低温快烧技术在日用细瓷领域的应用研究*

李彩霞 刘俊杰 谢艳亭 汪睿欣

(朔州陶瓷职业技术学院 山西 怀仁 038300)

日用细瓷是指用于日常生活的细瓷制品,如碗、盘、杯、壶等,其质量与制作工艺密切相关。传统的细瓷制造工艺中,高温烧制是必不可少的环节,但高温烧制过程中存在能耗高、生产周期长、污染严重等问题。近年来,低温快烧技术在陶瓷制造领域得到了广泛应用,该技术能够降低制造成本、提高生产效率、缩短烧成周期、减少环境污染。

1 低温快烧技术概述

低温快烧技术是一种新型的陶瓷成型和烧结技术,也称为快速烧结技术或者快速制备技术。相对于传统的陶瓷高温烧制技术,低温快烧技术的烧成温度降低80℃～100℃以上、烧成时间明显缩短、产品性能与采用传统技术生产的产品性能相同或相近,从而实现了高效烧结和快速成瓷。

在低温快烧技术中,首先将陶瓷粉末与一定比例的添加剂和助熔剂混合均匀,然后按照一定的成型工艺进行成型。将成型后的瓷坯放入高温炉中进行烧结,烧结温度一般在1000℃左右,烧结时间一般在数小时或者几十分钟左右。通过低温快烧技术制备的陶瓷材料具有致密度高、强度高、粘结性好、热稳定性好、导热性能好等优点。

低温快烧技术的应用范围非常广泛,例如日用陶瓷、建筑陶瓷、电子陶瓷、医用陶瓷、磁性材料等领域均有涉及。在传统陶瓷领域中,低温快烧技术已经广泛应用于建筑陶瓷、卫生洁具等制品的制备过程中,因为这些制品对强度、耐磨度、气孔率等质量方面要求较高,,低温快烧技术可以满足这些要求。同时,采用低温快烧技术可以大大降低能源消耗和制造成本,对环保和可持续发展也有积极的意义。

2 低温快烧技术的优势和发展趋势

低温快烧技术相比传统烧结工艺,具有以下优势:

降低能耗:低温快烧技术的烧结温度低于传统烧结工艺,因此耗能更少,可大幅降低生产成本。

缩短生产周期:传统烧结工艺需要长时间烧结,而低温快烧技术可以将烧结时间缩短到数小时之内,从而提高生产效率。

改善产品性能:低温快烧技术可以使产品的物理、化学性能更优,且产品的致密度、硬度、抗压强度等指标可以得到明显提高。

降低环境污染:由于低温快烧技术可以降低能耗和烧结时间,因此也能减少二氧化碳、氧化物等有害气体的排放,对环境污染减少的贡献较大。

低温快烧技术的主要发展趋势如下:

新材料的研发:低温快烧技术将会促进新材料的研发,提高产品性能,拓宽应用范围。

设备智能化:低温快烧技术需要高精度的控制,未来将会普及先进的智能化设备,提高生产效率,缩短生产周期。

多学科交叉应用:低温快烧技术将涉及多学科交叉应用,例如材料学、化学、电子、计算机等领域的知识,未来将有更多的科学技术领域相互融合。

个性化定制:随着人们对产品质量和个性化需求的不断提高,低温快烧技术将会越来越向个性化、定制化方向发展,为不同的客户提供个性化产品和服务。

3 日用细瓷领域低温快烧技术的应用现状

3.1 日用细瓷的概述

日用细瓷是指吸水率极低,用于生活日常的细瓷制品,主要包括餐具、茶具、花瓶、摆件等。日用细瓷具有质地坚硬、通透明亮、表面光滑、耐热、耐酸碱等特点,是人们日常生活中不可或缺的重要物品。目前,日用细瓷已经占据了瓷器制造领域的一个重要部分,其中传统瓷器技艺、现代工业技术和艺术设计相结合,不断推陈出新,为人们的生活带来了更多的便利和美好体验。

3.2 低温快烧技术在日用细瓷生产中的应用现状

在日用细瓷生产中,传统的烧成工艺需要高温长时间的烧成过程,使得生产成本较高、能源消耗大,同时还可能导致瓷器变形、开裂等问题。因此,低温快烧技术在日用细瓷生产中得到了广泛的应用。

具体来说,低温快烧技术在日用细瓷生产中的应用主要体现在以下几个方面:

烧成时间缩短:低温快烧技术可以将烧成时间缩短至数小时,甚至更短,相比传统的高温长时间烧成工艺,可以大大提高生产效率。

能源消耗减少:由于低温快烧技术烧成温度较低,烧成时间较短,因此能源消耗大幅度降低,可以节约生产成本。

瓷器质量稳定:低温快烧技术的烧成温度较低,有助于降低烧成过程中的温度变化对瓷器造成的影响,可以保证瓷器的质量稳定。

设备投资成本减少:低温快烧技术所需的烧成设备比传统高温长时间烧成工艺所需的设备要简单,因此可以大大减少设备投资成本。

综上所述,低温快烧技术在日用细瓷生产中的应用具有烧成时间短、能源消耗少、瓷器质量稳定、设备投资成本低等优点。因此,越来越多的企业开始采用低温快烧技术进行日用细瓷生产。

3.3 低温快烧技术对日用细瓷质量的影响

低温快烧技术对日用细瓷质量的影响主要表现在以下几个方面:

结构性能:低温快烧技术在短时间内使得瓷体密度迅速增加,同时也使得瓷体产生微小的晶粒尺寸,同时能够降低瓷体中的开裂和变形,这些特性可以改善瓷体的结构性能,提高其硬度和韧性。

颜色控制:低温快烧技术可使釉面色彩更加稳定,更不容易受到热处理过程的影响,同时也更容易控制釉面的颜色,达到更好的装饰效果。

生产效率:低温快烧技术可以缩短烧成时间,提高生产效率,同时也可以减少能源消耗和环境污染。

综上所述,低温快烧技术对日用细瓷的质量具有显著的影响,可以改善瓷体的结构性能、和装饰效果,同时也提高了生产效率,为日用细瓷生产提供了新的技术手段和选择。

4 低温快烧技术在日用细瓷领域的应用前景

4.1 日用细瓷领域的市场现状

日用细瓷是指日常生活中使用的各种细瓷制品,包括碗、盘、杯、瓶、壶、盒等。随着人们生活水平的不断提高,对日用细瓷的需求也在不断增长。

以朔州市为例,朔州市陶瓷产业已发展成为继煤、电之后的第三大产业。朔州市被誉为“山西省日用瓷出口生产基地”,2017年被中国轻工业联合会、中国陶瓷协会联合评为“中国日用陶瓷生产基地”,被中国陶瓷协会授予“中国北方日用瓷都”。目前,朔州市全链条陶瓷企业有108家,生产线140多条。规模以上日用陶瓷生产企业46 户,建筑瓷生产企业8 户。全市日用陶瓷生产能力达40多亿件,建筑瓷生产能力达到7200万平方米,特种陶瓷生产能力达到2 万吨。日用瓷产品有20多个系列2000多个品种。

目前,日用细瓷市场的发展呈现出以下几个特点:

市场规模持续扩大:随着人们消费观念的转变和生活水平的提高,日用细瓷的需求量不断增加,市场规模也在不断扩大。目前,全球日用陶瓷市场规模已经达到数百亿美元。

高端市场需求增加:随着消费者对生活品质的追求,高端日用细瓷的市场需求也在逐步增加。一些国际知名品牌如德国的Villeroy & Boch、英国的Wedgwood和Royal Doulton等,一直在通过不断创新和提高产品品质来满足高端市场的需求。

个性化和差异化趋势显著:消费者对于日用细瓷的需求已经从单一的实用需求转向了更多的个性化和差异化需求。不同的消费群体有着不同的审美和文化背景,因此日用细瓷产品在设计和样式上需要更多的差异化和个性化。

电商和线上渠道销售比重增加:随着互联网的普及和消费者购物方式的转变,日用细瓷产品的电商和线上渠道销售比重也在逐步增加。这种销售方式能够提供更多的选择和便利,也为一些小型日用细瓷品牌提供了发展机会。

总之,日用细瓷市场的发展趋势呈现出多元化、高端化、个性化和数字化的特点。对于日用细瓷企业而言,要在激烈的市场竞争中立于不败之地,就必须不断提高产品质量和创新能力,同时积极拓展线上销售渠道,满足消费者日益增长的需求

4.2 低温快烧技术在日用细瓷领域的未来发展前景

要使低温快烧技术能够在日用瓷领域得到充分发展,必须在原料开发、坯釉料配方开发、低温烧结工艺以及窑炉技术等方面进行全面开发。

(1)可用于日用瓷的低温快烧原料的开发

在日用瓷领域,低温快烧技术的应用面临着原料开发的挑战。因此,开发可用于日用瓷的低温快烧原料是十分必要的。目前,叶腊石、透辉石、锂辉石、硅灰石、低温助熔剂等矿物原料被认为是可用于低温快烧的原料。然而,这些原料在日用瓷中的作用机制和影响还需要进一步研究,同时也需要探索这些矿物的深加工工艺和技术。随着技术的不断发展,相信会有更多可用于低温快烧的原料被发现和应用于日用瓷领域中。

未来的研究可以更加注重开发可持续性的低温快烧原料,以实现环保和资源可持续利用。同时,研究也可以更加深入地探索不同原料的组合和配比,以提高瓷的品质和烧结效率。

(2)低温快烧日用瓷坯泥配方开发

低温快烧技术在日用瓷领域的应用需要坯泥配方的开发。坯泥是指用于制备陶瓷坯体的混合物,一般由粘土、石英、长石、白云石、滑石、瓷土等天然材料和助熔剂等组成。低温快烧技术对坯泥的要求较高,需要选择适用于低温快烧原料的坯泥材料,并进行配方设计和工艺性能研究。

在低温快烧原料开发基础上,选择适用于本地瓷品及环境条件的低温快烧原料,并进行坯泥配方设计。需要研究该泥料的可塑性、触变性、耐火度、白度、烧结性能等工艺性能,使其达到或超过目前坯泥配方。研究表明,透辉石、锂辉石、硅灰石、低温助熔剂等矿物质在日用瓷的配方中具有较好的应用前景。

(3)低温快烧日用瓷釉料开发

低温快烧技术需要与适用的釉料配合使用,以实现较高的品质和美观性。针对低温快烧的日用瓷,需要开发适合的釉料,以提高坯料和釉料的配合度和烧结性能。具体研究内容包括:开发适合研究方向二所配制的坯泥的各类釉料,使其具有良好的坯釉适应性、烧结性能和装饰效果。

5 结语

低温快烧技术是一种具有很高应用价值的新型陶瓷生产技术。在日用细瓷领域,低温快烧技术可以有效提高生产效率,节约能源,降低生产成本,同时保证产品质量,提高企业竞争力。目前,低温快烧技术在日用细瓷领域已经取得了一定的进展,但仍面临着一些技术瓶颈,需要进行深入的研究和探索。具体而言,需要在原料开发、坯釉料配方开发、低温烧结工艺以及窑炉技术等方面进行全面开发,以实现低温快烧技术在日用细瓷领域的全面应用。