科技創(chuàng)新對(duì)陶瓷行業(yè)發(fā)展的重要作用

袁 勇，饒宗旺，朱 俊

科技創(chuàng)新對(duì)陶瓷行業(yè)發(fā)展的重要作用

袁 勇，饒宗旺，朱 俊

（中國(guó)輕工業(yè)陶瓷研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333000）

文章綜述了我國(guó)現(xiàn)代陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷程和景德鎮(zhèn)現(xiàn)代陶瓷產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新取得的成果，分析了科技創(chuàng)新對(duì)陶瓷行業(yè)發(fā)展的必要性和重要作用，得出結(jié)論：陶瓷企業(yè)要大力推進(jìn)科技創(chuàng)新，不斷加大技術(shù)投入，提高科技含量，提高產(chǎn)品的檔次和附加值，這是企業(yè)提高核心競(jìng)爭(zhēng)力，振興陶瓷行業(yè)的必由之路。

科技創(chuàng)新；陶瓷行業(yè)；作用

1 陶瓷行業(yè)加強(qiáng)科技創(chuàng)新的必要性

我國(guó)陶瓷的生產(chǎn)已有幾千年的歷史，現(xiàn)已發(fā)展成為全世界的陶瓷制造中心，生產(chǎn)的陶瓷出口至世界近200個(gè)國(guó)家和地區(qū)，年產(chǎn)量與出口金額均居世界首位。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，截止2010年中國(guó)陶瓷的產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量70%，總產(chǎn)值超過(guò)2100億元，全國(guó)規(guī)模以上陶瓷企業(yè)達(dá)1900多家。

我國(guó)陶瓷行業(yè)的發(fā)展在歷史上雖然取得了一些成績(jī)，但與起步較晚的意大利、日本、荷蘭相比，現(xiàn)階段我們?cè)诋a(chǎn)品品質(zhì)、新產(chǎn)品研發(fā)、管理等方面已落后了許多。造成這種結(jié)果的原因，除了一些客觀因素外，主要是我國(guó)陶瓷行業(yè)科技創(chuàng)新不夠、升級(jí)改造不夠。放眼世界，隨著經(jīng)濟(jì)一體化和全球化的日益加深，企業(yè)間以科技創(chuàng)新為核心的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。我國(guó)的陶瓷企業(yè)要想在國(guó)內(nèi)外激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，必須加強(qiáng)科技創(chuàng)新。只有科技創(chuàng)新走在行業(yè)的前列，才能掌握競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)；只有不斷的推陳出新，才能在競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主導(dǎo)地位；只有用好了科技創(chuàng)新這把鑰匙，才能在競(jìng)爭(zhēng)中開(kāi)啟通向勝利的大門。

2 我國(guó)現(xiàn)代陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷程

從歷史上來(lái)講，中國(guó)陶瓷的地位和為人類歷史做出的貢獻(xiàn)都是毋庸置疑的。但從第一次鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)到解放前，西方各國(guó)不懈努力發(fā)展科技，立于科技之巔峰，而我國(guó)則處于固步自封，工業(yè)已經(jīng)開(kāi)始逐漸落后于西方各國(guó)，陶瓷行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入停滯甚至倒退的狀態(tài)。解放后，我國(guó)陶瓷行業(yè)的發(fā)展依然令人扼腕嘆息。直到1978年鄧小平同志在全國(guó)科學(xué)大會(huì)上的開(kāi)幕詞指出，四個(gè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵是科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化以來(lái)，科技創(chuàng)新的重要作用才在陶瓷行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中得到體現(xiàn)，把自主創(chuàng)新作為一項(xiàng)主要工作，廣大陶瓷企業(yè)采用新工藝、新材料、新技術(shù)，不斷改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，加快技術(shù)升級(jí)，開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，重點(diǎn)抓好具有高附加值的產(chǎn)品的研究及創(chuàng)新。融合了精心設(shè)計(jì)、精細(xì)制作和科技創(chuàng)新的高品質(zhì)陶瓷產(chǎn)品擺脫了以往傳統(tǒng)陶瓷低價(jià)低利潤(rùn)的惡性競(jìng)爭(zhēng)，提高利潤(rùn)空間，搶占陶瓷產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)，使我國(guó)陶瓷行業(yè)獲得了空前的發(fā)展。

現(xiàn)代陶瓷產(chǎn)業(yè)大致可分為四大塊—日用陶瓷、藝術(shù)陳設(shè)陶瓷、建筑衛(wèi)生陶瓷、高技術(shù)陶瓷。從產(chǎn)量和出口額這兩項(xiàng)指標(biāo)看，中國(guó)無(wú)疑是最大的陶瓷制造基地，尤其近三、四十年來(lái)，科技創(chuàng)新和新技術(shù)的運(yùn)用促進(jìn)了陶瓷行業(yè)的快速發(fā)展，日用陶瓷和建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)量均穩(wěn)居世界第一。

日用陶瓷生產(chǎn)領(lǐng)域，在20世紀(jì)80年代由歐洲引入了滾壓成型技術(shù)、等靜壓成型技術(shù)替代用了幾千年的拉坯、旋坯技術(shù)；提高了陶瓷產(chǎn)品的白度、光澤度、透明度、釉面硬度和熱穩(wěn)定性，明焰二次燒成逐漸取代了傳統(tǒng)的一次燒成工藝；80年代末90年代初，在江西景德鎮(zhèn)、河北唐山、廣東石灣和四川重慶等地陸續(xù)引進(jìn)國(guó)外全套先進(jìn)陶瓷生產(chǎn)線，提高了我國(guó)高檔日用陶瓷生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化水平。

建筑衛(wèi)生陶瓷領(lǐng)域，自80年代佛山從意大利引進(jìn)了第一條90萬(wàn)平方米的彩釉磚生產(chǎn)線，建筑衛(wèi)生陶瓷企業(yè)陸續(xù)引進(jìn)噴霧干燥塔、自動(dòng)壓磚機(jī)、輥道窯、高中微壓注漿、行列式注漿等新設(shè)備、新工藝，不僅實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)和自動(dòng)化生產(chǎn)，還降低了生產(chǎn)成本，為產(chǎn)品更快的更新升級(jí)提供了有利條件。

高技術(shù)陶瓷領(lǐng)域，我國(guó)自20世紀(jì)50年代開(kāi)始進(jìn)行以氧化鋁陶瓷為主的高技術(shù)陶瓷研究，隨后對(duì)陶瓷材料服役環(huán)境提出更苛刻的要求，及其在光、聲、電、磁、熱或功能復(fù)合效應(yīng)，使氧化鈹、氧化鈣及其它非氧化物高技術(shù)陶瓷的研究工作相繼展開(kāi)。直至今日，我國(guó)幾乎對(duì)所有高技術(shù)陶瓷材料都有研究、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，并形成比較完整的研發(fā)體系，在個(gè)別尖端高技術(shù)陶瓷的理論研究和試驗(yàn)領(lǐng)域已處于世界領(lǐng)先水平。

3 景德鎮(zhèn)現(xiàn)代陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展的概況

陶瓷是景德鎮(zhèn)立市之本，稱都之源。景德鎮(zhèn)的陶瓷產(chǎn)業(yè)歷史悠久、底蘊(yùn)深厚、舉世聞名。在新時(shí)期，景德鎮(zhèn)非常注重高新技術(shù)的應(yīng)用，全面改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，以加快項(xiàng)目建設(shè)培育高新技術(shù)陶瓷等八大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)陶瓷產(chǎn)業(yè)在轉(zhuǎn)型中振興。景德鎮(zhèn)陶瓷工業(yè)呈現(xiàn)出持續(xù)快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，景德鎮(zhèn)目前涉瓷企業(yè)、作坊近5000家，其中骨干企業(yè)13家，規(guī)模以上企業(yè)75家，就業(yè)人員超過(guò)10萬(wàn)人。已形成了以日用瓷為主體，陳設(shè)藝術(shù)瓷、建筑衛(wèi)生瓷以及高技術(shù)陶瓷共同發(fā)展的大陶瓷格局，陶瓷工業(yè)在景德鎮(zhèn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中繼續(xù)發(fā)揮獨(dú)特的作用。2013年全市陶瓷工業(yè)總產(chǎn)值超過(guò)240億元，同比增長(zhǎng)12%左右。景德鎮(zhèn)的陶瓷市場(chǎng)占有率約15%，在各大產(chǎn)瓷區(qū)的排名從2007年的第9位上升到第5位。

在傳統(tǒng)陶瓷方面，景德鎮(zhèn)陶瓷企業(yè)充分發(fā)揮陶瓷制造技術(shù)和陶瓷藝術(shù)的優(yōu)勢(shì)，不斷創(chuàng)新，加強(qiáng)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和造型、花面的設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，不斷開(kāi)發(fā)生產(chǎn)適應(yīng)市場(chǎng)、滿足消費(fèi)者要求的新品種，如雙層茶杯、奧運(yùn)瓷、多彩玲瓏瓷、高溫顏色釉日用瓷、骨質(zhì)瓷，以及耐熱煲、電飯煲陶瓷內(nèi)膽、陶瓷炒鍋等新型陶瓷炊具。景德鎮(zhèn)陶瓷股份公司的“紅葉”陶瓷成為中南海、人民大會(huì)堂、釣魚臺(tái)國(guó)賓館等“國(guó)宴廳”特供產(chǎn)品，是2001中國(guó)上海APEC會(huì)議專用瓷，奧運(yùn)(茶)杯成為奧運(yùn)會(huì)期間貴賓席使用的產(chǎn)品。

在建筑衛(wèi)生陶瓷方面，景德鎮(zhèn)充分抓住特地、金意陶、樂(lè)華等大型建筑陶瓷企業(yè)落戶景德鎮(zhèn)的有利時(shí)機(jī)，加快建筑陶瓷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；大力開(kāi)發(fā)推廣節(jié)能降耗新技術(shù)，在壯大產(chǎn)業(yè)規(guī)模的同時(shí)，保護(hù)環(huán)境，降低能耗，大幅度提高陶瓷生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)又好又快的發(fā)展。

在高技術(shù)陶瓷方面，我市過(guò)去主要是電瓷生產(chǎn)企業(yè)及中央直管的軍工電子企業(yè)740廠、999廠、897廠等，生產(chǎn)的產(chǎn)品為本企業(yè)配套，產(chǎn)值規(guī)模不大。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)有體制改革，民營(yíng)及改制企業(yè)成為技術(shù)創(chuàng)新的主體，近十年承擔(dān)國(guó)家中小企業(yè)創(chuàng)新基金項(xiàng)目(高技術(shù)陶瓷及配套產(chǎn)品)30項(xiàng)。目前景德鎮(zhèn)從事高技術(shù)陶瓷及相關(guān)產(chǎn)品的企業(yè)有近百家，高技術(shù)陶瓷產(chǎn)業(yè)的品種分類越來(lái)越豐富，結(jié)構(gòu)更趨合理，由原來(lái)以壓電陶瓷、電真空陶瓷為主，擴(kuò)展到納米陶瓷、陶瓷粉體、防彈陶瓷、功能陶瓷、遠(yuǎn)紅外陶瓷等品種齊全的產(chǎn)品架構(gòu)。高技術(shù)陶瓷產(chǎn)業(yè)在我市發(fā)展格局已初具規(guī)模，且每個(gè)企業(yè)都形成了自己的特色，其中比較突出的有：神飛特陶與中科院熱物理研究所合作開(kāi)發(fā)的“超大功率陶瓷電阻及復(fù)合相變?nèi)嵋惑w化裝置”，科宏特陶的“高純氧化鈮鉭陶瓷坩堝”，景光電子的“電真空陶瓷及陶瓷金屬化”，景華特瓷的“微晶氧化鋁陶瓷移相介質(zhì)片”和“多晶硅制備用高抗熱震陶瓷絕緣環(huán)”，同惠的“剪切模高頻諧振器用壓電陶瓷及元件”，華訊特種陶瓷的“碳化硼防彈陶瓷”，景德半導(dǎo)體新材料和威富爾新能源的“多晶硅料”，佳奕的“陶瓷增強(qiáng)蜂窩活性炭”，新紀(jì)元的“氧化鋯納米陶瓷刀”、“氧化鋯基復(fù)相陶瓷螺旋軸套”和“透明氧化鋁陶瓷發(fā)光管”，百特威爾的“亞微米氧化鋁研磨球”，和川的“納米氧化鋯粉體”，隆基的“光纖氧化鋯陶瓷插芯”，晶格的“原位生成莫來(lái)石晶須增強(qiáng)高溫陶瓷輥棒”等等。

4 科技創(chuàng)新對(duì)陶瓷行業(yè)發(fā)展的作用

科技創(chuàng)新在陶瓷行業(yè)發(fā)展的作用涉及陶瓷材料的材質(zhì)與功能、陶瓷原料的開(kāi)發(fā)和加工、成型、干燥、燒成等生產(chǎn)工藝及使用功能等方方面面。

4.1 陶瓷材料的材質(zhì)與功能

在科技高速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)陶瓷材料已經(jīng)無(wú)法滿足人們對(duì)生產(chǎn)和工作的普通需要。對(duì)陶瓷材料性能提出更高的要求，不僅僅局限在傳統(tǒng)硅酸鹽材料的強(qiáng)度、硬度、白度、透光度、耐磨、抗腐蝕等性能，而是要求性能更優(yōu)異的新材料：Al2O3、MgO、ZrO2、SiO2、BeO等具有高強(qiáng)度、高硬度、高韌性、高導(dǎo)熱性和高耐磨性能的氧化物陶瓷；SiC、B4C、TiC、Si4N、BN、AlN、MoSi2、TiSi2、ZrB2、TiB2等具有耐高溫、超硬性、高抗熱震性、高抗氧化性能的非氧化物陶瓷；具有超塑性、高韌性的納米陶瓷；熱膨脹系數(shù)小于α ≤2×10-6/℃的低膨脹陶瓷；具有優(yōu)良高溫力學(xué)性能的復(fù)合陶瓷材料。

陶瓷材料的功能性不斷得到發(fā)展，在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用且起到無(wú)可替代的作用：具有高絕緣性、介電性、鐵電性、壓電性、熱電性、傳感性、磁性、導(dǎo)電性和超導(dǎo)性等電學(xué)性能的電子陶瓷；具有耐熱性、隔熱性、導(dǎo)熱性、透光性、光傳輸、輻射性、光致發(fā)光和電致發(fā)光等性能的熱學(xué)、光學(xué)陶瓷材料；具有生物相容性、生物吸收性、診斷傳感性、抑制和殺菌、吸附載體性、催化載體性和過(guò)濾分離等性能的生物陶瓷、抗菌陶瓷和多孔陶瓷材料。

4.2 陶瓷原料的開(kāi)發(fā)和加工工藝

4.2.1 原料標(biāo)準(zhǔn)化

陶瓷制品的生產(chǎn)工藝十分復(fù)雜，一件小小的產(chǎn)品需要經(jīng)過(guò)十幾道甚至幾十道的工序才能最終完成，陶瓷生產(chǎn)用的原料，由于產(chǎn)地和成因的不同，礦物組成、粒度組成、化學(xué)組成及其它物理化學(xué)性能都有所差異，原料配方和工藝參數(shù)需要經(jīng)常調(diào)整以滿足生產(chǎn)需要，因此需要儲(chǔ)備一定數(shù)量的原料來(lái)保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性，避免因原料的波動(dòng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

原料的標(biāo)準(zhǔn)化，為穩(wěn)定陶瓷產(chǎn)品品質(zhì)提供了基礎(chǔ)。提高原料加工的技術(shù)裝備水平和自動(dòng)化水平，提高原料的質(zhì)量，有利于實(shí)現(xiàn)陶瓷原料資源的綜合利用。優(yōu)質(zhì)低價(jià)的陶瓷原料為陶瓷行業(yè)的發(fā)展提供了更廣闊的空間。龍巖高嶺土公司就用長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略性眼光，抓住了原料標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)創(chuàng)新思路，應(yīng)用高梯度磁選，超微粉碎、離心分級(jí)、微機(jī)配料、渦流混合以及強(qiáng)化檢測(cè)監(jiān)控等技術(shù)，使公司生產(chǎn)的高嶺土原礦、325目水洗高嶺土、超級(jí)高嶺土等產(chǎn)品在高檔日用瓷行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，并被列入《中國(guó)主要及知名建材產(chǎn)品》向全國(guó)陶瓷企業(yè)推薦使用。

原料標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的過(guò)程，首先是對(duì)天然原料進(jìn)行加工和綜合利用，接著是研究、開(kāi)發(fā)新型的原料生產(chǎn)工藝線，并不斷降低成本，提高質(zhì)量；最后，在天然優(yōu)質(zhì)原料越來(lái)越少的現(xiàn)狀下，開(kāi)發(fā)、合成各種高性能的新型陶瓷原料，把陶瓷行業(yè)帶入一個(gè)全新的時(shí)代，是陶瓷工作者接下來(lái)的又一重要課題。

4.2.2 粉體制備

高技術(shù)陶瓷材料的性能與粉體原料、成型和燒結(jié)等工藝有著密切聯(lián)系。粉料成型后形成具有一定外形的坯體，在高溫條件下，顆粒間接觸面積擴(kuò)大，顆粒聚集，氣孔從連通的氣孔變成各自孤立的氣孔并逐漸縮小，晶界逐漸形成。高技術(shù)陶瓷材料性能的好壞是通過(guò)燒結(jié)體中晶粒大小、形狀、氣孔分布等一系列微觀結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來(lái)。所以為獲得性能較好的高技術(shù)陶瓷材料就必須控制好粉體原料的平均粒徑和粒度分布。粉料的表面能大于多晶燒結(jié)體的晶界能，是燒結(jié)過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)的前提，因此理論上粉體原料的平均粒徑越小越有利于獲得高性能的陶瓷材料。采用納米粉體制備的高技術(shù)陶瓷具有許多優(yōu)良的室溫和高溫力學(xué)性能，如硬度、抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性等，使其在切削刀具、軸承、高溫發(fā)動(dòng)機(jī)部件等諸多方面都有廣泛的應(yīng)用，并在許多超高溫、強(qiáng)腐蝕等苛刻的環(huán)境下起著其他材料不可替代的作用，具有廣闊的應(yīng)用前景。

1981年日本最早進(jìn)行納米顆粒基礎(chǔ)研究與應(yīng)用基礎(chǔ)研究，隨后美國(guó)和前西德也將納米粉體的發(fā)展提到重要位置。近30年來(lái)，納米材料的性能開(kāi)發(fā)、制備技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用都得到了迅速的發(fā)展。我國(guó)對(duì)納米材料及產(chǎn)業(yè)化也高度重視。在20世紀(jì)80年代中期，我國(guó)科學(xué)家開(kāi)始了跟蹤研究。制備高純度、高均勻性和化學(xué)組成精確的納米粉體是研制納米陶瓷材料的前提。利用納米技術(shù)開(kāi)發(fā)的納米陶瓷材料，晶粒、晶界以及它們之間的結(jié)合都處在納米水平(1-100 nm)，使的材料的強(qiáng)度、韌性和超塑性大幅度提高，是解決傳統(tǒng)陶瓷材料脆性最有效的方法。目前我國(guó)主要在CaCO3、ZnO、Al2O3、SiO2、TiO2、Si3N4和SiC等納米粉體都實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。在21世紀(jì)，納米粉體、納米陶瓷、納米技術(shù)將飛速發(fā)展，在各領(lǐng)域?qū)⒌玫礁鼜V泛的應(yīng)用，并將產(chǎn)生一批新技術(shù)、新產(chǎn)品和新設(shè)備，為陶瓷行業(yè)的快速發(fā)展注入一股新力量。

4.3 成型工藝

當(dāng)前，隨著陶瓷新材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，對(duì)陶瓷材料性能的要求愈來(lái)愈苛刻。成型工藝的創(chuàng)新升級(jí)將是解決這一突出問(wèn)題的有效手段。傳統(tǒng)的成型方法如注漿、可塑和干壓成型技術(shù)及已成熟并獲得應(yīng)用的擠出成型、等靜壓成型、流延成型等技術(shù)在陶瓷材料的現(xiàn)代化生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用。但上述方法已不能滿足高瘠性原料、高精度、復(fù)雜形狀和多層復(fù)相陶瓷材料的制造要求，極大地限制和阻礙了高技術(shù)陶瓷材料的應(yīng)用和發(fā)展。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展為陶瓷材料成型技術(shù)的更新?lián)Q代提供了條件，尤其是跨學(xué)科綜合研究方法的發(fā)展的應(yīng)用，促進(jìn)了高技術(shù)陶瓷制備技術(shù)的發(fā)展。陶瓷成型技術(shù)在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)創(chuàng)新，離心沉積成型、電泳沉積成型、離心注漿成型、注射成型和膠態(tài)成型等新成型技術(shù)不斷涌現(xiàn)。采用離心沉積成型技術(shù)制備的Al2O3/Ni梯度復(fù)合材料，可以獲得最小氣孔率為0.4%，最大強(qiáng)度為320 MPa，并且試樣的硬度呈明顯的梯度分布。采用電泳沉積法在石墨基體上制備厚度可控的Si涂層，Si涂層通過(guò)燒結(jié)滲入基體內(nèi)部與石墨集體發(fā)生在位反應(yīng)形成SiC涂層。以氧化鋁粉末為原料，采用離心注漿工藝制備出晶粒大小均勻、微孔較小、體積密度為3.86 g/cm3、硬度為11.02 GPa、斷裂韌性為3.31 MPa·m1/2的高耐磨氧化鋁陶瓷。以高純SiC微粉為原料，利用注射成型技術(shù)生產(chǎn)出密度為3.08 g/cm3，致密度96%的碳化硅陶瓷復(fù)雜件。

凝膠注模是上世紀(jì)90年代由美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)明的一種成型技術(shù)，它是將傳統(tǒng)注漿工藝和聚合物化學(xué)有機(jī)結(jié)合，采用由高分子網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生聚合作用使陶瓷顆粒聚集在一起而形成陶瓷坯體的一種成型方法。我們采用水溶性膠態(tài)原位成型工藝制備出了純度超過(guò)99%的高純氧化鈮鉭陶瓷坩堝。

激光快速成形是由激光束根據(jù)計(jì)算機(jī)提供的制品斷面形狀分析數(shù)據(jù)，將坯料一層一層地粘接成形。這種成形方法是1985年由美國(guó)首先研制成功，1991年投入實(shí)際應(yīng)用，最初是用來(lái)制作模型，其后試用于高技術(shù)陶瓷零部件的成形。漢斯·j·蘭格博士開(kāi)發(fā)了基于光刻的陶瓷制造技術(shù)(LCM技術(shù))，它是基于一種均勻分散的陶瓷粒子的感光樹(shù)脂的選擇性固化，這項(xiàng)技術(shù)以光聚合物作為凝合劑，可以制造出高精確度，精致、高密度、高強(qiáng)度的陶瓷。

不同的成型技術(shù)有各自不同的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也都存在一定的局限性?？傮w來(lái)說(shuō)，低粘度高固含量粉體漿料的制備、實(shí)現(xiàn)快速和近凈尺寸成型技術(shù)仍是二十一世紀(jì)陶瓷成型工藝發(fā)展的主要方向。

4.4 干燥工藝

在陶瓷行業(yè)中，干燥過(guò)程中的能耗占工業(yè)燃料總消耗的20%左右，故干燥過(guò)程的節(jié)能是關(guān)系到企業(yè)節(jié)能的大事。

陶瓷生產(chǎn)中，最古老的干燥辦法是靠自然干燥，后來(lái)采用熱風(fēng)干燥、蒸汽干燥。這些干燥方法均屬于利用溫度梯度進(jìn)行傳導(dǎo)傳熱。由于傳導(dǎo)傳熱速率低，致使陶瓷坯體干燥速度慢，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，使干燥工序占去了大量的生產(chǎn)廠房和設(shè)備。更為不利的是：利用傳導(dǎo)傳熱干燥陶瓷坯體的最大弊病，就是坯體在干燥過(guò)程中產(chǎn)生開(kāi)裂，導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。

早在上世紀(jì)60年代，國(guó)外就對(duì)微波干燥技術(shù)的應(yīng)用和理論進(jìn)行了大量研究，在近幾十年又得到了進(jìn)一步的發(fā)展。我國(guó)微波干燥技術(shù)研究起步較晚，與國(guó)外相比有一定的差距，但也取得了不錯(cuò)的成績(jī)，也有許多研究與應(yīng)用成果。

微波干燥技術(shù)使陶瓷坯體可能實(shí)現(xiàn)快速干燥而不產(chǎn)生開(kāi)裂，這將大大縮短干燥時(shí)間、降低干燥能耗，提高了干燥效率。

在陶瓷行業(yè)高速發(fā)展的今天，坯體的干燥速度、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、無(wú)污染等仍是新世紀(jì)對(duì)干燥技術(shù)的基本要求。

4.5 燒成工藝

燒成是陶瓷制造工藝過(guò)程中最重要的工序之一。陶瓷燒成所需時(shí)間約占整個(gè)生產(chǎn)周期的20%，所需費(fèi)用約占產(chǎn)品成本的1/3-1/4。

在50年代末和60年代初，山東研制成了第一條煤燒隧道窯，并在全國(guó)迅速推廣，使我國(guó)擺脫了間歇式倒焰窯的燒成方式，實(shí)現(xiàn)日用陶瓷燒成連續(xù)化生產(chǎn)。同時(shí)在一些產(chǎn)區(qū)還推廣使用重油做燃料，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。這是我國(guó)陶瓷燒成工藝上的一個(gè)重大突破。

燒成是近幾年陶瓷行業(yè)變化和進(jìn)步最快的工序：采用潔凈燃料(天然氣、液化石油氣、煤氣、輕柴油)、采用無(wú)缽明焰燒成工藝，降低能耗，同時(shí)提高釉面質(zhì)量；使用碳化硅質(zhì)、莫來(lái)石、堇青石質(zhì)和重結(jié)晶碳化硅質(zhì)的窯具、棚板和支架，提高使用次數(shù)，減少產(chǎn)品變形；使用各種快燒窯爐和輕質(zhì)保溫材料、陶瓷纖維和節(jié)能輻射涂料；使用高速小流量噴嘴減少溫差，達(dá)到對(duì)窯爐溫度、壓力和氣氛的自動(dòng)控制；扁平矮截面低蓄熱隧道窯、輥道窯、全纖維大型梭式窯的使用，減少窯爐上下溫差，大大地促進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量的提高。

高技術(shù)陶瓷多屬于強(qiáng)共價(jià)鍵化合物，自擴(kuò)散系數(shù)小，燒結(jié)非常困難，因此對(duì)高溫?zé)Y(jié)新技術(shù)、新方法的研究就顯得尤為重要。自1826年索波列夫斯基首次利用常溫壓力燒結(jié)的方法得到了白金以來(lái)，高溫?zé)釅簾Y(jié)技術(shù)在難熔化合物和高技術(shù)陶瓷方面得到了迅速發(fā)展：采用熱壓燒結(jié)技術(shù)得到的氧化硅材料的抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性分別可達(dá)1100 MPa和9MPa·m1/2；熱壓氧化鋯增韌陶瓷的抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性分別為1500 MPa和15 MPa·m1/2。1990年，美國(guó)佛吉尼亞州立大學(xué)的R.C.Dalton等首先提出微波加熱在自蔓延高溫合成中的應(yīng)用，并用該技術(shù)合成了TiC等9種材料。接著，英、德、美的科學(xué)家相繼用此法合成了YBCuO，Si3C4，Al2O3-TiC等材料。

5 科技創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)健康發(fā)展

習(xí)近平主席在今年8月18日主持召開(kāi)了中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第七次會(huì)議，研究實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略。習(xí)近平在會(huì)議上發(fā)表重要講話強(qiáng)調(diào)，當(dāng)前，我國(guó)依靠要素成本優(yōu)勢(shì)所驅(qū)動(dòng)、大量投入資源和消耗環(huán)境的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式已經(jīng)難以為繼。只有不斷推進(jìn)科技創(chuàng)新，不斷解放和發(fā)展社會(huì)生產(chǎn)力，不斷提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)健康發(fā)展。

以建陶為例，意大利是當(dāng)今世界陶瓷生產(chǎn)的一流強(qiáng)國(guó)，其建筑陶瓷工業(yè)設(shè)備在世界范圍內(nèi)具有領(lǐng)先地位，他們的建陶行業(yè)在頂峰時(shí)期年產(chǎn)量達(dá)到六億平方米，現(xiàn)在只有兩億多平方米，產(chǎn)能萎縮近60%。我國(guó)現(xiàn)在陶瓷磚年產(chǎn)量接近九十億平方米，應(yīng)該已經(jīng)處于相對(duì)過(guò)剩的邊緣。如果一味以發(fā)展來(lái)解決遇到的一切問(wèn)題，污染了環(huán)境，甚至不惜在高的能源消耗的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)單復(fù)制擴(kuò)大規(guī)模，將最終導(dǎo)致幾乎全部行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩。

事實(shí)證明，唯一不過(guò)剩的就是高科技和創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)，不僅不過(guò)剩，而且十分匱乏，而這種創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和高科技驅(qū)動(dòng)是需要投入大量的資金以及時(shí)間成本的。任何心態(tài)比較浮躁地想一蹴而就的想法，只能是在短期內(nèi)看起來(lái)比較合適，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度看，都將被市場(chǎng)和社會(huì)所淘汰。

綜上所述，陶瓷企業(yè)要大力推進(jìn)科技創(chuàng)新，不斷加大技術(shù)投入，提高科技含量，提高產(chǎn)品的檔次和附加值，這是企業(yè)提高核心競(jìng)爭(zhēng)力，振興陶瓷行業(yè)的必由之路。

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The Vital Role of Technical Innovation in Ceramic Industrial Development

YUAN Yong, RAO Zongwang, ZHU Jun
(The Ceramic Research Institute of Light Industry of China, Jingdezhen, 333001, Jiangxi, China)

This paper summarizes the development of Chinese modern ceramic industry, describing the technical innovations in Jingdezhen modern ceramic industry and their vital role in its development. It indicates that ceramic enterprises should vigorously encourage technical innovation, expand technical investment and enhance technology content to raise product grade and added value. That is the only effective way to improve their essential competitiveness to rejuvenate the whole industry.

technological innovation; ceramic industry; role

TQ174.79

A

1006-2874(2015)01-0051-05

10.13958/j.cnki.ztcg.2015.01.012

2014-09-05。

2014-09-10。

袁 勇，男，高級(jí)工程師。

Received date: 2014-09-05. Revised date: 2014-09-10.

Correspondent author:YUAN Yong, male, Senior Engineer.

E-mail:13607981693@163.com