低溫快燒技術(shù)在日用細瓷領(lǐng)域的應(yīng)用研究*

李彩霞 劉俊杰 謝艷亭 汪睿欣

(朔州陶瓷職業(yè)技術(shù)學院 山西 懷仁 038300)

日用細瓷是指用于日常生活的細瓷制品,如碗、盤、杯、壺等,其質(zhì)量與制作工藝密切相關(guān)。傳統(tǒng)的細瓷制造工藝中,高溫燒制是必不可少的環(huán)節(jié),但高溫燒制過程中存在能耗高、生產(chǎn)周期長、污染嚴重等問題。近年來,低溫快燒技術(shù)在陶瓷制造領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,該技術(shù)能夠降低制造成本、提高生產(chǎn)效率、縮短燒成周期、減少環(huán)境污染。

1 低溫快燒技術(shù)概述

低溫快燒技術(shù)是一種新型的陶瓷成型和燒結(jié)技術(shù),也稱為快速燒結(jié)技術(shù)或者快速制備技術(shù)。相對于傳統(tǒng)的陶瓷高溫燒制技術(shù),低溫快燒技術(shù)的燒成溫度降低80℃～100℃以上、燒成時間明顯縮短、產(chǎn)品性能與采用傳統(tǒng)技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品性能相同或相近,從而實現(xiàn)了高效燒結(jié)和快速成瓷。

在低溫快燒技術(shù)中,首先將陶瓷粉末與一定比例的添加劑和助熔劑混合均勻,然后按照一定的成型工藝進行成型。將成型后的瓷坯放入高溫爐中進行燒結(jié),燒結(jié)溫度一般在1000℃左右,燒結(jié)時間一般在數(shù)小時或者幾十分鐘左右。通過低溫快燒技術(shù)制備的陶瓷材料具有致密度高、強度高、粘結(jié)性好、熱穩(wěn)定性好、導熱性能好等優(yōu)點。

低溫快燒技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛,例如日用陶瓷、建筑陶瓷、電子陶瓷、醫(yī)用陶瓷、磁性材料等領(lǐng)域均有涉及。在傳統(tǒng)陶瓷領(lǐng)域中,低溫快燒技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑陶瓷、衛(wèi)生潔具等制品的制備過程中,因為這些制品對強度、耐磨度、氣孔率等質(zhì)量方面要求較高,,低溫快燒技術(shù)可以滿足這些要求。同時,采用低溫快燒技術(shù)可以大大降低能源消耗和制造成本,對環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展也有積極的意義。

2 低溫快燒技術(shù)的優(yōu)勢和發(fā)展趨勢

低溫快燒技術(shù)相比傳統(tǒng)燒結(jié)工藝,具有以下優(yōu)勢:

降低能耗:低溫快燒技術(shù)的燒結(jié)溫度低于傳統(tǒng)燒結(jié)工藝,因此耗能更少,可大幅降低生產(chǎn)成本。

縮短生產(chǎn)周期:傳統(tǒng)燒結(jié)工藝需要長時間燒結(jié),而低溫快燒技術(shù)可以將燒結(jié)時間縮短到數(shù)小時之內(nèi),從而提高生產(chǎn)效率。

改善產(chǎn)品性能:低溫快燒技術(shù)可以使產(chǎn)品的物理、化學性能更優(yōu),且產(chǎn)品的致密度、硬度、抗壓強度等指標可以得到明顯提高。

降低環(huán)境污染:由于低溫快燒技術(shù)可以降低能耗和燒結(jié)時間,因此也能減少二氧化碳、氧化物等有害氣體的排放,對環(huán)境污染減少的貢獻較大。

低溫快燒技術(shù)的主要發(fā)展趨勢如下:

新材料的研發(fā):低溫快燒技術(shù)將會促進新材料的研發(fā),提高產(chǎn)品性能,拓寬應(yīng)用范圍。

設(shè)備智能化:低溫快燒技術(shù)需要高精度的控制,未來將會普及先進的智能化設(shè)備,提高生產(chǎn)效率,縮短生產(chǎn)周期。

多學科交叉應(yīng)用:低溫快燒技術(shù)將涉及多學科交叉應(yīng)用,例如材料學、化學、電子、計算機等領(lǐng)域的知識,未來將有更多的科學技術(shù)領(lǐng)域相互融合。

個性化定制:隨著人們對產(chǎn)品質(zhì)量和個性化需求的不斷提高,低溫快燒技術(shù)將會越來越向個性化、定制化方向發(fā)展,為不同的客戶提供個性化產(chǎn)品和服務(wù)。

3 日用細瓷領(lǐng)域低溫快燒技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 日用細瓷的概述

日用細瓷是指吸水率極低,用于生活日常的細瓷制品,主要包括餐具、茶具、花瓶、擺件等。日用細瓷具有質(zhì)地堅硬、通透明亮、表面光滑、耐熱、耐酸堿等特點,是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡闹匾锲贰Ｄ壳?日用細瓷已經(jīng)占據(jù)了瓷器制造領(lǐng)域的一個重要部分,其中傳統(tǒng)瓷器技藝、現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)和藝術(shù)設(shè)計相結(jié)合,不斷推陳出新,為人們的生活帶來了更多的便利和美好體驗。

3.2 低溫快燒技術(shù)在日用細瓷生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

在日用細瓷生產(chǎn)中,傳統(tǒng)的燒成工藝需要高溫長時間的燒成過程,使得生產(chǎn)成本較高、能源消耗大,同時還可能導致瓷器變形、開裂等問題。因此,低溫快燒技術(shù)在日用細瓷生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。

具體來說,低溫快燒技術(shù)在日用細瓷生產(chǎn)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

燒成時間縮短:低溫快燒技術(shù)可以將燒成時間縮短至數(shù)小時,甚至更短,相比傳統(tǒng)的高溫長時間燒成工藝,可以大大提高生產(chǎn)效率。

能源消耗減少:由于低溫快燒技術(shù)燒成溫度較低,燒成時間較短,因此能源消耗大幅度降低,可以節(jié)約生產(chǎn)成本。

瓷器質(zhì)量穩(wěn)定:低溫快燒技術(shù)的燒成溫度較低,有助于降低燒成過程中的溫度變化對瓷器造成的影響,可以保證瓷器的質(zhì)量穩(wěn)定。

設(shè)備投資成本減少:低溫快燒技術(shù)所需的燒成設(shè)備比傳統(tǒng)高溫長時間燒成工藝所需的設(shè)備要簡單,因此可以大大減少設(shè)備投資成本。

綜上所述,低溫快燒技術(shù)在日用細瓷生產(chǎn)中的應(yīng)用具有燒成時間短、能源消耗少、瓷器質(zhì)量穩(wěn)定、設(shè)備投資成本低等優(yōu)點。因此,越來越多的企業(yè)開始采用低溫快燒技術(shù)進行日用細瓷生產(chǎn)。

3.3 低溫快燒技術(shù)對日用細瓷質(zhì)量的影響

低溫快燒技術(shù)對日用細瓷質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

結(jié)構(gòu)性能:低溫快燒技術(shù)在短時間內(nèi)使得瓷體密度迅速增加,同時也使得瓷體產(chǎn)生微小的晶粒尺寸,同時能夠降低瓷體中的開裂和變形,這些特性可以改善瓷體的結(jié)構(gòu)性能,提高其硬度和韌性。

顏色控制:低溫快燒技術(shù)可使釉面色彩更加穩(wěn)定,更不容易受到熱處理過程的影響,同時也更容易控制釉面的顏色,達到更好的裝飾效果。

生產(chǎn)效率:低溫快燒技術(shù)可以縮短燒成時間,提高生產(chǎn)效率,同時也可以減少能源消耗和環(huán)境污染。

綜上所述,低溫快燒技術(shù)對日用細瓷的質(zhì)量具有顯著的影響,可以改善瓷體的結(jié)構(gòu)性能、和裝飾效果,同時也提高了生產(chǎn)效率,為日用細瓷生產(chǎn)提供了新的技術(shù)手段和選擇。

4 低溫快燒技術(shù)在日用細瓷領(lǐng)域的應(yīng)用前景

4.1 日用細瓷領(lǐng)域的市場現(xiàn)狀

日用細瓷是指日常生活中使用的各種細瓷制品,包括碗、盤、杯、瓶、壺、盒等。隨著人們生活水平的不斷提高,對日用細瓷的需求也在不斷增長。

以朔州市為例,朔州市陶瓷產(chǎn)業(yè)已發(fā)展成為繼煤、電之后的第三大產(chǎn)業(yè)。朔州市被譽為“山西省日用瓷出口生產(chǎn)基地”,2017年被中國輕工業(yè)聯(lián)合會、中國陶瓷協(xié)會聯(lián)合評為“中國日用陶瓷生產(chǎn)基地”,被中國陶瓷協(xié)會授予“中國北方日用瓷都”。目前,朔州市全鏈條陶瓷企業(yè)有108家,生產(chǎn)線140多條。規(guī)模以上日用陶瓷生產(chǎn)企業(yè)46 戶,建筑瓷生產(chǎn)企業(yè)8 戶。全市日用陶瓷生產(chǎn)能力達40多億件,建筑瓷生產(chǎn)能力達到7200萬平方米,特種陶瓷生產(chǎn)能力達到2 萬噸。日用瓷產(chǎn)品有20多個系列2000多個品種。

目前,日用細瓷市場的發(fā)展呈現(xiàn)出以下幾個特點:

市場規(guī)模持續(xù)擴大:隨著人們消費觀念的轉(zhuǎn)變和生活水平的提高,日用細瓷的需求量不斷增加,市場規(guī)模也在不斷擴大。目前,全球日用陶瓷市場規(guī)模已經(jīng)達到數(shù)百億美元。

高端市場需求增加:隨著消費者對生活品質(zhì)的追求,高端日用細瓷的市場需求也在逐步增加。一些國際知名品牌如德國的Villeroy & Boch、英國的Wedgwood和Royal Doulton等,一直在通過不斷創(chuàng)新和提高產(chǎn)品品質(zhì)來滿足高端市場的需求。

個性化和差異化趨勢顯著:消費者對于日用細瓷的需求已經(jīng)從單一的實用需求轉(zhuǎn)向了更多的個性化和差異化需求。不同的消費群體有著不同的審美和文化背景,因此日用細瓷產(chǎn)品在設(shè)計和樣式上需要更多的差異化和個性化。

電商和線上渠道銷售比重增加:隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和消費者購物方式的轉(zhuǎn)變,日用細瓷產(chǎn)品的電商和線上渠道銷售比重也在逐步增加。這種銷售方式能夠提供更多的選擇和便利,也為一些小型日用細瓷品牌提供了發(fā)展機會。

總之,日用細瓷市場的發(fā)展趨勢呈現(xiàn)出多元化、高端化、個性化和數(shù)字化的特點。對于日用細瓷企業(yè)而言,要在激烈的市場競爭中立于不敗之地,就必須不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和創(chuàng)新能力,同時積極拓展線上銷售渠道,滿足消費者日益增長的需求

4.2 低溫快燒技術(shù)在日用細瓷領(lǐng)域的未來發(fā)展前景

要使低溫快燒技術(shù)能夠在日用瓷領(lǐng)域得到充分發(fā)展,必須在原料開發(fā)、坯釉料配方開發(fā)、低溫燒結(jié)工藝以及窯爐技術(shù)等方面進行全面開發(fā)。

(1)可用于日用瓷的低溫快燒原料的開發(fā)

在日用瓷領(lǐng)域,低溫快燒技術(shù)的應(yīng)用面臨著原料開發(fā)的挑戰(zhàn)。因此,開發(fā)可用于日用瓷的低溫快燒原料是十分必要的。目前,葉臘石、透輝石、鋰輝石、硅灰石、低溫助熔劑等礦物原料被認為是可用于低溫快燒的原料。然而,這些原料在日用瓷中的作用機制和影響還需要進一步研究,同時也需要探索這些礦物的深加工工藝和技術(shù)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,相信會有更多可用于低溫快燒的原料被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用于日用瓷領(lǐng)域中。

未來的研究可以更加注重開發(fā)可持續(xù)性的低溫快燒原料,以實現(xiàn)環(huán)保和資源可持續(xù)利用。同時,研究也可以更加深入地探索不同原料的組合和配比,以提高瓷的品質(zhì)和燒結(jié)效率。

(2)低溫快燒日用瓷坯泥配方開發(fā)

低溫快燒技術(shù)在日用瓷領(lǐng)域的應(yīng)用需要坯泥配方的開發(fā)。坯泥是指用于制備陶瓷坯體的混合物,一般由粘土、石英、長石、白云石、滑石、瓷土等天然材料和助熔劑等組成。低溫快燒技術(shù)對坯泥的要求較高,需要選擇適用于低溫快燒原料的坯泥材料,并進行配方設(shè)計和工藝性能研究。

在低溫快燒原料開發(fā)基礎(chǔ)上,選擇適用于本地瓷品及環(huán)境條件的低溫快燒原料,并進行坯泥配方設(shè)計。需要研究該泥料的可塑性、觸變性、耐火度、白度、燒結(jié)性能等工藝性能,使其達到或超過目前坯泥配方。研究表明,透輝石、鋰輝石、硅灰石、低溫助熔劑等礦物質(zhì)在日用瓷的配方中具有較好的應(yīng)用前景。

(3)低溫快燒日用瓷釉料開發(fā)

低溫快燒技術(shù)需要與適用的釉料配合使用,以實現(xiàn)較高的品質(zhì)和美觀性。針對低溫快燒的日用瓷,需要開發(fā)適合的釉料,以提高坯料和釉料的配合度和燒結(jié)性能。具體研究內(nèi)容包括:開發(fā)適合研究方向二所配制的坯泥的各類釉料,使其具有良好的坯釉適應(yīng)性、燒結(jié)性能和裝飾效果。

5 結(jié)語

低溫快燒技術(shù)是一種具有很高應(yīng)用價值的新型陶瓷生產(chǎn)技術(shù)。在日用細瓷領(lǐng)域,低溫快燒技術(shù)可以有效提高生產(chǎn)效率,節(jié)約能源,降低生產(chǎn)成本,同時保證產(chǎn)品質(zhì)量,提高企業(yè)競爭力。目前,低溫快燒技術(shù)在日用細瓷領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定的進展,但仍面臨著一些技術(shù)瓶頸,需要進行深入的研究和探索。具體而言,需要在原料開發(fā)、坯釉料配方開發(fā)、低溫燒結(jié)工藝以及窯爐技術(shù)等方面進行全面開發(fā),以實現(xiàn)低溫快燒技術(shù)在日用細瓷領(lǐng)域的全面應(yīng)用。