低溫快燒技術在日用細瓷領域的應用研究*

李彩霞 劉俊杰 謝艷亭 汪睿欣

(朔州陶瓷職業技術學院 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,其質量與制作工藝密切相關。傳統的細瓷制造工藝中,高溫燒制是必不可少的環節,但高溫燒制過程中存在能耗高、生產周期長、污染嚴重等問題。近年來,低溫快燒技術在陶瓷制造領域得到了廣泛應用,該技術能夠降低制造成本、提高生產效率、縮短燒成周期、減少環境污染。

1 低溫快燒技術概述

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

在低溫快燒技術中,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,燒結溫度一般在1000℃左右,燒結時間一般在數小時或者幾十分鐘左右。通過低溫快燒技術制備的陶瓷材料具有致密度高、強度高、粘結性好、熱穩定性好、導熱性能好等優點。

低溫快燒技術的應用范圍非常廣泛,例如日用陶瓷、建筑陶瓷、電子陶瓷、醫用陶瓷、磁性材料等領域均有涉及。在傳統陶瓷領域中,低溫快燒技術已經廣泛應用于建筑陶瓷、衛生潔具等制品的制備過程中,因為這些制品對強度、耐磨度、氣孔率等質量方面要求較高,,低溫快燒技術可以滿足這些要求。同時,采用低溫快燒技術可以大大降低能源消耗和制造成本,對環保和可持續發展也有積極的意義。

2 低溫快燒技術的優勢和發展趨勢

低溫快燒技術相比傳統燒結工藝,具有以下優勢:

降低能耗:低溫快燒技術的燒結溫度低于傳統燒結工藝,因此耗能更少,可大幅降低生產成本。

縮短生產周期:傳統燒結工藝需要長時間燒結,而低溫快燒技術可以將燒結時間縮短到數小時之內,從而提高生產效率。

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

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

低溫快燒技術的主要發展趨勢如下:

新材料的研發:低溫快燒技術將會促進新材料的研發,提高產品性能,拓寬應用范圍。

設備智能化:低溫快燒技術需要高精度的控制,未來將會普及先進的智能化設備,提高生產效率,縮短生產周期。

多學科交叉應用:低溫快燒技術將涉及多學科交叉應用,例如材料學、化學、電子、計算機等領域的知識,未來將有更多的科學技術領域相互融合。

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

3 日用細瓷領域低溫快燒技術的應用現狀

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。日用細瓷具有質地堅硬、通透明亮、表面光滑、耐熱、耐酸堿等特點,是人們日常生活中不可或缺的重要物品。目前,日用細瓷已經占據了瓷器制造領域的一個重要部分,其中傳統瓷器技藝、現代工業技術和藝術設計相結合,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 低溫快燒技術在日用細瓷生產中的應用現狀

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

具體來說,低溫快燒技術在日用細瓷生產中的應用主要體現在以下幾個方面:

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

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

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

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

綜上所述,低溫快燒技術在日用細瓷生產中的應用具有燒成時間短、能源消耗少、瓷器質量穩定、設備投資成本低等優點。因此,越來越多的企業開始采用低溫快燒技術進行日用細瓷生產。

3.3 低溫快燒技術對日用細瓷質量的影響

低溫快燒技術對日用細瓷質量的影響主要表現在以下幾個方面:

結構性能:低溫快燒技術在短時間內使得瓷體密度迅速增加,同時也使得瓷體產生微小的晶粒尺寸,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構性能,提高其硬度和韌性。

顏色控制:低溫快燒技術可使釉面色彩更加穩定,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。

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

綜上所述,低溫快燒技術對日用細瓷的質量具有顯著的影響,可以改善瓷體的結構性能、和裝飾效果,同時也提高了生產效率,為日用細瓷生產提供了新的技術手段和選擇。

4 低溫快燒技術在日用細瓷領域的應用前景

4.1 日用細瓷領域的市場現狀

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,朔州市陶瓷產業已發展成為繼煤、電之后的第三大產業。朔州市被譽為“山西省日用瓷出口生產基地”,2017年被中國輕工業聯合會、中國陶瓷協會聯合評為“中國日用陶瓷生產基地”,被中國陶瓷協會授予“中國北方日用瓷都”。目前,朔州市全鏈條陶瓷企業有108家,生產線140多條。規模以上日用陶瓷生產企業46 戶,建筑瓷生產企業8 戶。全市日用陶瓷生產能力達40多億件,建筑瓷生產能力達到7200萬平方米,特種陶瓷生產能力達到2 萬噸。日用瓷產品有20多個系列2000多個品種。

目前,日用細瓷市場的發展呈現出以下幾個特點:

市場規模持續擴大:隨著人們消費觀念的轉變和生活水平的提高,日用細瓷的需求量不斷增加,市場規模也在不斷擴大。目前,全球日用陶瓷市場規模已經達到數百億美元。

高端市場需求增加:隨著消費者對生活品質的追求,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,一直在通過不斷創新和提高產品品質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從單一的實用需求轉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,因此日用細瓷產品在設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:隨著互聯網的普及和消費者購物方式的轉變,日用細瓷產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展機會。

總之,日用細瓷市場的發展趨勢呈現出多元化、高端化、個性化和數字化的特點。對于日用細瓷企業而言,要在激烈的市場競爭中立于不敗之地,就必須不斷提高產品質量和創新能力,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 低溫快燒技術在日用細瓷領域的未來發展前景

要使低溫快燒技術能夠在日用瓷領域得到充分發展,必須在原料開發、坯釉料配方開發、低溫燒結工藝以及窯爐技術等方面進行全面開發。

(1)可用于日用瓷的低溫快燒原料的開發

在日用瓷領域,低溫快燒技術的應用面臨著原料開發的挑戰。因此,開發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。隨著技術的不斷發展,相信會有更多可用于低溫快燒的原料被發現和應用于日用瓷領域中。

未來的研究可以更加注重開發可持續性的低溫快燒原料,以實現環保和資源可持續利用。同時,研究也可以更加深入地探索不同原料的組合和配比,以提高瓷的品質和燒結效率。

(2)低溫快燒日用瓷坯泥配方開發

低溫快燒技術在日用瓷領域的應用需要坯泥配方的開發。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,并進行配方設計和工藝性能研究。

在低溫快燒原料開發基礎上,選擇適用于本地瓷品及環境條件的低溫快燒原料,并進行坯泥配方設計。需要研究該泥料的可塑性、觸變性、耐火度、白度、燒結性能等工藝性能,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在日用瓷的配方中具有較好的應用前景。

(3)低溫快燒日用瓷釉料開發

低溫快燒技術需要與適用的釉料配合使用,以實現較高的品質和美觀性。針對低溫快燒的日用瓷,需要開發適合的釉料,以提高坯料和釉料的配合度和燒結性能。具體研究內容包括:開發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性、燒結性能和裝飾效果。

5 結語

低溫快燒技術是一種具有很高應用價值的新型陶瓷生產技術。在日用細瓷領域,低溫快燒技術可以有效提高生產效率,節約能源,降低生產成本,同時保證產品質量,提高企業競爭力。目前,低溫快燒技術在日用細瓷領域已經取得了一定的進展,但仍面臨著一些技術瓶頸,需要進行深入的研究和探索。具體而言,需要在原料開發、坯釉料配方開發、低溫燒結工藝以及窯爐技術等方面進行全面開發,以實現低溫快燒技術在日用細瓷領域的全面應用。