浅谈陶瓷制备现状及陶瓷山水画与陶艺家艺术修养

浅谈功能陶瓷的制备、现状及陶瓷山水画与陶艺家艺术修养【摘要】：功能陶瓷是具有电、磁、声、光、热、力、化学或生物功能等的介质材料。功能陶瓷材料种类繁多，用途广泛，主要包括铁电、压电、介电、热释电、半导体、电光和磁性等功能各异的新型陶瓷材料。它是电子信息、集成电路、移动通信、能源技术和国防军工等现代高新技术领域的重要基础材料。随着现代新技术的发展，功能陶瓷及其应用正向着高可靠、微型化、薄膜化、精细化、多功能、智能化、集成化、高性能、高功能和复合结构方向发展。用扩散界面相场模型研究陶瓷烧结过程中五球模型内部的气孔扩散与演化过程。对陶瓷山水画的艺术特色及与陶瓷艺术家艺术修养之间的内部关系进行了探讨。Abstract:Functionalceramicsisaelectrical,magnetic,sound,light,heat,power,chemicalorbiologicalfunction,Mediamaterials.Functionalceramicsmaterialsortisvarious,theversatility,mainlyincludingironelectricity,piezoelectric,dielectric,pyroelectric,semiconductor,lightningandmagneticofdifferentfunctionalnewceramicmaterials.Itistheelectronicinformation,integratedcircuit,mobilecommunications,energytechnologyandnationaldefensemilitaryandothermodernhigh-techareastheimportantbasisofthematerial.Alongwiththedevelopmentofmodernnewtechnology,functionalceramicsanditsapplicationistowardhighreliability,miniaturization,filmchange,fine.Refineandmulti-function,intelligence,integration,highperformanceandhighfunctionandcompositestructuredevelopmentdirection.Withdiffusioninterfacephasefieldmodelresearchceramicsinteringprocessmodeloffivegoalswithinthediffusionandporosityevolutionprocess.Fortheceramiclandscapepaintingartcharacteristicsandwithceramicartistsartisticaccomplishmentofinternalrelationshipsbetweenisdiscussed.【关键词】：气孔；致密化；动力学模;型陶瓷山水画，艺术修养，写生，陶瓷烧结；1引言陶瓷制备过程分为三个阶段：陶瓷粉体制备、陶瓷成型和陶瓷烧结。烧结是制备陶瓷制品的第三阶段，也是最后的环节，因此烧结对陶瓷制品的性能和质量起到关键作用[1]。固相烧结是高温条件下，微观离散颗粒通过物质相的扩散形成连续固态结构的热力学过程。烧结的主要目的是使坯体致密化。在陶瓷的烧结过程中伴随着显微结构的改变、晶粒长大和晶界的形成；粉末颗粒聚集成为晶粒结合体，材料的致密度增大，同时还发生粉末颗粒的结合以及气孔的链接、收缩和排除[2-3]。陶瓷山水画对陶艺家的要求是多方面的，不仅要掌握陶瓷绘画、拉坯、利坯等陶艺技巧。还要了解陶瓷生产工艺流程和釉料、泥料的性质。同时还要提高文学、艺术修养，如果理论修养水平不高，只靠手勤是不能有大作为的。在长期的创作实践中，笔者对陶瓷艺术修养的认识不断加深，现将自己的一得之见，献于读者，以求抛砖引玉。2四类功能陶瓷材料利用陶瓷对声、光、电、磁、热等物理性能所具有的特殊功能而制造的陶瓷材料称为功能陶瓷。功能陶瓷种类繁多，用途各异。例如，根据陶瓷电学性质的差异可制成导电陶瓷、半导体陶瓷、介电陶瓷、绝缘陶瓷等电子材料。2.1导电陶瓷导电陶瓷具有良好的导电性能，而且能耐高温，是磁流体发电装置中集电极的关键材料。半导体陶瓷指采用陶瓷工艺成型的多晶陶瓷材料。与单晶半导体不同的是，半导体陶瓷存在大量晶界,晶粒的半导体化是在烧结工艺过程中完成的,因此具有丰富的材料微结构状态和多样的工艺条件，特别适用于作为敏感材料。除半导体晶界层陶瓷电容器外，目前已使用的敏感材料，主要有热敏材料、电压敏材料、光敏材料、气敏材料、湿敏材料等。如PTC（positivetemperaturecoefficient的缩写）材料在国内无论是基础理论研究还是工业生产规模都有长足进步，其应用范围已渗透到航天、航空、航海、无线通讯、有线通讯、电子工业和民用电器等各个领域。而铬酸镧（La-CrO3）是一种钙钛矿型（ABO3）复合氧化物，具有很高的熔点（2490℃），它在掺杂Ca、Sr和Mg等二价碱土金属后具有很多特殊的性质。在高温发热材料、固体氧化物燃料电池连接材料、催化剂、NTC热敏电阻等方面都得到广泛的应用，是一种很有前途的功能陶瓷材料。高温超导陶瓷指相对金属而言具有较高超导温度的功能陶瓷材料。从20世纪80年代对超导陶瓷的研究有重大突破以来，对高温超导陶瓷材料的研究及应用就倍受关注。目前高温超导材料的应用正朝着大电流应用、电子学应用、抗磁性等方面发展。2.2压电陶瓷压电陶瓷的晶体结构上没有对称中心，因而具有压电效应，即具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能。压电陶瓷材料具有成本低、换能效率高、加工成型方便等优点，常用于制作压电器材、滤波器、谐振器和变压器等。常用的压电元件：传感器、气体点火器、报警器、音响设备、医疗诊断设备及通讯等。通常的压电材料是PZT,新型的压电陶瓷材料主要有高灵敏、高稳定压电陶瓷材料，电致伸缩陶瓷材料、热释电陶瓷材料等。压电陶瓷作为电、力、热、光敏感材料，在超声换能、传感器、无损检测和通讯技术等领域已获得了广泛的应用。2.3纳米功能陶瓷纳米功能陶瓷是指通过有效的分散、复合而使异质相纳米颗粒均匀、弥散地保留于陶瓷基质结构中而得到的复合材料，当其具有某种特殊功能时便称之为纳米功能陶瓷。纳米功能陶瓷的性能是和其特殊的微观结构相对应的，它的性能不仅取决于纳米材料本身的特性，还取决于纳米材料的物质结构和显微结构。张锐等人采用多模微波烧结系统和常压烧结，对A12O3－ZrO2复合陶瓷材料（ZTA）的基本性能进行研究，发现与常压烧结相比，微波烧结可以提高ZTA纳米功能陶瓷的密度、强度和韧性，使其结构均匀，耐磨性得到提高。在常压烧结的样品中，存在着异常长大的颗粒和一定的气孔，且颗粒分布得不均匀，而微波烧结的样品中，晶粒较小，且分布得均匀。2.4光催化功能陶瓷先制备钛酸溶胶和掺入Fe3+的钛酸溶胶，用溶胶-凝胶法分别将它们负载于炻器管和矩形蜂窝陶体上，再用程序升温法煅烧得到纳米TiO2光催化功能陶瓷。经扫描电镜（SEM）测定炻器载体上负载的光催化膜厚度为300～400nm，TiO2的粒径为15～20nm。将光催化炻器管用于模拟苯酚废水和某地表水的处理试验，在紫外光强一定、流速为40ml/min条件下的结果表明无论掺Fe3+与否的TiO2光催化炻器管都有净化效果。其中以掺Fe3+最好，苯酚去除率为70.3%，灭菌率亦能达到99.5%。将光催化蜂窝陶瓷体用于净化空气试验时，在紫外光强、循环风量一定的条件下，其净化效果也是以掺Fe3+的TiO2最好。3陶瓷企业主要生产工艺建筑陶瓷产品主要有抛光砖和瓷片两大类，主要生产工艺流程分别如图1和图2所示抛光砖、瓷片生产工艺主要包括：配料、球磨、喷雾干燥、陈腐、压机成形、干燥、烧成、抛光。（1）配料：根据产品的工艺要求，按照一定的原材料配方，将各种泥沙按比例和需要生产的数量要求来配备；（2）球磨：将已配备好的原材料，装入球磨机中，按工艺要求，加入一定量的水和各种助剂，配成浆料。然后加入磨球，大颗粒的浆料在球磨机中通过与球石的碰撞与摩擦，不断地粉碎，直到达到生产所要求的细度；（3）喷雾干燥：浆料在喷雾干燥塔内，热烟气将浆料的水分蒸发成为干燥粉料；（4）陈腐：将经过喷雾干燥的粉料放入储料粉箱中存放；（5）压制成形：粉料通过输送设备送到压机，经自动压机压制成形；（6）干燥：砖坯成形后经干燥进入烧成；（7）烧成：干燥后的砖坯进入烧成窑中高温烧结；（8）抛光：利用抛光机械对陶瓷制品的表面进行加工（主要是抛光砖类产品）；（9）磨边：对烧成后的产品，按照质量标准进行表面加工（主要是瓷片类产品）。4陶瓷工业的现状4.1分布不均匀产业分布不均衡,产区发展不平衡,产销失衡陶瓷行业生产发展不均衡,具有明显的地域性,目前主要集中在广东、江西、山东、福建等省份。这些地区陶瓷产业基础雄厚,体系完备,影响辐射面广,为当地居民提供大量的就业机会,成为当地传统支柱产业,为当地经济建设做出巨大贡献。同时也出现部分区域陶瓷企业过度集中现象,随着陶瓷企业的不断扩张、生产线不断扩充、生产总量不断扩大,造成产能严重过剩,供需失去平衡,也造成区域内污染严重,资源面临枯竭等问题。而西北、东北、内蒙等地区,受限于总体经济水平的影响,尽管有资源优势,但陶瓷工业水平整体落后,可发展空间巨大。4.2环境污染严重,能耗高陶土资源过度开采陶瓷行业本身属于高消耗、高能耗、高污染的行业,即所谓的三高行业。陶瓷产品在生产过程中要消耗大量矿产资源和能源,生产产品的同时也产生了大量的废气、废水、废渣、粉尘等,对环境造成严重污染。在一些陶瓷企业密集度高、经济发达地区,陶瓷行业对空气、土地等环境污染尤为严重。我国最主要的陶瓷生产基地广东佛山,一年消耗陶瓷原料超过4000万t,平均每天消耗12万t,相应的各种污染物的排放量也相当惊人。很多地方对不可再生的矿产资源过度开采,极大地破坏了生态环境,相反陶瓷废料的回收再利用目前基本处于空白状态。这种状况不仅导致国内矿产资源、能源过度消耗,也阻碍了我国陶瓷行业的可持续发展。能源利用率与发达国家相比差距较大,发达国家的能源利用率一般在50%以上,美国达57%,而我国仅为28%~30%。近年来,随着全社会环保意识的增强,我国政府也出台了一系列政策、措施加大节能减排力度,各地方政府也制定相应法令、法规,整治行业污染。尽管如此,陶瓷行业的发展所面临的资源、能源和环境问题仍然是相当严峻的。4.3行业利润水平低,产品低质化严重我国虽是一个陶瓷生产大国,却不是一个强国。陶瓷产品以中低档为主,附加值较低,在国际市场售价不高。陶瓷产能过剩,供大于求,企业为争夺市场,竞相压低价格,行业利润水平不断下降,同时陶瓷企业出口产品还会遭到国外反倾销,这样对我国的陶瓷行业发展极为不利。目前大部分中小企业基本上不投入研发资金,主要靠仿造产品维持企业的生存,这样企业缺乏自主创新能力,产品同质化严重,国际市场竞争力不强。中国陶瓷要从陶瓷大国成为陶瓷强国,必须提高产品档次,调整产品结构,进行产品创新,树立品牌意识。在当今全球经济一体化背景下,面对严重的国际金融危机,如何在获得最大经济效益的同时,又能合理利用资源、降低能耗、减少对环境的污染,使陶瓷行业可持续发展,是我国陶瓷行业急需解决的问题。5.1陶瓷山水画写生与意念陶瓷山水画的描写对象虽然是无穷无尽，极端复杂的，但复杂中寓着简单，变化多端中隐藏着规律，对自然界的规律反复观察、研究，使其印在脑里，烂熟胸中，而后才能倾泻而出，任意挥洒，才能“泄露造化秘”，达到“随心所欲不逾规”的自由天地。5.2陶瓷山水画构图与意念陶瓷山水画在构图上也是根据陶艺家的主观意向，表现出了较大的灵活性。西方绘画受客观事物的固有规律限制较严格，画面的布局有着严密的逻辑性。而我国的传统陶瓷山水画则较少受这