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熱等靜壓技術(shù)在特種陶瓷制備中的運用探究
來源： 時間：2023-12-03 15:59:27 瀏覽：2216次

摘要：特種陶瓷在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中有著非常廣泛的運用，從種類上進(jìn)行分析，特種陶瓷可以分為結(jié)構(gòu)特種陶瓷與功能特種陶瓷。在特種陶瓷制備過程中，成型和燒結(jié)是非常重要的兩個環(huán)節(jié)，直接影響到特種陶瓷的性能。熱等靜壓技術(shù)是一種成形與燒結(jié)同時進(jìn)行的技術(shù)，將其應(yīng)用于特種陶瓷制備工作中，有助于更好的保障特種陶瓷制備的性能?；诖耍疚膶岬褥o壓技術(shù)在特種陶瓷制備中的運用進(jìn)行了研究。


特種陶瓷產(chǎn)品制備是在人類早期社會就已經(jīng)開展的一項活動，與人類文明共同進(jìn)步。目前，特種陶瓷產(chǎn)品已經(jīng)成為人類物質(zhì)財富及精神財富的象征，更是人類技術(shù)及文化智慧的結(jié)晶。在以往的特種陶瓷產(chǎn)品制備中，經(jīng)常憑借直覺、經(jīng)驗進(jìn)行制備，顯得過于片面，已經(jīng)無法符合多樣化的社會需求。在信息化社會背景下，特種陶瓷產(chǎn)品系統(tǒng)觀的形成十分必要，本文在此基礎(chǔ)上分析了特種陶瓷產(chǎn)品的系統(tǒng)化制備，希望對特種陶瓷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到一定幫助。
1 特種陶瓷產(chǎn)品特征
1.1 系列化
在現(xiàn)實生活中，大部分特種陶瓷產(chǎn)品都是以系列化形式存在的，如果將一個特種陶瓷產(chǎn)品看做包含若干要素的系統(tǒng)，那么系列化特種陶瓷產(chǎn)品就是多元化系統(tǒng)。在社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，市場需要變得更加多樣化，特種陶瓷產(chǎn)品的系列化特征不僅能夠降低產(chǎn)品的開發(fā)成本，還能縮短制備周期，賦予特種陶瓷產(chǎn)品較強(qiáng)的生命力，充分滿足人們的個性化需求。
1.2 生態(tài)化
特種陶瓷產(chǎn)品作為一種功能眾多的物質(zhì)載體，本身具有多種要素和結(jié)構(gòu)，經(jīng)過要素及結(jié)構(gòu)的互相聯(lián)系，形成了產(chǎn)品自身的內(nèi)部系統(tǒng)。同時，特種陶瓷產(chǎn)品只有在相應(yīng)的社會文化語境中應(yīng)用，才能充分體現(xiàn)其自身價值，所以，特種陶瓷產(chǎn)品又是與外部市場、社會文化、自然環(huán)境相聯(lián)系的外部系統(tǒng)。特種陶瓷產(chǎn)品的生命周期為：從瓷泥狀態(tài)被燒制為成品，在市場不斷流通的基礎(chǔ)上進(jìn)入到消費者手中，后期經(jīng)過使用和維護(hù)，被回收或廢棄。無論是特種陶瓷產(chǎn)品的內(nèi)部系統(tǒng)還是外部系統(tǒng)，都會被歸納到該周期中，經(jīng)過產(chǎn)品、人、環(huán)境的互相作用和協(xié)調(diào)，充分體現(xiàn)出特種陶瓷產(chǎn)品的價值和功能。通過分析特種陶瓷產(chǎn)品的生命周期，發(fā)現(xiàn)其生態(tài)化特征格外顯著，具體表現(xiàn)為特種陶瓷產(chǎn)品的流通、廢棄，不僅體現(xiàn)了特種陶瓷產(chǎn)品價值，也對環(huán)境保護(hù)起到了重要作用。
1.3 信息化
對于現(xiàn)代特種陶瓷產(chǎn)品的制備及制造，將信息技術(shù)、傳統(tǒng)工藝相結(jié)合，提出了多種類、小批量生產(chǎn)的方式，再加上計算機(jī)輔助制備、計算機(jī)工程分析以及計算機(jī)輔助工藝等制造手段的應(yīng)用，真正提升了特種陶瓷產(chǎn)品的科技含量及精準(zhǔn)度，在提高產(chǎn)品生產(chǎn)水平的同時體現(xiàn)了特種陶瓷產(chǎn)品的信息化特征。此外，新材料、新技術(shù)的涌現(xiàn)和應(yīng)用，徹底打破了人們原有的傳統(tǒng)理念，比如，在北京建筑節(jié)能與綠色建筑新技術(shù)、新產(chǎn)品博覽會中展示的新型建筑材料薄瓷板，該材料的厚度只有3.5mm，甚至不足傳統(tǒng)特種陶瓷產(chǎn)品的三分之一。該種輕薄化的瓷磚，不僅減小了體積、重量和原材料成本，同時還具有吸音、保溫、防火、低碳等特點，在降低資源能耗的同時，對特種陶瓷產(chǎn)品的發(fā)展趨勢、發(fā)展潮流具有較強(qiáng)的促進(jìn)作用。
2 特種陶瓷行業(yè)的發(fā)展分析
由于特種陶瓷是色釉料、黏土、重油以及電力、天然氣等能源供應(yīng)產(chǎn)業(yè)，因此，想要全面發(fā)揮特種陶瓷裝飾技術(shù)的影響范圍，取決于原料材料的供應(yīng)量，以及生產(chǎn)行業(yè)的生產(chǎn)效率。在中國市場經(jīng)濟(jì)條件下，只有大眾消費產(chǎn)品才能夠獲得長足發(fā)展，如果特種陶瓷材料供不應(yīng)求，其成本與售價會大大提高，受眾人群會比較局限。再者，由于社會不斷發(fā)展，造成自然資源緊張，生產(chǎn)企業(yè)的成本支出也會隨之提高，這些問題都會制約特種陶瓷行業(yè)的發(fā)展。因此，特種陶瓷裝飾技術(shù)發(fā)展必須要與生態(tài)化環(huán)境發(fā)展相協(xié)調(diào)，避免過渡開發(fā)造成資源破壞，這也是綠色經(jīng)濟(jì)環(huán)境下發(fā)展的必然要求。
3 特種陶瓷裝飾技術(shù)的發(fā)展趨勢

近些年我國特種陶瓷裝飾技術(shù)在創(chuàng)新方面上獲得了巨大成就。例如微晶玻璃特種陶瓷復(fù)合磚、負(fù)離子釉面磚、仿洞石拋光磚、半透明材料等。但由于我國特種陶瓷裝飾技術(shù)還不夠成熟，產(chǎn)品質(zhì)量雖然符合國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，但制造成本相對較高，相比一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，成本高出78% 以上?？傮w來說，特種陶瓷裝飾技術(shù)發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾點：
3.1產(chǎn)品的融合性更高
由于建筑市場中的上下游企業(yè)合作深度不斷提高，多種裝飾技術(shù)與方法相互交叉，從而顛覆了陶瓷傳統(tǒng)意義上的分類，很多特種陶瓷產(chǎn)品都融合了多項技術(shù)工藝。例如拋晶磚，其不僅融合了微晶玻璃的工藝，同時也加入了亞光磚的裝飾方法；自如拋釉磚，拋釉磚結(jié)合了釉面、拋光、亞光三大制造技術(shù)特點，因此，由于制造技術(shù)不斷融合，特種陶瓷產(chǎn)品的界限勢必會被打破，不同產(chǎn)品之間的融合度更高，成本控制、制造水平也會不斷提高。
3.2產(chǎn)品規(guī)格界限被打破
隨著當(dāng)今新型材料的應(yīng)用范圍愈加廣泛，很多大規(guī)格特種陶瓷產(chǎn)品在市場中非常受歡迎，再加上切割等冷加工技術(shù)更加成熟，未來特種陶瓷勢必都打破傳統(tǒng)規(guī)格的設(shè)計風(fēng)格，新規(guī)格以及不規(guī)則形狀的特種陶瓷材料也會不斷增多。
4 熱等靜壓技術(shù)在特種陶瓷產(chǎn)品制備中的應(yīng)用分析
4.1 原料準(zhǔn)備
精美的特種陶瓷產(chǎn)品與高質(zhì)量的原料有著非常密切的聯(lián)系，而瓷石和瓷土是最重要的原料。一般情況下，瓷石呈現(xiàn)為塊狀固體，由石英、云母、硅酸鹽混合而成，其顏色為灰青色或灰白，將其粉碎之后加水，具有較強(qiáng)的可塑性。而瓷土通常為高嶺土，屬于粘土的一種，顏色為白色，可塑性和粘結(jié)性都比較差。利用水舂將瓷石打成粉狀，隨后進(jìn)行淘洗，洗完之后與瓷土混合，并攪拌成粘稠乳液狀，經(jīng)過濾、陳腐、練踩之后形成特種陶瓷原材料。需要注意的是，不同區(qū)域的瓷器，原料的質(zhì)地也不盡相同。

4.2 造型制備
熱等靜壓(HIP)技術(shù)是一種成形和燒結(jié)同時進(jìn)行的新技術(shù)。其基本原理是以氣體作為壓力介質(zhì)，使粉末在加熱過程中經(jīng)受各向均衡的壓力，借助于高溫和高壓的共同作用來促進(jìn)材料的致密化。在特種陶瓷產(chǎn)品造型系統(tǒng)的初期制備階段，應(yīng)該以產(chǎn)品制備目標(biāo)為主，在經(jīng)驗和直覺的基礎(chǔ)上完成草圖的繪制，并且選擇適當(dāng)?shù)奶胤N陶瓷產(chǎn)品成型方式，對造型的比例、形態(tài)進(jìn)行確定。陶瓷材料的最大弱點是脆性，改善脆性增加韌性是當(dāng)前陶瓷研究領(lǐng)域的重要課題。研究表明：通過在陶瓷基體中引入纖維或晶須可以明顯改善陶瓷的韌性，然而，在燒結(jié)過程中，纖維或晶須會引起陶瓷燒結(jié)體內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，從而影響燒結(jié)。若采用傳統(tǒng)的燒結(jié)方法，需要很高的燒結(jié)溫度和較長的燒結(jié)時間，這往往會使纖維和晶須發(fā)生表面強(qiáng)度的退化，甚至與基體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，失去補(bǔ)強(qiáng)增韌的作用。若采用熱等靜壓燒結(jié)工藝，可以大大降低燒結(jié)溫度和保溫時間，從而可以獲得性能優(yōu)異的纖維或晶須補(bǔ)強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料。

4.3 燒成制備
特種陶瓷產(chǎn)品經(jīng)過裝飾之后就會被送到窯房燒制，古代窯房分為葫蘆窯、饅頭窯，將松材最為原料，由把樁師傅掌握火候。在自然氣候、成品率低、損耗大的影響下，經(jīng)常會發(fā)生一窯窮、一窯富的現(xiàn)象。在現(xiàn)代特種陶瓷產(chǎn)品的燒制過程中，經(jīng)常采用煤窯、電窯，這樣不僅能夠達(dá)到節(jié)約能源的效果，還能有效控制窯內(nèi)的溫度、壓力等，增強(qiáng)特種陶瓷產(chǎn)品的成品率，從而保護(hù)生態(tài)環(huán)境。在特種陶瓷產(chǎn)品燒成階段，點燃窯火后，坯體的溫度會逐漸上升，色料慢慢熔化且與釉面粘結(jié)在一起。一般來說，特種陶瓷產(chǎn)品燒制要經(jīng)過各個時期，如低溫水分蒸發(fā)期、高溫弱還原期、冷卻期等，而且裝飾要求的不同，燒成溫度及方法也不盡相同。
4.4 檢驗評價
特種陶瓷產(chǎn)品在燒成之后，需要對其進(jìn)行檢驗評價，在種類、規(guī)格、質(zhì)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行劃分，符合要求的產(chǎn)品包裝之后可以直接銷售，不符合要求的產(chǎn)品需要重新燒制或?qū)⑵滗N毀。據(jù)歷史材料記載，明代洪武年間，為了獲得精美的特種陶瓷產(chǎn)品，朝廷在景德鎮(zhèn)建立窯廠，耗費人力、財力、物力燒制瓷器，一旦發(fā)現(xiàn)殘次品，立即銷毀，對特種陶瓷界造成了重要影響?？梢姡胤N陶瓷產(chǎn)品的評價十分重要，能夠確保產(chǎn)品的質(zhì)量，為今后的燒制奠定了基礎(chǔ)。
5 結(jié)束語
綜上所述，特種陶瓷產(chǎn)品的制備是一個較為復(fù)雜的系統(tǒng)，能夠體現(xiàn)出人們物質(zhì)文化精神追求。隨機(jī)的特種陶瓷產(chǎn)品已經(jīng)無法滿足人們的需求，需要從相關(guān)理論和技術(shù)入手，制備出令人滿意的產(chǎn)品，基于系統(tǒng)化的特種陶瓷產(chǎn)品制備以原料準(zhǔn)備、造型制備、裝飾制備、燒成制備、檢驗評價為主，在打破傳統(tǒng)局限、融合經(jīng)驗思維的基礎(chǔ)上實現(xiàn)特種陶瓷產(chǎn)品制備的創(chuàng)新及發(fā)展，最終達(dá)到維護(hù)生態(tài)平衡的發(fā)展目標(biāo)。


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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)的方式和工具?，F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達(dá)的方式和思維不同。文字使人類進(jìn)入有歷史記錄的文明社會。
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