瓷、墻地磚極不協(xié)調(diào),他們對(duì)中高檔日用瓷消費(fèi)需求不斷增長(zhǎng)。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、品牌塑造等方面振興國(guó)內(nèi)日用陶瓷制造業(yè) 從市場(chǎng)現(xiàn)狀來(lái)說(shuō),國(guó)內(nèi)日用瓷生產(chǎn)商面對(duì)大中城市部分中高收入消費(fèi)者對(duì)中高檔日用瓷的需求增長(zhǎng)似乎認(rèn)識(shí)不足,專家指出“符合現(xiàn)代人文消費(fèi)需求的日用瓷產(chǎn)品應(yīng)是現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代科技和現(xiàn)代藝術(shù)的結(jié)晶。日用瓷的設(shè)計(jì)對(duì)單件作品的要求不僅僅是工藝、造型和圖案,更有對(duì)容量、對(duì)成套作品相

49、互搭配等餐飲本身極為規(guī)范的要求標(biāo)準(zhǔn)?!碧匦詢?yōu)劣日用瓷器長(zhǎng)期以來(lái)為廣大人民群眾所喜愛(ài)和使用,因?yàn)樗幸韵聝?yōu)點(diǎn):第一, 易于洗滌和保持潔凈。日用瓷釉面光亮,細(xì)膩,使用沾污后容易沖刷。第二, 熱穩(wěn)定性較好,傳熱慢。日用餐具有經(jīng)受一定溫差的急熱驟冷變化時(shí)不易炸裂的性能。這一點(diǎn)它比玻璃器皿優(yōu)越,它是熱的不良導(dǎo)體,傳熱緩慢。用來(lái)盛裝沸水或滾燙的食物,端拿時(shí)不太燙手。第三, 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,經(jīng)久耐用。這一點(diǎn)比金屬制品如銅器、鐵器、鋁器等要優(yōu)越,日用瓷具有一定的耐酸、堿、鹽及大氣中碳酸氣侵蝕的能力,不易與這些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不生銹老化。第四, 瓷器的氣孔極少,吸水率很低。用日用瓷器儲(chǔ)存食物,嚴(yán)密封口

50、后,能防止食物中水分揮發(fā)、滲透及外界細(xì)菌的侵害。第五, 彩繪裝飾豐富多彩,尤其是高溫釉彩及青花裝飾等無(wú)鉛中毒危害,可大膽使用,很受人們歡迎。當(dāng)然日用瓷器也有美中不足之處。最大弱點(diǎn)是抗沖擊強(qiáng)度低,不耐摔碰,容易破損,是一種易碎品。此外,一般說(shuō)來(lái),它不適于明火直燒作炊具用,有的還不耐蒸煮。陶瓷成型方法研究各種成型方法的比較成型是陶瓷生產(chǎn)過(guò)程的一個(gè)重要步驟。成型過(guò)程就是將分散體系(粉料、塑性物料、漿料)轉(zhuǎn)變成為具有一定幾何形狀和強(qiáng)度的塊體,也稱素坯。成型的方法很多,但是總的來(lái)說(shuō)可歸納為干法成型和濕法成型兩種。不同形態(tài)的物料應(yīng)用不同的成型方法。究竟選擇哪一種成型方法取決于對(duì)制品各方面的要求和粉料的自身

51、性質(zhì)(如顆粒尺寸、分布、表面積等)。干壓法干法成型等靜壓發(fā)成型方法 注射成型 塑性成型 擠壓成型 壓延成型 注漿成型 流延成型 濕法成型 膠態(tài)澆注成型 注疑成型 直接凝固注模成型 其它成型法干法成型干法成型包括干壓法和等靜壓法。干壓法就是將一定量的有機(jī)添加劑加入粉料,而后注入模具,依靠外壓而使之成型的方法。其技術(shù)關(guān)鍵是粘接劑、潤(rùn)滑劑和分散劑等有機(jī)添加劑的選擇和粉末的加工,制作出具有最密填充粒度分布的粉末和最佳粒度分布的顆粒。干壓成型壓力一般不大于100MPa。由于壓力的徑、軸向分布不均勻,干壓素坯常常出現(xiàn)分層、局部剝離等缺陷,此外還常產(chǎn)生開(kāi)裂、密度不均勻、粘膜等缺陷。等靜壓成型(Isostat

52、ic Pressing)是通過(guò)施加各向同性壓力而使粉料一邊壓縮一邊成型的方法。等靜壓力可達(dá)300MPa左右。在常溫下成型時(shí)稱為冷等靜壓成型,在由幾百度到2000e溫區(qū)內(nèi)成型時(shí),稱為熱等靜壓成型。等靜壓有兩種方式:干袋法和濕袋法。濕袋法是將粉末或顆粒密封于成型橡膠模型內(nèi),置于高壓容器中的液體內(nèi),施加各向同性壓力而被壓縮成型。干袋法介于濕袋法和干壓法之間,它用液體作壓力傳遞介質(zhì),但壓力只施加于柱狀模具的徑向外壁,模具軸向基本上不受力。等靜壓成型基本無(wú)宏觀缺陷,壓力和密度分布均勻,顯微結(jié)構(gòu)具有各向同性,并且可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的自動(dòng)化生產(chǎn),其缺點(diǎn)是投資大,操作較復(fù)雜,成型在高壓下操作,容器及其它高壓部件需要

53、特別防護(hù)。陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中已采用這種方法成型氧化物陶瓷、壓電陶瓷等,起初它被用來(lái)成型中小型產(chǎn)品(如火花塞等),后來(lái)也被用來(lái)成型大型產(chǎn)品(如鋯英石磚、雷達(dá)罩等)。等靜壓成型仍是目前工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用的陶瓷成型方法之一。通過(guò)干法成型得到的素坯的質(zhì)量很大程度上取決于粉料顆粒的性質(zhì)。為使素坯成型密度高,具有足夠的強(qiáng)度以及良好的氣孔尺寸分布和內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu),所用粉料必須滿足:顆粒呈球狀,大小適度,分布適當(dāng),流動(dòng)性好,堆積密度高且不影響流動(dòng)性,粘結(jié)劑與水分含量適中,保證粒子具有一定強(qiáng)度但又不影響其流動(dòng)性和成型時(shí)氣孔排出。為滿足這些要求,粉料在成型前一般都需要進(jìn)行造粒,如等靜壓或噴霧干燥法造粒等。在干壓成型過(guò)程

54、中,為了提高坯體強(qiáng)度,降低顆粒間以及顆粒與模壁間的摩擦,經(jīng)常使用添加劑。常用的添加劑有粘結(jié)劑、解凝劑、潤(rùn)滑劑、可塑劑、消泡劑、減水劑等。添加劑的加入應(yīng)能保證粉料中的顆粒具有一定大小和尺寸分布,加壓時(shí)易于破碎,能自由流動(dòng)。在這些條件得到滿足的前提下,添加劑的用量應(yīng)盡可能少。濕法成型與干法成型相比,濕法成型可以較容易地控制坯體的團(tuán)聚以及雜質(zhì)的含量,減少坯體的缺陷,并可制備各種形狀復(fù)雜的陶瓷部件。濕法成型大致可分為塑性成型和膠態(tài)澆注成型兩大類。(1)塑性成型塑性成型也稱濕壓法,是指將已制成塑性的物料在剛性模具中壓制成型的一種成型方法。塑性成型包括以下幾種:擠壓成型(Extrusion):將粉料、粘接

55、劑、潤(rùn)滑劑等與水均勻混合充分混練,然后將塑性物料擠壓出剛性模具即可得到管狀、柱狀、板狀及多孔柱狀成型體。其缺點(diǎn)主要是物料強(qiáng)度低容易變形,并可能產(chǎn)生表面凹坑和起泡、開(kāi)裂及內(nèi)部裂紋等缺陷。擠壓成型用的物料以粘接劑和水作塑性載體,尤其需用粘土以提高物料相容性,故其廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)耐火材料如爐管、護(hù)套管及一些電子材料的成型生產(chǎn)。壓延成型(Sheet Forming):將粉料、添加劑和水均勻混合,然后將塑性物料經(jīng)兩個(gè)相向轉(zhuǎn)動(dòng)滾柱壓延,而成為板狀素坯的成型方法。壓延法成型密度高,適于片狀、板狀物件的成型。注射成型(Injection Molding) :注射成型產(chǎn)生于1870年,并很快發(fā)展成為塑料工業(yè)的一種

56、重要的成型方法。在本世紀(jì)30年代初期,它被首次用于陶瓷的生產(chǎn)過(guò)程,并于1939年成為火花塞絕緣器的一種生產(chǎn)方法,但是由于當(dāng)時(shí)火花塞更適于用等靜壓法生產(chǎn),使之沒(méi)有得到很快的發(fā)展。直到60年代,隨著高性能結(jié)構(gòu)陶瓷氮化硅、碳化硅的迅速發(fā)展,人們才對(duì)注射成型重新發(fā)生了興趣,并使之得到了長(zhǎng)足發(fā)展,到80年代已有許多公司用注射成型生產(chǎn)復(fù)雜形狀的陶瓷部件。注射成型利用熱塑性樹(shù)脂或石蠟作為添加劑,使物料被注射時(shí)由于被加熱而獲得塑性得以成型,成型后被冷卻使形狀得以固定。在注射成型過(guò)程中,除用熱塑性樹(shù)脂作粘接劑外,還需用可塑劑、潤(rùn)滑劑以有利于工藝過(guò)程。該法利用熱塑性樹(shù)脂作為塑性載體,而陶瓷粉料實(shí)際上只是其中的填料而已,因而對(duì)物料(粉料顆粒)介質(zhì))相容性要求低,所以這種方

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