功能陶瓷材料++庄子栋 2
功能陶瓷材料研究进展概述
功能陶瓷材料研究进展概述作者：朱守金倪江利孙权海边健来源：《科技创新与应用》2019年第23期摘; 要：功能陶瓷材料因具有磁、电、声、光、力、热等方面的优异性能，在微电子技术、激光技术、自动化技术、光电子技术、通信、环保、能源和生物医药等领域得到广泛应用，在生活生产和科学技术发展中起到重要作用。
文章重点介绍了功能陶瓷材料在我国的发展现状，阐述了功能陶瓷材料的种类、基本性质、应用、发展趋势及对策。
关键词：功能陶瓷;应用;趋势中图分类号：TQ174; ; ; ; 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）23-0089-02Abstract： Functional ceramic materials are widely used in microelectronic technology， laser technology， automation technology， optoelectronic technology， communications，environmental protection， energy and biomedicine because of their excellent magnetic，electrical， acoustic， optical， mechanical and thermal properties， thus playing an important role in life， work and the development of science and technology. This paper focuses on the development of functional ceramics in China， and expounds the types， basic properties， applications，development trends and countermeasures of functional ceramics.Keywords： functional ceramics; application; trend引言功能陶瓷是利用光、热、力、声、磁、电等直接效应及耦合效应的一种先进材料。
不同助熔剂对钙长石质日用瓷性能的影响
第42卷第9期2023年9月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.42㊀No.9September,2023不同助熔剂对钙长石质日用瓷性能的影响成振宇1,苗立锋2,包镇红2(1.景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院,景德镇㊀333403;2.景德镇陶瓷大学国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心,景德镇㊀333001)摘要:以方解石㊁高岭土㊁氧化铝等为主要原料,长石㊁烧滑石和白云石作为助熔剂制备钙长石质日用瓷,探究不同助熔剂及其用量对钙长石质日用瓷性能的影响㊂结果表明,当单一长石作为助熔剂时,其助熔效果较差,且长石添加量过多会导致试样抗弯强度显著降低㊂当烧滑石与长石复合作为助熔剂时,烧滑石添加量较少时助熔效果不明显;当烧滑石添加量提高至4%(质量分数)时,试样吸水率显著降低,抗弯强度明显提高㊂当白云石和长石复合作为助熔剂时助熔效果较好,且随着白云石添加量的提高,试样抗弯强度先增大后减小,当添加量为6%(质量分数)时试样综合性能较优,其吸水率为0.27%,抗弯强度为101MPa,同时具有良好的透光性㊂关键词:助熔剂;钙长石;日用瓷;长石;烧滑石;白云石;抗弯强度中图分类号:TQ174.73㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)09-3324-10Effects of Different Fluxes on Properties of Anorthite-Based Daily PorcelainCHENG Zhenyu 1,MIAO Lifeng 2,BAO Zhenhong 2(1.School of Material Science and Engineering,Jingdezhen Ceramic University,Jingdezhen 333403,China;2.National Engineering Research Center for Domestic and Building Ceramics,Jingdezhen Ceramic University,Jingdezhen 333001,China)Abstract :Anorthite-based daily porcelain was prepared by using calcite,kaolin and alumina as the main raw materials,feldspar,burnt talc and dolomite as fluxes.The effects of different fluxes and their addition amounts on properties of anorthite-based daily porcelain were studied.The results show that the fluxing effect is poor when feldspar is served as single flux.At the same time,excessive feldspar will lead to the significantly reduction of bending strength.With burnt talc and feldspar as composite fluxes,the fluxing effect is not obvious at a low addition amount of burnt talc.When the additionamount of burnt talc increases to 4%(mass fraction),the water absorption of sample obviously decreases and the bending strength is improved dramatically.The fluxing effect is good when the dolomite and feldspar are served as composite fluxes.With the increase of the addition amount of dolomite,the bending strength of sample increases first and then decreases.When the addition amount of dolomite is 6%(mass fraction),sample has the best comprehensive properties,which has a water absorption of 0.27%,bending strength of 101MPa and good transparency.Key words :flux;anorthite;daily porcelain;feldspar;burnt talc;dolomite;bending strength 收稿日期:2023-05-05;修订日期:2023-07-13基金项目:国家自然科学基金(52262008);江西省自然科学基金(20212BAB204035);江西省重点研发揭榜挂帅项目(20224BBE51050);景德镇市科技项目(20224GY008-15);江西省高校人文社科重点研究基地项目(JD21082)作者简介:成振宇(1998 ),男,硕士研究生㊂主要从事传统日用陶瓷的研究㊂E-mail:1832258027@通信作者:苗立锋,博士,正高级工程师㊂E-mail:mlf0624@ 0㊀引㊀言陶瓷是 泥 与 火 的艺术,根据使用领域和生产工艺,可将传统陶瓷分为日用瓷㊁建筑卫生陶瓷㊁电瓷以及化工陶瓷等[1]㊂日用瓷种类繁多,应用较为广泛的有骨质瓷㊁硬质瓷㊁镁质瓷和强化瓷㊂骨质瓷以牛骨灰㊁高岭土㊁长石等为原料,经 高温素烧㊁低温釉烧 二次烧成[2],瓷胎晶相含量高达70%(文中均为质量分数),具有透光性好㊁强度高㊁白度高等优点[3],但其主晶相磷酸三钙的热膨胀系数较大[2],导致瓷胎抗热震㊀第9期成振宇等:不同助熔剂对钙长石质日用瓷性能的影响3325性较差,且制备与瓷胎匹配的釉料时使用了大量熔剂原料,使得釉面硬度较低,易产生划痕[4],骨质瓷承受机械洗涤㊁刀叉刻划以及耐高温消毒性能较差,不适用于餐饮等领域㊂硬质瓷烧成温度较高[5],瓷胎物相组成为莫来石㊁方石英及玻璃相,由于釉面富硅,且瓷胎热膨胀系数较小,所以硬质瓷具有釉面硬度高㊁抗热震性好等特点,但硬质瓷瓷胎中玻璃相含量较高,约为70%,导致其强度较低,约为骨质瓷强度的一半[6]㊂镁质瓷是以含MgO的铝硅酸盐为主晶相的陶瓷材料,按主晶相的不同可分为原顽辉石瓷(又称滑石瓷)㊁堇青石瓷㊁尖晶石瓷等,其中滑石瓷瓷胎中晶相含量可达65%[7],具有白度高㊁透光性好㊁强度高等优点,但存在成型性能差㊁烧成范围窄以及后期易老化开裂等问题[8]㊂近年来,虽然有不少学者尝试从原料粒度㊁外加矿化剂及烧成制度等方向进行研究,解决滑石瓷存在的相关问题,并取得了一定的成果[9-10],但目前仍存在制备工艺复杂㊁生产成本较高㊁产品综合性能不佳等问题㊂酒店㊁餐饮等行业对陶瓷制品的巨大需求推动了强化瓷的发展㊂在传统 长石-石英-黏土 三元配方基础上,分别增加Al2O3和SiO2含量得到高铝质强化瓷和高硅质强化瓷[11-13],它们均具有强度高㊁釉面硬度大㊁抗热震性好等优点,但也存在一些不足,如高铝质强化瓷的抗弯强度虽可达230MPa,但其制品存在半透明性差㊁韧性较差㊁质地较脆等问题[11]㊂任允鹏[11]采用通过控制粒径进而控制方石英转化的方法,制备得到抗弯强度高(达155MPa)㊁抗热震性好的高石英质瓷,但其制备工艺复杂㊁生产成本较高㊂目前,同时具备强度高㊁釉面硬度大㊁抗热震性好㊁半透明性好㊁工艺简单㊁生产成本低的日用瓷仍有待研发㊂钙长石具有热膨胀系数小㊁折射率与玻璃相接近等特性,因此以钙长石为主晶相的日用瓷可以在实现瓷胎高晶相含量的同时具有良好的透光性,从而解决日用瓷高强度和高透光性不可兼得的矛盾㊂此外,钙长石质日用瓷瓷胎可与富硅高硬度釉匹配,从而实现集强度高㊁热稳定性好㊁釉面硬度高以及具有良好的透光性等优良性能于一体[14],满足市场需求,具有广阔的发展空间[15-19]㊂本文借助CaO-Al2O3-SiO2三元系统相图,根据钙长石理论化学组成进行配方计算,以方解石㊁高岭土㊁氧化铝等为主要原料制备钙长石质日用瓷,研究长石㊁烧滑石和白云石等助熔剂对其烧结性能㊁力学性能及表观性能的影响㊂1㊀实㊀验1.1㊀原材料试验所用高岭土产自福建龙岩,方解石㊁长石和白云石产自江西宜春,氧化铝购自中国铝业河南分公司,烧滑石购自江西诚信矿业有限公司,高岭土㊁方解石㊁长石㊁白云石等均为天然矿物原料,原料的主要化学组成见表1㊂表1㊀原料的主要化学组成Table1㊀Main chemical composition of raw materialsRaw material Mass fraction/%SiO2Al2O3K2O Na2O CaO MgO Fe2O3TiO2LOL Total Kaolin48.6436.12 2.320.140.060.490.20 11.7099.67 Calcite0.020.05 57.640.52 41.7599.98 Alumina 99.80 99.80 Feldspar66.5518.1211.44 3.230.160.020.08 0.3499.94 Burnt talc70.38 2.180.680.12 1.2724.600.090.090.4599.86 Dolomite 1.610.360.050.0431.9719.700.010.0146.1399.881.2㊀试样制备钙长石的化学式为CaO㊃Al2O3㊃2SiO2,其中CaO质量占比20.1%,Al2O3质量占比36.7%,SiO2质量占比43.2%㊂以方解石㊁高岭土㊁氧化铝等为原料,按照钙长石理论组成进行配方计算,得到基础配方GL0,以该配方为基础,分别外加5%㊁10%㊁15%㊁20%㊁25%㊁30%(质量分数)的长石,记为GL5㊁GL10㊁GL15㊁GL20㊁GL25和GL30㊂以优选配方GL10为基础,外加2%㊁4%㊁6%㊁8%(质量分数)的烧滑石,记为GH2㊁GH4㊁GH6和GH8㊂以优选配方GL10为基础,分别外加2%㊁4%㊁6%㊁8%(质量分数)的白云石,记为GB2㊁GB4㊁GB6和GB8㊂具体配方组成如表2所示,各配方对应坯体的化学组成如表3所示㊂3326㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷表2㊀配方组成Table2㊀Formula compositionSample Mass fraction/%Kaolin Calcite Alumina Feldspar Burnt talc Dolomite GL069.127.2 3.7GL569.127.2 3.75GL1069.127.2 3.710GL1569.127.2 3.715GL2069.127.2 3.720GL2569.127.2 3.725GL3069.127.2 3.730GH269.127.2 3.7102GH469.127.2 3.7104GH669.127.2 3.7106GH869.127.2 3.7108GB269.127.2 3.710 2GB469.127.2 3.710 4GB669.127.2 3.710 6GB869.127.2 3.710 8表3㊀坯体的主要化学组成Table3㊀Main chemical composition of green bodiesSample Mass fraction/%SiO2Al2O3K2O Na2O CaO MgO Fe2O3Total GL041.8835.71 2.000.1219.520.600.17100.00GL543.3334.69 2.550.3018.400.560.17100.00 GL1044.6333.78 3.040.4617.390.530.1699.99GL1545.7832.96 3.480.6116.490.510.1699.99GL2046.8332.23 3.880.7415.680.480.1599.99GL2547.7831.56 4.240.8614.950.460.15100.00 GL3048.6330.96 4.570.9714.280.440.15100.00 GH245.1933.10 2.990.4617.04 1.050.1699.99GH445.7332.45 2.940.4516.71 1.550.1699.99GH646.2431.82 2.900.4416.39 2.030.1699.98GH846.7531.23 2.850.4316.09 2.490.16100.00GB244.1333.39 3.010.4617.890.960.16100.00GB443.6633.01 2.970.4618.37 1.370.16100.00GB643.1932.64 2.940.4518.84 1.780.16100.00GB842.7432.27 2.910.4519.30 2.170.16100.00按配方精确称取原料并置于球磨罐中,使用行星式球磨机进行球磨,料㊁球㊁水质量比为1ʒ2ʒ1,球磨时间为40min㊂球磨后的浆料经过筛㊁除铁后置于电热鼓风干燥箱中干燥,将干燥好的坯体用研钵破碎并过80目(178μm)标准筛造粒,装袋备用㊂试样采用干压成型,使用粉末压片机压制得到尺寸为50mmˑ7mmˑ5mm的条形试样和直径为40mm 的圆片试样㊂经电热鼓风干燥箱烘干后置于箱式炉中1300ħ烧成,升温速率为10ħ/min,保温时间为0.5h,自然冷却至室温后对其进行测试与表征㊂1.3㊀测试与表征使用上海昕瑞仪器仪表有限公司生产的WSB-2A白度仪测试试样白度;使用阿基米德法测试吸水率及体积密度;使用济南永科试验仪器有限公司生产的WDW-100电子万能试验机并采用三点抗弯法测试抗弯强度;使用丹东浩元仪器有限公司生产的DX-2700B型X射线衍射仪进行物相分析,步长为0.02ʎ,扫描范围为10ʎ~70ʎ,管电压为40kV,管电流为30mA;采用荷兰Phenom-world公司生产的Phenom Pro型台式扫描电子显微镜进行显微结构观测;圆片试样厚度统一打磨至约3mm,借助日光灯管观测试样透光性能㊂第9期成振宇等:不同助熔剂对钙长石质日用瓷性能的影响3327㊀2㊀结果和讨论2.1㊀长石对试样性能的影响图1㊀不同长石添加量试样的吸水率和体积密度Fig.1㊀Water absorption and bulk density of samples with different feldspar addition amounts 图1为不同长石添加量试样的吸水率和体积密度曲线㊂由图1可知,随着长石添加量的增加,试样吸水率逐渐降低,体积密度逐渐增大㊂当长石添加量为30%时,试样吸水率最小,体积密度达到最大㊂图2为不同长石添加量试样的透光性实物效果图㊂由图2可知,试样的透光性随长石添加量的增加而增大㊂图3为不同长石添加量试样吸水率和抗弯强度曲线㊂由图3可知,试样抗弯强度随吸水率降低呈先增大后减小的变化趋势,当长石添加量为10%时,试样的抗弯强度最大㊂随着长石添加量继续增加,试样吸水率逐渐降低,但抗弯强度却不升反降㊂图4为不同长石添加量试样的XRD 谱㊂由图4可知,试样物相组成均为单一钙长石晶相,随着长石添加量的增加,钙长石特征峰强度逐渐降低,且最强峰周边 类馒头峰 逐渐显现,说明随长石添加量增加,试样中钙长石晶相含量降低,玻璃相含量增加㊂选取GL0㊁GL10㊁GL20和GL30试样进行显微形貌观测,结果如图5所示㊂由图5可知,钙长石晶体呈板片状或板块状,玻璃相填充晶相空隙㊂随着长石添加量增加,试样中钙长石晶体数量减少,且晶体规整度变差,玻璃相含量增加,这与XRD 分析结果一致㊂因此,尽管长石添加量增多会使试样的吸水率下降,但同时试样内部的钙长石晶体数量减少,玻璃相增多,从而导致其抗弯强度出现不增反降的现象㊂图2㊀不同长石添加量试样的透光性实物效果图Fig.2㊀Real effect diagrams of light transmission performance of samples with different feldspar additionamounts 图3㊀不同长石添加量试样的吸水率和抗弯强度Fig.3㊀Water absorption and bending strength of samples with different feldspar additionamounts 图4㊀不同长石添加量试样的XRD 谱Fig.4㊀XRD patterns of samples with different feldspar addition amounts3328㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图5㊀GL0㊁GL10㊁GL20和GL30试样的SEM照片Fig.5㊀SEM images of GL0,GL10,GL20and GL30samples当长石添加量为30%时,虽然GL30试样吸水率降低至0.5%,但其抗弯强度极低,仅为23MPa(见图3)㊂为究其原因,对GL30试样进行低倍率的SEM观测,结果如图5(e)所示㊂由图5(e)可以看出,GL30试样中分布着大量尺寸不同的气孔,大量气孔的存在使其具有较低的体积密度,为2.22g/cm3㊂此外,由于试样的吸水率为0.5%,这说明试样中存在大量闭口气孔㊂闭口气孔一方面会使试样承受载荷的有效截面减小,另一方面会引起应力集中产生微裂纹[20-21],这两方面均会对试样抗弯强度产生不利影响㊂因此,虽然GL30试样具有较低的吸水率,但抗弯强度仍较低㊂综上所述,试样中存在大量闭口气孔㊁钙长石晶相含量减少㊁玻璃相含量增加的情况共同导致试样抗弯强度随吸水率降低出现不升反降现象㊂因此,在该体系中添加少量长石并不能有效促进试样烧结,且添加量过多会对试样抗弯强度和晶相生长发育带来不利影响㊂2.2㊀烧滑石对试样性能的影响图6为不同烧滑石添加量试样的吸水率和体积密度㊂由图6可知,随烧滑石添加量增加,试样的吸水率整体呈降低趋势,但其体积密度逐渐增大㊂当烧滑石添加量较低(2%)时,吸水率小幅降低,由11.80%降低至11.50%㊂当烧滑石添加量增加到4%时,试样吸水率骤降至0.25%,体积密度由1.93g/cm3升高至2.25g/cm3㊂图7为不同烧滑石添加量试样的吸水率和抗弯强度㊂由图7可知:当烧滑石添加量较低(2%)时,试样抗弯强度出现小幅降低;当烧滑石添加量为4%时,试样抗弯强度最大,为73MPa㊂图8为不同烧滑石添加量试样透光性实物效果图㊂由图8可知,GH4㊁GH6试样内部均存在较多暗斑,且暗斑面积随烧滑石添加量的增加而显著减少,当烧滑石添加量为8%时,内部暗斑基本消失㊂试样内部暗斑的存在说明试样内部各部分的烧结情况不一致,存在暗斑的区域烧结情况较差,玻璃相较少,导致其透光性较差,而烧结良好的区域则含有较多的玻璃相,使得该区域具有较好的透光性,最终试样在光照条件下出现了明暗的差异㊂文献[22]表明在含碱玻璃熔体中,随着二价金属离子半径增大,熔体黏度下降,这是因为离子半径r(Mg2+)<r(Ca2+),故试样存在暗斑的原因可能是以富含MgO的烧滑石作助熔剂时,MgO使玻璃相高温黏度增大,导致其在高温下流动填充空隙的作用有限,当烧滑石含量较低时,引入的MgO较少且分布不均匀,MgO浓度大的区域形成的玻璃相多,且大多聚集在其附近区域㊂MgO浓度小的区域的形成原因是: 1)自身未形成足够的液相;2)无法获得其他区域液相填充,从而导致该区域烧结情况较差㊂当烧滑石含量提高时,试样内部各区域的MgO含量增加,促使液相形成,透光性提高,暗斑减少直至消失㊂第9期成振宇等:不同助熔剂对钙长石质日用瓷性能的影响3329㊀图6㊀不同烧滑石添加量试样的吸水率和体积密度Fig.6㊀Water absorption and bulk density of samples with different burnt talc additionamounts 图7㊀不同烧滑石添加量试样的吸水率和抗弯强度Fig.7㊀Water absorption and bending strength ofsamples with different burnt talc additionamounts 图8㊀不同烧滑石添加量试样的透光性实物效果图Fig.8㊀Real effect diagrams of light transmission performance of samples with different burnt talc addition amounts 图9为不同烧滑石添加量试样的XRD 谱㊂由图9可知,试样物相组成均为单一钙长石晶相㊂当烧滑石添加量为4%时,试样中钙长石晶相特征峰强度最高,随着烧滑石添加量继续增加,钙长石晶相特征峰强度略有下降㊂这是因为随着烧滑石添加量的增加,试样中助熔成分增多,导致玻璃相含量增多,一部分钙长石晶体回熔于玻璃相,从而导致XRD 谱中钙长石特征峰强度下降㊂选择GH8试样进行SEM 观测,SEM 照片如图10所示㊂图10(a)为试样内部的气孔分布,图10(b)为试样内部钙长石晶体的形态和分布㊂由图10(a)可知,GH8试样内部存在大量尺寸不一的圆形气孔,结合试样的吸水率和体积密度可知,该气孔为闭口气孔㊂由图10(b)可知,钙长石晶体主要呈板片状和板柱状,玻璃相填充晶相间空隙㊂图9㊀不同烧滑石添加量试样的XRD 谱Fig.9㊀XRD patterns of samples with different burnt talc additionamounts 图10㊀GH8试样的SEM 照片Fig.10㊀SEM images of GH8sample ㊀3330㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷2.3㊀白云石对试样性能的影响图11为不同白云石添加量试样的吸水率和体积密度㊂由图11可知,试样吸水率和体积密度呈负相关,当添加量低于4%时,试样吸水率降低明显,随后趋于平缓㊂图12为不同白云石添加量试样吸水率和抗弯强度曲线㊂由图12可知,试样抗弯强度随白云石添加量增加而先增大后减小,当白云石添加量为6%时,试样抗弯强度最高,为101MPa,吸水率为0.27%㊂图13为不同白云石添加量试样的透光性实物效果图㊂由图13可知,试样透光性随白云石添加量增加而增大,当白云石添加量为8%时,试样透光性最好㊂图14为不同白云石添加量试样的XRD 谱㊂由图14可知,试样物相组成均为单一钙长石晶相,白云石添加量较少时对试样衍射峰强度无明显影响,当白云石添加量较多(8%)时,钙长石晶相特征峰强度有所降低㊂图11㊀不同白云石添加量试样的吸水率和体积密度Fig.11㊀Water absorption and bulk density of samples with different dolomite additionamounts 图12㊀不同白云石添加量试样的吸水率和抗弯强度Fig.12㊀Water absorption and bending strength of samples with different dolomite additionamounts图13㊀不同白云石添加量试样的透光性实物效果图Fig.13㊀Real effect diagrams of light transmission performance of samples with different dolomite additionamounts 图14㊀不同白云石添加量试样的XRD 谱Fig.14㊀XRD patterns of samples with different dolomite addition amounts 图15为GB2㊁GB4㊁GB6㊁GB8试样内部气孔分布㊂由图15可知,试样中均含有较多气孔,随着白云石添加量增加,气孔数量逐渐减少,尺寸逐渐增大,当白云石添加量由6%增加至8%时,气孔尺寸异常增大㊂结合吸水率和体积密度可知,未添加白云石时,试样吸水率为11.80%,试样表面存在大量开口气孔,随白云石添加量增加,玻璃相含量增加,吸水率显著降低,开口气孔数量迅速减少,当白云石添加量为4%时,试样吸水率小于0.5%,说明试样表面绝大部分开口气孔已被玻璃相填充,因此GB4试样SEM 照片中的气孔绝大部分为内部闭口气孔㊂当白云石添加量继续增加,试样中气孔一部分被液相填充,一部分气孔相互聚集形成大气孔,气孔数量减少,尺寸增大㊂当白云石添加量第9期成振宇等:不同助熔剂对钙长石质日用瓷性能的影响3331㊀为8%时,试样中气孔数量进一步减少,但是气孔异常增大㊂图16为GB2㊁GB4㊁GB6㊁GB8试样的SEM 照片㊂由图16可知,当白云石添加量较少时,试样中的钙长石晶体数量较多且晶体外形棱角分明,呈板片状和板柱状,当白云石添加量为8%时,钙长石晶体数量减少,玻璃相增多,这与XRD 分析结果一致㊂这说明当白云石添加量为8%时,试样开始出现过烧倾向,闭口气孔内气体受热膨胀,导致气孔异常变大,同时玻璃相增加,晶相减少,最终导致其抗弯强度由101MPa 降低至79MPa㊂图15㊀GB2㊁GB4㊁GB6和GB8试样内部气孔分布Fig.15㊀Internal porosity distribution of GB2,GB4,GB6and GB8samples 图16㊀GB2㊁GB4㊁GB6和GB8试样的SEM 照片Fig.16㊀SEM images of GB2,GB4,GB6and GB8samples3332㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷综合考虑试样的吸水率㊁透光性㊁抗弯强度等因素,GB6试样综合性能较好,其吸水率为0.27%,抗弯强度为101MPa,并具有良好的透光性㊂3㊀结㊀论1)单一长石作为助熔剂效果较差且对提高试样强度不利,当长石添加量为30%时,试样吸水率为0.5%,抗弯强度仅为23MPa㊂长石添加量过多会导致试样中钙长石晶体数量减少,晶体形貌变差㊂2)当烧滑石与长石复合作为助熔剂时,烧滑石添加量较少,助熔效果不明显;当烧滑石添加量为4%时,试样吸水率显著降低,由11.50%降低至0.25%,抗弯强度明显提升,由40MPa提高至73MPa,但试样内部有暗斑出现,当烧滑石添加量为8%时暗斑消失㊂3)白云石和长石复合作为助熔剂时具有较好的助熔作用,随着白云石添加量的提高,试样抗弯强度先增大后减小㊂白云石添加量为6%的试样综合性能较优,试样吸水率为0.27%,抗弯强度为101MPa,并具有良好的透光性㊂随着白云石添加量继续增加,气孔异常长大,试样出现过烧,从而导致抗弯强度下降㊂4)长石㊁烧滑石和白云石作为助熔剂虽然均能促进烧结,但烧结试样的内部均存在大量闭口气孔,使得试样的体积密度较小,抗弯强度相对较低㊂参考文献[1]㊀马铁成.陶瓷工艺学[M].北京:中国轻工业出版社,2011.MA T C.Ceramic technology[M].Beijing:China Light Industry Press,2011(in Chinese).[2]㊀杨玉泉,张㊀垠,孔德双,等.骨质瓷的发展与研究[J].中国陶瓷,2011,47(9):1-3+30.YANG Y Q,ZHANG Y,KONG D S,et al.Research and development of bone China[J].China Ceramics,2011,47(9):1-3+30(in Chinese).[3]㊀张金升,张银燕,王美婷,等.陶瓷材料显微结构与性能[M].北京:化学工业出版社,2007:118-120.ZHANG J S,ZHANG Y Y,WANG M T,et al.Microstructure and properties of ceramic materials[M].Beijing,Chemical Industry Press, 2007:118-120(in Chinese).[4]㊀饶宗旺,朱㊀俊,袁㊀勇,等.中温高硬度透明生料釉的制备与性能研究[J].陶瓷研究,2020,35(5):93-96.RAO Z W,ZHU J,YUAN Y,et al.Preparation and properties of high hardness medium temperature transparent raw glaze[J].Ceramic Studies, 2020,35(5):93-96(in Chinese).[5]㊀王金锋.硬质瓷与软质瓷[J].陶瓷工程,1998,32(4):53-55.WANG J F.Hard porcelain and soft porcelain[J].Ceramics Science&Art,1998,32(4):53-55(in Chinese).[6]㊀豆高雅.釉料组成对骨质瓷热稳定性及抗折强度的影响[J].陶瓷,2021(1):42-50.DOU G Y.Effect of boron oxide on properties of calcium-borosilicate co-fired ceramics at low temperature[J].Ceramics,2021(1):42-50(in Chinese).[7]㊀王潍栋.强化瓷和高强度日用瓷[J].河北陶瓷,1995(1):19-21.WANG W D.Durable porcelain and high strength porcelain[J].Hebei Ceramics,1995(1):19-21(in Chinese).[8]㊀梅尚侠,索广宇.镁质瓷老化现象的探讨及其防止措施[J].中国建材,2021,70(8):124-125.MEI S X,SUO G Y.Discussion on the aging phenomenon of magnesia porcelain and its preventive measures[J].China Building Materials, 2021,70(8):124-125(in Chinese).[9]㊀余㊀辉,罗凌虹,石纪军,等.高强度镁质日用瓷的性能研究[J].中国陶瓷工业,2014,21(3):18-21.YU H,LUO L H,SHI J J,et al.Performance of high strength magnesia porcelain[J].China Ceramic Industry,2014,21(3):18-21(in Chinese).[10]㊀王志义,李㊀辉.高级日用镁质强化瓷的研究[J].中国陶瓷,2005,41(4):16-20.WANG Z Y,LI H.A studay of advanced household Mg strengthen porcelain[J].China Ceramics,2005,41(4):16-20(in Chinese). [11]㊀任允鹏.强化瓷浅述[J].山东陶瓷,2018,41(4):11-13.REN Y P.Brief analysis of durableware[J].Shandong Ceramics,2018,41(4):11-13(in Chinese).[12]㊀张锡秋.高硅质日用瓷的发展及展望[J].佛山陶瓷,2013,23(12):33-34+38.ZHANG X Q.Development and prospect of high silica daily-use porcelain[J].Foshan Ceramics,2013,23(12):33-34+38(in Chinese).[13]㊀肖㊀捷,毛裕文,洪彦若,等.日用陶瓷增韧的研究[J].硅酸盐通报,1993,12(1):47-53.XIAO J,MAO Y W,HONG Y R,et al.Study of toughened porcelain[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society,1993,12(1):47-53(in Chinese).㊀第9期成振宇等:不同助熔剂对钙长石质日用瓷性能的影响3333 [14]㊀TASKIRAN M U,DEMIRKOL N,CAPOGLU A.A new porcelainised stoneware material based on anorthite[J].Journal of the EuropeanCeramic Society,2005,25(4):293-300.[15]㊀刘㊀垚,周健儿,吴大选.中国日用陶瓷工业现状及可持续发展战略[J].硅酸盐通报,2005,24(5):20-24.LIU Y,ZHOU J E,WU D X.Status of Chinese domestic ceramic industry and its sustainable development strategy[J].Bulletin of the Chinese Cerrmic Society,2005,24(5):20-24(in Chinese).[16]㊀CAPOGLU A.A novel low-clay translucent whiteware based on anorthite[J].Journal of the European Ceramic Society,2011,31(3):321-329.[17]㊀USTUNDAG C B,TUR Y K,CAPOGLU A.Mechanical behaviour of a low-clay translucent whiteware[J].Journal of the European CeramicSociety,2006,26(1/2):169-177.[18]㊀柯善军.钙质日用瓷的制备及其性能研究[D].广州:华南理工大学,2011:7-15.KE S J.Preparation and properties of calcium daily-use porcelain[D].Guangzhou:South China University of Technology,2011:7-15(in Chinese).[19]㊀LI W D,ZHANG Y,ZHOU N Y,et al.Research on the characterization of a porcelainised material fabricated by adding a small amount ofanorthite chamotte[J].Ceramics International,2017,43(15):12402-12407.[20]㊀严东生.陶瓷的显微结构与性能I.陶瓷显微结构的形成及其现代研究方法[J].硅酸盐学报,1981,9(1):64-79.YAN D S.The microstructure and properties of ceramics I.The development of ceramic microstructure and modern methods of investigation[J].Journal of the Chinese Ceramic Society,1981,9(1):64-79(in Chinese).[21]㊀汪㊀鹏.陶瓷坯料制备工艺基础[M].南京:江苏凤凰美术出版社,2022:1-3.WANG P.Preparation process of ceramic blanks[M].Nanjing:Jiangsu Fenghuang Fine Arts Press,2022:1-3(in Chinese). [22]㊀胡志强.无机材料科学基础教程[M].2版.北京:化学工业出版社,2011.HU Z Q.Basic course of inorganic materials science[M].2nd ed.Beijing:Chemical Industry Press,2011(in Chinese).。
十年(2012-2021)高考语文真题分项汇编(全国通用)—专题09 文字压缩(原卷版+解析版)
2.（2021·浙江卷）阅读下面的文字，完成题目。
近来，各种题材的微纪录片大量涌现。从养胃的美食到养眼的国宝，从感人的抗疫故事到热血的脱贫奇迹，从平凡的剃头匠到伟大的人民英雄，微纪录片以小切口、短时长记录真实、探索未知，呈现自然、关照社会，在讲好中国故事、书写新时代方面发挥着重要作用。
2.【2017·山东卷】阅读下面的文字，逐段概括中国古代木构房屋的特点。每个特点不超过10个字。（4分）
①中国古代木构房屋需防潮防雨，故有高出地面的台基和出檐较大的屋顶。
②这种房屋内部可以全部打通，也可按需要用木材进行装修分隔，分隔方式可实可虚，实的如屏门、板壁等，虚的如落地罩、太师壁等。
③工匠们设计房屋的各种构件（如梁、柱）时，在保有其功能的基础上，往往顺应其形状、位置进行艺术加工，使之更加漂亮、美观，如把直梁加工成月梁，以给人举重若轻之感。
B．即使有思想的人也常常会怀挟偏见。
C．人Байду номын сангаас法做到随时随地保持客观公正。
D．对思想而言偏见自有其存在的价值。
2.【2018·浙江卷】阅读下面的文字，完成题目。（6分）
中国新闻出版研究院2018年4月18日在京发布第十五次全国国民阅读调查报告。报告显示，2017年我国成年国民各种媒介（包括书报刊和数字出版物）的综合阅读率为80.3％，较2016年的79.9％有所提升；数字化阅读方式（网络在线阅读、手机阅读、电子阅读器阅读等）的接触率为73．0％，较2016年上升了4．8个百分点。成年国民各媒介综合阅读率与数字化阅读方式的接触率保持增长势头。
专题09文字压缩
【2021年】
1.（2021·全国乙卷）阅读下面的文字，完成下面小题。
新型功能性纳米能量陶瓷
新型功能性纳米能量陶瓷
闻锐
【期刊名称】《中国发明与专利》
【年(卷),期】2006(000)010
【摘要】@@ 台湾发明人蔡日馨经过多年的研制,开发出了全球首创功能性科技陶瓷--恩得喜纳米能量陶瓷,NDC恩得喜纳米能量陶瓷是一种应用纳米银、钛等多种纳米材料和20余种稀有的远红外线矿物制成的功能性陶瓷,在陶瓷表面自然产生优越的纳米效应及良好的远红外线功效.使陶瓷的釉面及胚体更密实,达到无孔隙、抗污、杀菌及自体清洁的效果.此项技术已申请中国专利(专利号:ZL200310101684.6)和PCT专利.
【总页数】1页(P82)
【作者】闻锐
【作者单位】无
【正文语种】中文
【相关文献】
1.新型功能性填充料——陶瓷微粉在涂料中应用 [J], 刘涛
2.纳米陶瓷、复相陶瓷及纳米复相陶瓷 [J], 邵刚勤;段兴龙;袁润章
3.新型纳米天线能捕获超过90％光能量 [J],
4.新型陶瓷微粉赋予纤维功能性的开发 [J], 齐鲁
5.新型纳米陶瓷结合剂——制造高性能陶瓷金刚石和CBN磨具 [J],
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VO2纳米粉体与纳米晶功能陶瓷的制备与特性
VO2纳米粉体与纳米晶功能陶瓷的制备与特性
雷德铭;何山;傅群;郑臣谋
【期刊名称】《哈尔滨理工大学学报》
【年(卷),期】2002(007)006
【摘要】热解(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]@10H2O晶体前驱体.可制得粒径可控为10～60 nm、VO1.950±x～VO2.050±x(x＜0.005)整比性可控的无定形态、准结晶态或结晶态、颗粒均匀、呈球形的VO2纳米粉体.VO2纳米粉体烧结成粒径＜400nm,比值ρs/ρM可达103数量级跳变的VO2纳米晶陶瓷.随缺氧的增加,Tc和ρs/ρM比值降低,晶胞的a,c轴和体积V都随之减小.烧结温度过高,陶瓷出现V8O15杂相,杂相严重降低陶瓷的性能.
【总页数】3页(P72-74)
【作者】雷德铭;何山;傅群;郑臣谋
【作者单位】中山大学,物理学系,广东,广州,510275;中山大学,物理学系,广东,广州,510275;中山大学,化学学系,广东,广州,510275;中山大学,化学学系,广东,广州,510275
【正文语种】中文
【中图分类】O799
【相关文献】
1.水解法制备M-VO2纳米粉体 [J], 杨修春;王胤博;周石山;董琰峰
2.微通道反应-水热晶化法制备羟基磷灰石纳米粉体 [J], 杨庆;王洁欣;郭奋;邵磊;陈
建峰
3.纳米粉体大气环境团聚机理及无团聚纳米粉体的制备 [J], 李国栋;熊翔;黄伯云
4.溶胶-乳化-凝胶法制备TiO_2纳米粉体的晶化过程 [J], 肖凡平;张世英;陈振华;吴洛义;余取民
5.两种晶化方法制备SnO_2纳米粉体的比较及表征 [J], 曾秋花;初广文;沈志刚;邹海魁;向阳;陈建峰
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索逐步走向按所需性能进行材料设计。
★凝聚态物理学、固态化学、纳米科学等基础学科所取得的研究成就 对功能陶瓷的发展起到了推动作用； ★高活性纳米粉体的应用以及纳米烧结动力学的建立为功能陶瓷的微 结构调制和性能优化奠定了基础； ★功能陶瓷的研究已开始深入到介于宏观与原子尺度之间的纳米层次， 纳米功能陶瓷的研究和开发将使陶瓷工艺、烧结理论、性能和应用包 含更新的科学内涵。
绝缘陶瓷或装置陶瓷
陶瓷材料绝大多数是良好的绝缘材料，其电阻率一般在10141022（Ω/m）。广泛用于电力工业、电子工业与汽车工业。
内燃机火花塞
10-25KV的高压，爆炸产生的高温（约2500℃） 和高压（约5MPa），急冷和急热
多采用添加CaO、MgO、SiO2的含Al2O390-96%的刚玉瓷制作。 电阻芯片 电子管壳、管座 集成电路的基片与封装等
2）我国在功能陶瓷材料的基础研究与产业化方面的发展：
★在功能陶瓷的各重要分支已经形成了比较稳定的研究格局。在电
容器陶瓷、铁电压电陶瓷、微波介质陶瓷、半导体陶瓷、导电陶瓷、 高温超导陶瓷、磁性陶瓷、生物陶瓷、纳米陶瓷、复相陶瓷、多功能 复合：在纳米／亚微米晶功能陶瓷的烧结动力学原理和微 结构控制、弛豫铁电体相变本质的认识和微结构研究、多层多相复合功能陶 瓷的共烧动力学行为与机制、多功能复合陶瓷的多场耦合效应、低维铁电材 料的畴结构观测和尺度限制等方面均取得了重要研究成果。 ★研制成功了一大批具有自主知识产权的新型功能陶瓷材料和元器件，以及 新的制备技术： ① 高纯高活性纳米粉体的合成、纳米／亚微米晶陶瓷的制备和微结构控 制技术、BaTiO3陶瓷的抗还原特性和高温缺陷化学原理等研究工作成果显 著，成功研制一批高性能贱金属内电极（BME）多层陶瓷电容器（MLCC） 陶瓷材料和高介高稳定性MLCC介质瓷料，突破了新一代高性能BME MLCC 薄层化、微型化关键技术，开发出若干种性能指标达国际先进水平的新型高 性能多层陶瓷电容器，为我国多层陶瓷电容器向高性能、高比容、低成本为 主要特征的贱金属多层陶瓷电容器的升级换代提供了关键材料和技术。 ② 高性能压电陶瓷的低温烧结研究取得突破，通过过渡液相烧结机制的应用 基础研究，研制成功主要性能指标处于国际领先水平的低烧和高性能兼优的 新型压电陶瓷材料，基于该材料研制成功的多层压电陶瓷变压器已实现规模 生产，并在液晶显示背光电源等方面获得广泛应用。
陶瓷材料已经成为一个十分庞大的家族，其分类也可依 照不同的标准进行。
按性能分类： 功能陶瓷 按用途分类： 水泥 耐火材料 按成分分类： 氧化物陶瓷 氮化物陶瓷 硅化物陶瓷 玻璃 结构陶瓷
功能陶瓷
功能陶瓷是指可以通过电、磁、声、光、弹性等直接效应或耦合 效应或化学和生物效应来实现某种特殊功能的先进陶瓷材料。
光敏陶瓷
在光的照射下能够产生光电导或光伏特效应， 可用于制造光电控制系统、太阳能电池等。
市场应用
压电 引爆器 声音 转换器
超声波 探测仪
陶瓷
压电 点火器 压电 驱动器
磁性材料
铁电材料
压电材料
热电材料
导电材料
介电材料
半导体材料
光电材料
1）功能陶瓷材料的各个分支都得到了快速发展，开始从经验式的探
③ 低温烧结铁氧体片式电感材料研究取得突破性进展，通过纳米粉 体的合成和低温烧结动力学的基础研究，研制成功几类低烧和高性 能兼优的片式电感材料，其主要性能指标达国际领先或先进水平， 为我国新型片式电感类元件的发展奠定了基础。 ④ 高温超导陶瓷的制备和应用开发研究成果显著，率先突破了超导 陶瓷超长线材的制备技术，使我国迈入高温超导线材产业化技术的 国际先进行列，研制成功了高性能超导陶瓷滤波器系统，开始在 CDMA 移动通信基站试用。 ★ 总体来看，我国的信息技术产业，特别是一些具有高附加价值、 高技术含量的新型电子信息产品和一些基础电子产品的生产水平与 发达国家相比仍存在很大差距，不少高端产品在相当大的程度上为 外资所控制。国外大公司如村田、松下、京都陶瓷、摩托罗拉等近 年来进入中国市场，占据了国内片式元器件，特别是高档片式元器 件相当大的市场份额。我国对信息功能陶瓷材料的共性、关键性的 基础研究相对薄弱，原创性的工作较少，尤其在新一代信息功能陶 瓷材料的前沿性领域，基础研究工作亟待加强。
电介质陶瓷和电容陶瓷
特点
电容量大
热稳定性好 易小型化 耐高压与高温
介电损耗小
铁电和压电陶瓷
铁电晶体是指在电场的作用下可以被极化成铁电体的物质 。某些铁电体在受到压力时可在两端产生电压，这一效应称为 正压电效应，同时，这种陶瓷在受电场作用时可以产生压力（ 称为负压电效应）。这一现象首先是1946年在BaTiO3中被发现 的，此后又有多种压电陶瓷被发现。 压电陶瓷有着广泛的应用，其中代表性的有压电变压器、 各种扬声器、蜂鸣器、超声波发生器、声纳系统等。
1.陶瓷的简介
2.陶瓷的分类 与应用
3.陶瓷的前景
“陶瓷”这一名词， 源自古代希腊的“烧 物”，它意味着陶瓷 器等是经烧成而赋于 其强度的材料。
现在陶瓷被定义为“ 经高温热处理工艺所 合成的非金属无机材 料”。
陶瓷材料——一个古老的材料王国
氧化物 碳化物
属于无机非金属材料，以 共价键为主要结合键
氮化物
主要特点
硼化物
高熔点 高硬度
高强度 耐腐蚀
电绝缘性
陶瓷材料在地球上的分布极其广泛。据分析测算， 以氧化硅为首的十种氧化物约占地壳总量的98%左右。
传统陶瓷： 天然硅酸盐矿物 (黏土、石英、长石 等)
陶瓷材料
新型陶瓷： 新型无机非金属材料 (氧化物、氮化物、 碳化物) 等，也叫先进陶瓷和高技术陶瓷 结构陶瓷 功能陶瓷
电介质陶瓷 压电陶瓷 电致伸缩陶瓷 光学功能陶瓷 半导体陶瓷 生物功能陶瓷 化学功能陶瓷
功能陶瓷的特点： 成分可控性、结构宽容性、性能多样性、 应用广泛性 ① 据功能陶瓷组成、结构的易调性和 可靠性：可制备超高绝缘性、绝缘性、 半导性、导电性和超导电性陶瓷 ② 据功能陶瓷的能量转换和耦合特性： 可制备压电、光电、热点、磁电和铁 电等陶瓷 ③ 据对外场的敏感效应：可制备热敏、 气敏、湿敏、压敏、磁敏、电压敏和 光敏等敏感陶瓷