陶瓷科技（共6篇）
陶瓷科技 篇1
邓小平指出:科学技术是第一生产力。科技创新是一个民族的灵魂。科技教育是学前教育的一个重要组成部分, 从小培养幼儿热爱科学的品质, 培养幼儿的科学探究精神, 是现代教育的迫切要求。福建德化, 与湖南醴陵, 江西景德镇, 被称为中国“三大瓷都”, 是中国陶瓷文化的发祥地, 有“中国陶瓷之乡”“中国瓷都”之美誉。福建德化陶瓷历史源远流长, 陶瓷文化博大精深, 陶瓷作品艺术成就斐然。如何充分利用家乡陶瓷资源, 搭建陶瓷平台, 引导幼儿以瓷为“媒”, 牵手科技, 开展系列科学教育活动, 笔者以多年的教学实践, 谈谈自己的看法。
一、创设陶瓷环境, 陶冶科学情操
《纲要》指出:“环境是重要的教育资源, 应通过环境的创设和利用, 有效地促进幼儿的发展。”苏霍姆林斯基曾经说:“无论是种植花草树木, 还是悬挂图片标语, 或是利用墙报, 我们都将从审美的高度深入规划, 以便挖掘其潜移默化的育人功能, 并最终连学校的墙壁也在说话”。因此, 我们十分重视利用环境培育幼儿的科学创新精神。首先, 我们在幼儿园楼梯处及走廊墙面上设计了“家乡陶瓷工艺大师故事走廊”, 这些工艺大师的故事和生动科技的陶瓷作品, 图文并茂, 深深地感染着幼儿。其次, 我们设计了“陶瓷发展变化史走廊”, 如陶瓷的进化、陶瓷的生产、陶瓷材料的变化、陶瓷的发展、家乡的陶瓷技术等。幼儿在与教师、家长、同伴一起观察、讨论、交流这些引以为豪的科学发明创造史的过程中, 生成了许多陶瓷科技教育主题探究活动, 如“我们是小小陶艺家”“陶瓷是我们的好朋友”“陶瓷就在我们身边”“了不起的德化陶瓷技术”等。在班级环境布置中, 有“家乡的陶瓷”“我们的青花”“陶瓷角”等。围墙、走廊、过道、楼梯、教室, 每一面墙, 每一个角落, 都有精美绝伦的陶瓷作品, 每一件陶瓷, 都在说话, 都在悄无声息地影响着幼儿的心灵, 走进幼儿园, 就像走进五彩缤纷、多姿多彩的陶瓷王国。这样的富有陶瓷特色的环境创设, 在不知不觉中, 为幼儿播撒了探究陶瓷的科学种子, 为开展陶瓷科学探究活动打下良好的基础。
二、开展社会实践, 探究陶瓷科学
幼儿园科技教育应培养幼儿对“身边的科技”广泛、持久的兴趣, 使幼儿在主动地探索过程获得以主动性和创造性为核心的科学教育的深层价值, 使幼儿对科学产生兴趣, 形成科学的态度, 获得“科学方法”和“科学精神”, 也就是使幼儿学会学习, 愿意并知道如何去获取知识、认识事物。为了让幼儿更好地参与真正的陶瓷制作, 探究陶瓷科学, 我们带着幼儿走进瓷厂, 走进陶瓷体验馆, 与陶瓷师傅近距离接触, 全方位了解陶瓷制作的整个流程, 让幼儿园动眼、动脑、动手, 体验当陶瓷“学徒”, 跟瓷厂的工人师傅学习拉坯、注浆、成型, 学捏瓷花, 学彩画, 给陶瓷上色, 给陶瓷题字等实践体验。如在上学期, 我们带领幼儿到德化顺美陶瓷生活馆, 全体幼儿跟着陶瓷师傅学捏花, 在捏花的过程中, 幼儿看到师傅捏出来的瓷花惟妙惟肖, 而自己捏出来的瓷花又粗又笨, 有的还会断裂开来。师傅拉的坯光滑细腻, 而幼儿拉的坯粗糙变形……在实践体验中, 许多的科学问题就会油然而生, 为什么自己的捏的瓷花会断裂呢?为什么瓷花之间会粘不紧呢?为什么自己拉的坯不会均匀呢?又如, 孩子们在已经烧制完成的陶瓷作品上进行彩绘, 颜色暗淡, 干了之后容易掉色。而在瓷坯上彩绘, 再经高温烧制, 则色彩鲜艳, 艳丽无比, 这是为什么呢?……一系列的科学问题, 在幼儿的实践体验中产生, 幼儿总会想方设法地去探究解决。孩子们或是请教陶瓷师傅, 或是请教老师, 或是讨论研究, 或是自主解决, 许多的科学问题都让孩子们解决了。
三、加强探究引导, 鼓励个性创作
“授人以鱼不如授人以渔”。教给幼儿科学探究的方法和途径, 是科技教育的关键。一是从陶瓷材料中探寻科学。在陶瓷的生产过程中, 其陶瓷材料中蕴含着许多值得探究的科学内容, 我们根据幼儿的年龄特点, 充分挖掘, 合理设计, 有计划地实施科学教育活动, 如瓷土, 具有可塑性, 易于吸水, 有粘性等特性, 据此, 我们设计了《好玩的瓷土》《瓷土的秘密》《瓷土变变变》《瓷土陶土总动员》等一系列科学活动;又如石膏模具, 蕴含很多可探索的科学因素, 我们将要观摩的许雅萍老师的大班科学活动课《石膏模具里的秘密》、就是让幼儿通过观察、探索、操作等方法感知石膏模的“秘密”。瓷土、陶土、石膏模具等都是在陶瓷生产过程中的基本材料, 这些材料不仅孩子很熟悉, 而且容易获得, 用这些材料作为科学活动的内容, 孩子不仅兴趣, 而且体验到科学并不是什么神秘的事, 它就在我们的身边, 为我们的生活提供许多帮助, 进而激发孩子不断地去发现、去探索、去创造。二是从陶瓷作品中探寻科学。随着社会的发展, 具有科技容量的陶瓷作品也层出不穷, 而孩子也在有意和无意之中, 以他们特有的敏感 (锐) 的眼睛和心灵收集着这些信息。如:德化佳诚陶瓷有限公司新研制的自动茶具, 只要把自流杯放到自流壶嘴下面, 壶内水就会自动流出, 把杯拿开后, 水就会自动停止。自动茶具蕴含科学原理是自流壶底座有磁石, 利用磁化相吸原理, 让茶水自动流出。我们及时盘活这一资源, 开展《自动茶具用处大》《自动茶具真神奇》《自动茶具话自动》等一系列科学探究活动。自动茶具是蕴含科技成份高的陶瓷产品, 有许多值得幼儿探究的知识, 我们进行挖掘和整合, 设计成以幼儿探究为主的活动内容, 让孩子感受其神奇的同时还与其它自动产品联系起来, 在此基础上并鼓励幼儿在大胆创新与设计, 最大限度的满足幼儿探究和创造的需要。此外, 还可以从陶瓷话题中探寻科学等等。
通过有效利用家乡特有的教育资源, 搭建陶瓷平台, 让幼儿接触陶瓷, 喜爱陶瓷, “玩弄”陶瓷, 在陶瓷创作实践中播下科学探究的种子, 培养敢于想象、勇于创新、乐于探究的科学精神, 为幼儿今后的可持续发展打下坚实的基础。
陶瓷科技 篇2
学生诚信考试承诺书
诚实守信，是中华民族传统美德，是我国公民基本道德规范之一，是立人之本、成事之基，是构建和谐社会、建立市场经济的道德基础。作为新时代的大学生，我们应该勤于学习、善于创造、甘于奉献，具备良好的道德品质和道德修养。为此，我郑重承诺，在参加国家和学校统一组织的教育考试中一定做到：
一、严格遵守国家和学校制定的考场管理规定和考生守则，认真履行考试程序，坚决服从监考老师和工作人员管理；
二、不携带与考试内容相关的文字材料或者储存与考试内容相关资料的电子设备参加考试；
三、不抄袭或者协助他人抄袭试题答案或者与考试内容相关的资料；
四、不抢夺、窃取、交换或者传接试卷、答卷、草稿纸等与考试内容相关的资料；
五、不在考试过程中东张西望、交头接耳、互打暗号或手势传递考试有关信息；
六、不在考试过程中使用通讯设备；
七、不请他人或者为他人代考；
八、不故意销毁试卷、答案或者试卷材料；
九、在答卷上认真填写本人的姓名、学号、班级、专业等信息；
十、如违反考试纪律，自愿按《国家教育考试违规处理办法》和《景德镇陶瓷学院科技艺术学院学生纪律处分规定》有关规定接受处理。
海洋出水陶瓷器的科技保护 篇3
国家文物局对“华光礁I号”沉船船体及出水文物保护工作非常重视，专门委托中国文化遗产研究院编制沉船船体及出水文物保护方案。本文以“华光礁I号”出水陶瓷器的保护处理为例，简要对海洋出水陶瓷器文物的科技保护处理方法进行探讨。
一、陶瓷器文物的出水环境
水下文物出水前在海水中已经浸泡、冲蚀了若干年，周围地理环境因素对文物的影响至关重要。华光礁位于西沙群岛中部靠南，是西沙群岛中的大环礁之一，礁内最大水深20余米；华光礁受东北季风的冲蚀，礁坪变得平缓宽广，表面以大颗粒生物沙为主，下层以交织成片的柱状珊瑚骨骼构成，“华光礁I号”古沉船遗址位于礁盘内的西北边缘。海洋中多种环境因子都处于不断运动变化中，如温度、降水量、盐度等，都会对海洋中文物的腐蚀产生影响。西沙群岛属热带海洋季风气候，海水盐度较高，达34%。由于沉船遗址是位于海砂与珊瑚碎屑交错的沉积层上（图2），这类沉积层的海水易于渗透，电阻率低，利于电极反应的传质过程，腐蚀性高；海洋底部经常有暗流涌动，卷裹着的沙粒对陶瓷器进行冲刷腐蚀，致使有些出水陶瓷器的釉面酥松脱落，表面粗糙。
二、出水陶瓷器文物的病害
1 可溶性盐
物质在接触海水的过程中，都会发生不同程度的溶解腐蚀，这种损害主要是源于海水中化学的、物理的和生物的交互作用。而深藏于其间几百年甚至几千年的各类文物，其损害程度便可想而知。正因如此，自世界水下考古工作伊始，其发掘物的脱盐、脱水等保护处理问题便成为海洋考古文物保护工作中一个不可回避和首要解决的问题。可溶性盐类在一定温度和湿度情况下有一定的溶解度，当温度和湿度条件发生变化时，就会发生“溶解一重结晶一溶解”现象。一般的馆藏条件下，对于含盐份高的陶瓷质文物，这一现象就会发生，在较短时间内没有大的变化，但时间长至二至三年后的器物表面就会泛白，出现被盐结晶撑出无数的小花点，造成器物表面粗糙，陶瓷器可使釉面成片剥落（图3）；同时使得器物内部松脆，容易碎裂。可溶性盐类是陶瓷器文物最主要的病害，在黏结、修复、保存前一定要清除干净。
2 表面的沉积物
华光礁的基底主要是一些珊瑚、软体动物和钙质生物沙，而这批出水陶瓷器属于民窑外销，质量较差，常年受海水浸泡和生物影响，部分陶瓷器表面形成坚硬致密难以去除的石灰质、石膏质沉积物（图4abd），有些表面还有铁质沉积物（图4c），还有些器物有严重的残缺和破损状况。在出水的瓷器中，相当部分被贝壳、海泥等混合组成的海相沉积物包裹着。
华光礁部分陶瓷器表面沉积物通过X射线荧光（XRF）分析，结果显示沉积物主要成分为铁、钙、硫、硅等；X射线衍射（XRD）分析结果显示，沉积物主要物相组成为文石、方解石、石膏等，另外含有氧化铁、碳酸盐及氧化锈蚀等。根据前期实验情况，使用3%柠檬酸溶液或5%EDTA-2Na对有沉积物的器物进行浸泡，以去除含碳酸盐，硫酸盐的沉积物，然后用手术刀、毛刷等工具去除已软化的沉积物，最后用去离子水冲洗干净，进入脱盐阶段。
3 有机污垢
华光礁出水部分陶瓷器表面还残存有海洋动植物降解后的成分，有些有机污染物对器物有破坏作用，清除污染物有利于陶瓷器文物的保存和展示（图5）。通常采用3%的双氧水浸泡污垢数次，可使污垢被氧化成二氧化碳及小分子的有机物而除去，最后用去离子水冲洗，晾干。
三、出水陶瓷器文物的脱盐保护处理
陶瓷器文物的脱盐过程是保护处理过程中很关键的一步，脱盐过程不彻底，将对文物造成隐患，且无法弥补。陶瓷是属于多孔性材料，尤其对于低温釉陶瓷其孔隙率更大，因此当陶瓷文物浸没于海水中时，海水中可溶性盐类就会渗透入陶瓷中，浓度达到内外平衡，而且受到各种内外因素如环境温度、盐度、PH值、流速等影响，陶瓷器中含盐量有多有少。当陶瓷文物被打捞出海后，其保存环境的温湿度发生了很大改变，可溶性盐类会随着溶解度的变化，而反复发生溶解重结晶现象。这一过程中，陶瓷内部结构中的孔隙内壁压力也会随之反复增减，这就使得陶瓷器的强度大大降低，从而造成釉面剥落、返盐、疏松等病害。选择合适的脱盐工艺非常关键，一般陶瓷器脱盐方式有以下几种。
1 去离子水静态处理
陶瓷器脱盐过程是海水渗透的反过程，不同的是陶瓷器周围的海水为去离子水所代替，是通过离子扩散的物理反应过程。扩散是指离子和分子不以大流量的形式迁移。一般来说物质将自发地向更低化学位的区域扩散，物流量与浓度梯度成比例，从高浓度区流向低浓度区。对于陶瓷器文物众多的场合，脱盐所需的场地较大，其他方式的脱盐费用较高，因此，静态脱盐方法也不失为一个好的方法（图6）。
2 超声波振荡处理
超声波振荡脱盐是利用超声波的空化效应，即在声波的作用下，由于液体振动而产生数以万计的微小气泡，即空化泡。当声压达到一定值时气泡长大并崩溃，对周围产生冲击力，它对液体产生一个搅拌作用，加快可溶性盐的溶解，同时通过搅拌，使水溶液发生运动，将已溶解出的离子带离陶瓷体。而超声波强大的冲击力还起到了使可溶性盐解离的作用。但必须注意，对于那些已出现胎釉剥离倾向或胎裂较为严重的陶瓷器，应避免使用此法（图7）。
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3 流动去离子水处理
以流动的去离子水进行脱盐，其工作原理和静态脱盐一样。只不过是通过动力加速了去离子水的流动，及时降低了陶瓷器附近可溶性盐的离子浓度，而且能快速地将陶瓷器附近的可溶性盐带离出去，加速了陶瓷器体内盐的向外渗出，从而达到快速脱盐的目的。
4 电渗法处理
即在浸泡槽两端插入不锈钢电极，以5%的稀氨水做电解质通入1安培/平方分米的直流电，使陶瓷器中的金属离子加速运动，从陶瓷器中析出。电渗法清除的效果可用电导率来判断清洗程度：因为可溶性盐是电解质，在水中含量越大，电导率就越大，因此，当电导率降到一定程度并保持不变时，就可认为可溶性盐已清洗完毕。
对于批量需处理的陶瓷器文物，超声波加速脱盐、冷热水交替浸泡、流动水等也可以加快脱盐过程。华光礁出水陶瓷器文物当时的烧制温度不同，导致胎体密度并不一致，因而可溶性盐的含量也并不一致。对陶瓷器文物来讲，通常去离子水长时间浸泡也会对器物造成损伤，因此，其脱盐的方法更不能一概而论，而应该是因物而异，择法善从。
四、陶瓷器的加固修复
出水陶瓷器在脱盐之后，需要进行的是将那些破碎、断裂、短缺、剥釉、脱彩的陶瓷器进行粘接、修复。华光礁出水陶瓷器破碎、残片、剥釉等病害居多，修复工作艰巨。实施修复中必须忠于实物的历史原貌，反对操作者主观臆造，随意加工改变，对修复中的每一道工艺都要做到有据可依、有据可查，并具有再修复的可能性，且要“修旧如旧”，便于展览和保藏。
1 粘接
粘接是将古陶瓷器物破损或断裂的部位（图8上），用粘合剂重新粘合在一起，为下一道工序的进行提供条件。有些破损较严重、断裂面较多的器物，在粘接前要根据它们破损或断裂部位的形状、颜色、纹饰等特点先进行拼对，确定各自所在的位置，并做好编号，以便在粘接时做到完整无误。为了提高粘接强度，每块残片及残片的几个接合面，都要用双氧水清洗擦净。粘接前，要等待残片的几个接合面都干燥了，再用适合于陶瓷器的环氧树脂或者一定浓度的B-71粘接（图8下）。瓷片间的结合处尽量少涂胶，以防空隙过大，合拢时走形错位。
2 配补
在古陶瓷修复中，经常会出现器物破损的部位短缺不存的现象，这就需要通过配补来复原短缺部位的原貌。配补材料常用石膏粉加适量清水，搅拌均匀即可使用；此为传统的配补材料，在研究修复中广泛使用。也可选择成品粘合剂，如AB强力胶、AAA超能胶等，和填料滑石粉或牙粉（牙科医疗所用）混合调成膏状，软硬度视修补需要而定。配补前先用橡皮泥翻模（图9），然后填入膏状物定型。固化后的多余坚硬部分，要将其修补平整。补缺后用木砂纸打磨平整，缝隙处用瓷器腻子填平，最后用细质水磨砂纸磨平作色。
3 加固
华光礁出水陶瓷器部分器物上的裂纹或冲口、表面将剥落的彩绘和釉层、受力或易损部位、已完成粘接或配补工序的器物等要施行预防性保护处理，进一步提高其修复部位的牢固度。常用环氧树脂类粘合剂或硝基清漆和丙烯酸清漆类涂料，用稀释剂调制好，然后用喷枪或毛笔涂刷法进行喷涂加固；也可利用渗透性较强的B-72等液体粘合剂对器物上非受力部位的裂缝、冲口以及粘接后尚不牢固的部位，进行加固处理（图10）。还有一种方法，就是把整个器物直接放入硝基清漆或丙烯酸清漆类涂料液中浸泡一段时间，而后取出放入一个装有少量丙酮类溶剂的加盖玻璃容器中，使其在饱和的溶剂蒸汽的条件下缓缓干燥。此方法适用于低温陶器风化侵蚀的加固处理。
4 作色
经过粘接、配补和加固等工艺修复后的古陶瓷器物，其修复部位的颜色与原器物颜色存在很大差距，需按照器物表面原有的色彩或纹饰，对修复部位进行作色处理，并且不留修复痕迹。最好采用附着力、遮盖效果好、不易褪色变色的颜料作色。最后就是仿釉，做旧，其工艺就是要使器物被修复部位呈现出与原器物整体相同的自然旧貌，使其与整个器物浑然一体（图11）。
五、结语
保护修复古陶瓷器和其他文物，不同于修理普通器物，一定要严格遵守文物保护修复原则，严格执行保证文物的真实性、完整性，在实施保护修复中防止保护性的破坏，对每件文物实行最小干预，使用的材料具有可再处理原则，修复后的器物具有可识别性与整体协调原则。水下发掘的陶瓷器的保护处理工作，是一项综合了海洋化学、陶瓷学、物理学、化学等多学科研究成果在内的综合处理过程。华光礁出水陶瓷器文物万余件，如何选择合适的保护修复方案，必须慎之又慎。
陶瓷科技 篇4
1 河北陶瓷产业发展现状
河北陶瓷生产历史悠久,企业地理分布较为广泛,产业整体规模相对庞大,呈现大企业集中、小企业分散的产业布局特点。其中唐山是全国最大的骨质瓷生产和销售基地,亦为国内三大卫生陶瓷基地之一[4];邯郸作为传统日用陶瓷主产区则以炻器、釉中彩和强化瓷闻名于世[5]。石家庄砂锅产业一枝独秀,廊坊骨质瓷后来居上、卫生瓷远销欧美,张家口仿骨瓷方兴未艾,邢台白瓷厚积薄发,保定艺术瓷独领风骚,高邑建筑瓷首屈一指,沧州卫生瓷品位不凡,全省业已形成以日用陶瓷、卫生陶瓷为主,工业特种瓷、工艺美术瓷为辅,釉料、花纸、模具、机械、管件等配套齐全的产业体系。据统计,2014年河北省共有规模以上陶瓷企业300多家,资产规模超116亿元,工业总产值逾60亿元,完成工业增加值(不含建筑瓷)近20亿元,从业人员约12万人,产品远销欧、美、亚等100多个国家和地区,具备一定的区域品牌效应。
2 河北陶瓷产业科技资源优势
2.1 技术基础雄厚、技术体系完备
目前,河北省业已形成集日用陶瓷、卫生陶瓷、艺术陶瓷和工业陶瓷于一体的综合型现代陶瓷产业集群,其中卫生陶瓷和日用陶瓷产业规模较大,在国内名列前茅;陶瓷机械、耐火材料、五金管件、花纸颜料及成型模具等配套产业齐全,具有主体产业和相关产业配套发展的完备工业体系。
2.2 生产工艺独特、技术优势突出
鉴于邯郸、唐山两地独特而厚重的陶瓷工业基础和历史积淀,其生产工艺各具特色;其中唐山的无铅骨质瓷生产技术和卫生陶瓷高压注浆工艺堪称国内领先,雕金、喷彩、曜变釉三项装饰技术被誉为“陶瓷三绝”[6]。邯郸博大精深的磁州窑陶瓷艺术则孕育出先进适用的强化瓷和釉中彩制造工艺[7]。
2.3 科研机构众多、科技人才出众
坐落于唐山的华北理工大学、唐山工业职业技术学院、唐山陶瓷研究院等教育科研机构,加之原唐陶股份公司和惠达股份的国家级企业技术中心、博士后科研工作站以及海格雷、盛华等50多家省内陶企所成立的技术研发机构无不彰显出一定的区域技术创新实力,其技术领先者通过起草国家标准、推广发明专利等方式在国内享有不容小觑的业内影响。
2.4 地理位置优越、发展潜力巨大
河北东临渤海,西靠太行,北接辽蒙,南依豫鲁,内环京津;自古为京畿重地。近两年,伴随着京津冀一体化战略的深入实施,各界不断推进新时期京津冀创新型产业集群协同发展,为河北省推进传统产业的技术创新、创立科技成果交易市场和科技金融平台奠定了政策基础和资源优势;势必有利于推动河北陶瓷产业做大做强,打造京津冀协同发展新引擎。
3 河北陶瓷产业科技创新瓶颈
3.1 企业技术装备水平良莠不齐,劳动生产率亟待提高
除少数大企业外,河北省多数陶企普遍存在技术设备老化现象,虽具备一定工业化和机械化基础,但生产线尚未达到国际先进水平的信息化、自动化、智能化程度[8]。多数中小企业因陋就简,技术装备水平起点较低,提升空间有限;导致资源利用率低、劳动生产率低、产品质量不稳定。
3.2 产业自主创新能力相对薄弱,新产品研发亟待提速
受主客观条件制约,河北多数陶企不具备技术研发能力,创新发展理念淡薄,科技资源投入较少,新技术、新工艺开发进展缓慢,新产品研发周期较长。技术创新匮乏导致外销产品科技内涵缺失,长期处于全球价值链低端,此即业内模仿、抄袭之风盛行,产品同质化的根本原因[9]。
3.3 科技成果转化平台建设滞后,新技术推广亟待加强
长期以来,尽管科技资源丰富的京津冀地区历来不乏无机非金属材料专业学术水平和科研实力一流的高校院所;但由于科技成果转化机制不完善,缺少专业技术研发中介机构,产学研合作的深度广度不足,以至于形成科技成果待价而沽无市、生产企业寻医问药无门的尴尬局面。
3.4 科技创新优势领域发展失衡,工业瓷短板亟待补齐
多年来,受企业经营者的主观认识和陶瓷生产线的技术条件制约,河北陶瓷产业始终偏重于工艺相对成熟、市场需求稳定的日用陶瓷和建卫陶瓷产品研发,而对于科技含量颇高、应用领域广阔的新型无机非金属材料则缺乏战略谋划,相关基础研究与应用技术研发脱节,产业基础薄弱。
3.5 相关配套产业建设存在短链,全链条优势亟待提振
虽然河北各地陶瓷产业的发展水平不尽相同,但普遍存在原料加工、花纸制造、色釉料生产等配套产业发展不均衡的现象。同时,陶瓷机械、电子商务以及物流运输、人才供给、融资信贷等相关链条支撑乏力,在一定程度上削弱了河北陶瓷产业发展的整体性和协调性。
4 河北陶瓷产业发展的机遇与挑战
4.1 产业发展的历史机遇
2013年,河北省出台《关于实施工业转型升级攻坚行动的意见》,提出改造提升传统产业的目标任务,唐山、邯郸两地相继将陶瓷产业调整升级作为实施“加快传统产业转型升级”战略的重点工程。同时,伴随着我国制造强国战略和京津冀协同发展政策的实施以及新型城镇化建设的推进,国内制造业对特种陶瓷的工业需求将进一步升级;不同档次日用陶瓷、建卫陶瓷的消费需求将大幅攀升;而先进装备、数字化等高新技术与陶瓷产业的创新融合亦将创造新的经济增长点。
4.2 产业面临的严峻挑战
在当前国家、京津冀地区及轻工行业大力推行环境保护、节能减排政策的宏观背景下,河北陶瓷产业的节能环保压力不断加码;原料、燃料、物流以及劳动力等要素价格的持续上涨势必导致陶瓷企业生产经营成本的不断攀升。此外,鉴于现阶段全国其他陶瓷产区产能普遍过剩、企业同质竞争严重与国际陶瓷市场低迷、贸易壁垒限制骤增的现象并存,使得陶企之间技术人才争夺日趋激烈,产品价格竞争已近白热化,市场营销压力进一步加剧,出口创汇全线受挫。
5 河北陶瓷产业科技创新驱动转型发展的指导思想
发挥毗邻京津经济圈的资源优势、政策优势、区位优势和基础优势,通过科技创新驱动产业转型发展;以产品高端化、成果产权化、生产智能化、工序绿色化、企业数字化为发展方向,加速工艺技术装备升级改造进程,提升河北陶瓷科技自主创新能力,加大公共技术平台建设和知识产权保护力度,强化产业链条各环节之间的渗透互促作用,促进陶瓷清洁生产技术的产业化应用,推动工艺技术研发和科技成果转让等一体化技术服务成为新的经济增长点,提升河北陶瓷产业的核心竞争力。
6 科技创新驱动河北陶瓷产业转型发展的路径探析
6.1 秉承科学化理念,明确产业技术定位,促进发展方式转变
根据河北陶瓷产业的地理分布和区位优势,围绕唐山、邯郸两大产业强极的产品特色,以技术创新为先导,以转型发展为导向,强化外联内引,科学确定河北省陶瓷产业格局定位和技术发展方向。为打造河北陶瓷产业的集群化、区域化发展模式,建议以唐山、邯郸为核心,分别携手省内北、南部产业相似度较高的周边地区,集中打造国内中高档骨质瓷、卫浴家装配套、陶瓷新型无机非金属材料生产基地和北方中高档普通陶瓷、强化瓷、艺术陶瓷生产基地。在技术定位上分别以高端化、品牌化、集约化为日用陶瓷产业主攻方向,以轻量化、智能化、配套化为卫生陶瓷产业发展重点,以功能化、规模化、专业化为工业陶瓷研发主线;确保相关陶瓷产品生产技术及创意设计居于国内外领先水平,增强产业整体竞争实力。同时,通过夯实各地陶瓷生产工艺的特色化、个性化、产业化基础,有所侧重地传承和弘扬唐山骨质瓷、卫生陶瓷及独具地方特色的曜变釉、雕金、喷彩等陶瓷装饰技术以及邯郸釉中彩、强化瓷、磁州窑陶瓷艺术等,加强与区域科研院所和创意产业的对接合作,推进陶瓷传统工艺与现代高新技术的无缝衔接[10]。依托南、北两大产业聚集区的现有基础,打造集技术研发、文化创意、工业设计、成果转化、设备研制及物流配送、电子商务等为一体的生产服务业;通过延伸产业链培育新的经济增长点。在全省推行陶瓷清洁生产,支持节能环保技术开发与产业化应用[11],加强环境治理和废物综合利用,实现产业绿色循环可持续发展。
6.2 借助现代化手段,加速技术改造步伐,提升技术装备水平
在全省范围内大力推广先进生产工艺及技术装备,实施陶瓷产业强基工程,提升关键基础原料、核心基础机械设备、基础工艺技术的整体水平;推广节能减排、清洁能源等绿色制造技术。加快信息技术在陶瓷全链条生产过程中的深度应用,提高工艺模拟、模型开发、烧成控制、能源管理、环境监测等领域的信息化程度;推广新品研发、原料控制、品牌建设、质量管理、产品追溯等关键环节的信息化应用技术,优化陶瓷生产流程中的虚拟制造、柔性生产等方面数字化管理要素。引导省内陶企通过技术引进与自主创新相结合,应用先进的高新适用技术对现有生产线进行改造升级,使河北陶瓷技术装备水平全面提升。推广日用陶瓷塑压、滚压、数控等成形工艺与装备,采用数控雕铣制模系统完成轻型化仿形匣钵制作,实现自动化、智能化的窑炉控制技术与无铅釉骨质瓷、优质强化瓷工艺技术的最佳契合。运用高压注浆、机械手施釉、窑炉节能等技术组建卫生陶瓷自动化成套生产线,创新辊道窑和隧道窑、梭式窑的配套组合方式和半成品干燥模式,提高节能减排降耗效率。同时,以惠达、隆达、天山等龙头企业为示范标杆,发挥其先进技术装备的典型引领作用,分区域、分专业地引导全省中小企业制定技术跟进、赶超的路线图和时间表,开展装备、技术、管理、能效对标和对标咨询,鼓励符合政策支持的陶企积极参与相关技改专项资金申请,推动产业提升工艺技术现代化的整体水平。
6.3 强调专业化原则,构建跨界合作平台,强化技术创新能力
鼓励企业增加科技研发投入,针对其主打产品实施技术引进吸收,强化其自主创新的主体地位和创新能力的体系建设,改善传统陶瓷制造业劳动力密集、操作强度高、生产效率低、能源利用差的行业现状,提高企业核心竞争力。使创新创业成为推动河北陶企转型发展的第一驱动力。同时,整合区域内产检学研各界科技资源,创建京津冀陶瓷技术创新联盟[12],采取设立研发分部、技术合作、投资建厂等方式与清华大学、中国科学院上海硅酸盐研究所、武汉理工大学以及美国康宁、日本京都陶瓷等国内外顶级工业陶瓷研发团队开展实质性合作,直接切入行业技术最前沿,固化河北功能陶瓷、结构陶瓷的专业技术基础。挖掘唐山陶瓷研究院在艺术陶瓷画面、器形方面的设计优势以及华北理工大学在无机非金属材料的原料配方、成型技术、生产工艺等方面的科研优势;集聚惠达、隆达等企业技术研发中心和唐山出入境检验检疫局陶瓷重点实验室的科技资源,重点实施抗菌自洁日用陶瓷、节水型智能坐便器等日用陶瓷和卫生陶瓷更新换代产品的技术研发及质检攻关,打造多元化、多层级的专业技术研发服务平台。此外,作为技术创新主体的各类产学研联盟应积极申报国家相关科技研发项目并以具体科研项目立项实施为纽带,围绕原料标准化制备、坯体成形、节能新型窑炉、烧成及干燥工艺、产品设计、环保技术、余压余热利用等陶瓷生产全过程的共性基础技术、关键技术、核心技术、相关装备制造等基础性和前沿性课题进行研究并实现产业化。6.4 针对产业化目标,加大知识产权保护,推动科技成果转化
以上述产学研技术创新合作联盟为组织基础,支持对口企业与高校院所采取“技术合作服务”、“共建研究机构”、“创办科技企业”等途径深化科技交流协作。在科研机构帮扶陶企攻克技术瓶颈的同时,企业亦可为其提供成果转化平台及部分资金支持,实现双方互利共赢。依靠地方政府的政策优惠或资金支持,合理规定各成员单位利益关系,探索建立行之有效的陶瓷产业科技成果联盟内部优先转让和全国公开有偿转让相结合的市场化运营机制,实现成员间风险共担、成果共享,推动京津冀成套自主知识产权技术成果打造陶瓷产业新的经济增长极。开展陶瓷企业知识产权运用能力培育,把知识产权工作纳入陶瓷的研究开发、技术改造、技术贸易、生产经营等各个环节[13];在工艺路线升级、新产品开发、专利申请及诉讼维权和产品营销中,有效防范各类侵权风险;依法及时保护与陶瓷主体及配套产业领域有关的工艺技术、产品设计、自有品牌和创新成果[14]。通过构建技术转让与产业化中心,重点推动以下科技成果的推广应用:数控滚压成形、等静压成形、高压自动注浆、仿形铣床、3D打印技术等系列化先进成形工艺装备;微波、太阳能、红外及热风等智能化干燥工序;修坯、磨坯、施釉、塑压等自动化配套工序;窑炉烟气脱硫、脱硝、废瓷废石膏和余热综合利用等节能环保技术;新型釉料、花纸等日用陶瓷无铅装饰技术;轻质、节水、智能化卫生陶瓷研发;耐高温、耐腐蚀、高强度的陶瓷无机非金属材料制备工艺。
6.5 立足多元化需求,完善配套措施建设,保障科技创新落实
一是进一步完善财税扶持政策,加大地方财政对陶企科技创新驱动转型升级项目的支持力度;建立有助于陶企开展技术创新的各种投资基金,扶植科技含量高、发展前景好、具有明显示范带动效应的重大技术创新项目;对企业自主创新的高水平科技成果和列入国家、省部级相关计划的陶瓷新产品研发予以一定比例的资金支持。实行特定税收优惠政策,包括“科研减税”政策、加速折旧政策和抵扣资本购进项目所含增值税政策等。二是建立银行绿色贷款通道,对企业的技改贷款和技术研发、新扩建项目贷款给予优先支持[15]。健全信贷担保机制,完善知识产权等无形资产评估、担保、质押贷款机制,支持运用知识产权质押扶持中小企业发展;逐步增加政策性担保机构资本金,对重点科技攻关项目,建立政府、银行、担保机构信贷风险分担机制。三是综合运用调解、仲裁、诉讼等多种纠纷解决方式,加强跨部门执法协作,有效地化解知识产权纠纷;发挥河北省及各市维权援助中心作用,搭建陶瓷产业知识产权保护支撑平台,营造良好的知识产权保护氛围。四是采用柔性引智方式,多途径吸引京津高层次企业管理、资本营运、专业技术、生产技能等方面创新人才,通过兼职工作、技术合作、研究开发、项目引进等方式来冀创业发展或提供咨询服务。依托重大项目和创新平台,有计划地引进若干陶瓷产业创新创业领军人才,创新引才用才载体,畅通招才引智渠道,完善人才培养机制,打造人尽其才舞台,构筑区域人才集聚高地。
7 结语
陶瓷科技 篇5
在漫长的人类生存史中,劳动不仅创造了人类,劳动也创造了人类文明,包括文化艺术与科学技术。科技和艺术的关系是密不可分,互相影响的,日用陶瓷设计则属于前者,它是实践的产物,科学技术是人类在利用自然、改造自然过程积累起来,并在生产实践中体现出来的经验与方法。20世纪,是科学技术飞速发展的一个新世纪,电力时代,信息时代,科技的步伐令我们追赶不暇。一些高新的科技的出现,为日用陶瓷的发展提供了崭新的表现手段,揭开了日用陶瓷设计的新篇章。
1 电子科技与日用陶瓷工艺创新设计的有效结合
在造型工艺方面,最近几年最为突出的一种表现方式就是多种材质与陶瓷材质的结合,这就会有多种不同的工艺成型方式在日用陶瓷的设计中出现,而电子科技与陶瓷材料的结合设计成为一个新的设计亮点,下面分别有三个案例来体现这一方面的成功运用,第一个是图1中陶瓷加热杯的设计,它由杯体、加热装置及底壳组成,其特征在于:杯体底部呈凸形,加热装置由线圈、电子温控器及电源接头连成,电子温控器固定在杯体底端,线圈绕在底端突出的杯体上组成加热线圈,电源接头固定在底壳上,底壳套住杯体底端及加热装置。此电加热陶瓷杯可直接接电脑USB接口或是车用电源,适合于在办公和汽车上使用。
另一个案例的成功设计就是图中,CD唱片播放器与咖啡杯的设计巧妙结合在一起,咖啡杯化身为这个CD唱片机的旋钮部分,兼具了审美和实用的双重效用,我们在细品咖啡那美妙的滋味的同时欣赏着自己所喜爱的音乐会是怎样的一件幸事!(图2)
图3中的杯子是一个电子元件和陶瓷设计的完美结合,它是拥有感应开关设计的一个发光杯,这种杯子运用了节能LED灯感应,如果长时间不去触碰它,灯光自己熄灭,这样的杯子非常适合灯光不是很充足的地方使用,试想一下这样的感应发光设计,运用到日用陶瓷的其他品种也能激发设计师的一些新创意,带给使用者一丝新鲜感,同时也符合现代人寻求刺激生活的理念!
2 在成型工艺上的改进,促进了日用陶瓷审美与功能相结合的更多创新点
以前陶瓷杯具一直保持着它惯有的单薄面貌,而现在在杯具设计方面,出现了一些新的工艺思潮,例如在图4中的保温陶瓷杯结构设计独特新颖,突破了传统的陶瓷格局,融日用、功能艺术为一体,迎合了现代人的审美价值观,内胆添加了纳米陶瓷新材料,高温烧制而成,科技含量高,具备多种复合功能,热稳定性好(180~20度热交换不裂),外壳为全透明的pc材料(俗称太空玻璃),强度高,韧性好,摔不烂,起到保护、装饰、隔热、相对保温等作用。
PANTON隔热杯是个美学与工艺缜密配合的优质马克杯(图5)。一次性压模成型,双层的杯身形成中空的隔热区,有着保温防烫的功能,无论杯内是冰凉的果汁或是热乎乎的茶都不会让握住杯身的手觉得太冷或太烫。当盛装冷饮时,不容易在杯外缘产生水珠而滴湿桌面。美丽的杯身图案,来自Verner Panton于1960年所设计Geometry1。隔热杯使用高品质的瓷土在摄氏1320的高温下烧制,拥有绝佳的强度与表面品质,这个杯子以精湛的设计荣获FORM及DESIGN PLUS设计大奖的肯定。类似的设计有图6中的具有现代气息的由星巴克出品的双层隔热环保杯,这个双层杯还兼顾了一种环保理念,让这些方便携带的双层陶瓷杯代替以前经常使用的纸杯,为地球的污染减压!
3 在外加工工艺方面,外部材料的研发进步给日用陶瓷的创新设计添加的新元素
3.1 温变油墨材料在日用陶瓷表面装饰上的运用
在以往的日用陶瓷造型的外装饰上多以花纸设计为主,而花纸的材料只能呈现不变的面貌,而如今温变油墨材料的运用给花纸设计领域带来了新的拓展空间(图7),温变油墨又称感温变色油墨和遇热变色油墨是一种能随温度变化而发生颜色变化的特种油墨,是因为受热发生物理变化(如脱掉结晶水、晶体结构互变、空间构型互变等)或化学变化(分解、化合、氧化、还原等)导致分子结构、分子形态的变化,从而导致外观上颜色变化的效应,分为可逆消色、可逆显色、可逆变色,记忆型、区间显色、不可逆显色、不可逆变色七大系列。凡温度下降后能恢复颜料原有颜色者,称为可逆热致变色效应;否则便称为不可逆热致变色效应。一般一种感温颜料只能产生一种颜色,称为单热致变色效应;两种或两种以上感温颜料配套应用时,在受热过程中可产生两种以上颜色,称为多热致变色效应(图8)。
3.2 电镀银和电镀金技术的运用
电镀技术的运用在釉上电镀就是亮色的不上釉电镀就是亚光的电(Electroplating)就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其他金属或合金的过程,是利用电解作用使金属或其他材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用(图9)。
4 生物化学元素在日用陶瓷设计上的运用
21世纪是高科技推动世界前进的新世纪,新世纪的世界陶瓷和中国陶瓷决不在呈现以往的面貌。目前,日用瓷的铅、镉等重金属的溶出量问题已基本解决,釉上贴花、釉中彩、釉下彩大部分日用瓷都达到了无毒耐用、器型美观的要求。随着科技进步和人民生活水平的提高,改善生存环境、提高生存质量、珍爱身体健康的要求日益增长,人们对日用陶瓷从审美和使用基本功能又上升到一个高的要求,开发设计和生产具有抗菌保健功能的日用瓷就具有了广泛的发展潜力。
图10中所示是这几年的一个新产品,托玛琳骨瓷双层活化水保健杯,该茶杯就是应用了一次性注浆成型双层保温隔热(在同等条件下比普通茶杯保温效果提高30%);同时采用托玛琳活化球对人体具有保健功能,托玛琳是一种天然晶体宝石,具有独特的压电效应和热电效应,对人体健康有多种促进作用:可发射被称为“生命之光”的波长4~14微米的远红外,与人体远红外波长相匹配,改善微循环;还可释放被称为“空气维生素”的负离子。水经过托玛琳生化陶瓷珠滤芯时瞬间活化,所产生的羟基负离子能消除、中和体内的氧自由基,起到抗氧化作用,长期饮用,能增强免疫力,延缓衰老,预防癌症、糖尿病、心脑血管病等慢性、非传染性疾病。
当然生化材料并非托玛琳这一种,还有麦饭石和光触媒系抗菌剂、稀土元素、银系抗菌剂等很多材料我们都可以运用到日用陶瓷的创新设计上去,这些健康新陶瓷将会形成日用陶瓷创新设计的一个新趋势。
从上面四点的浅显分析中,我们可以看出日用陶瓷设计的创新点层出不穷,科技的各个方面的发展都推动着日用陶瓷设计的步伐,以上的四点只是这汪洋大海里的一些小部分,设计为了生活得更美好,而我们设计师在慢慢体味这些新科技带给我们的美妙生活中找到更多的新的创意点,为我们中国的日用陶瓷设计在国际地位上创造一个新的高度点。
参考文献
[1]杨永善.陶瓷造型设计[M]1沈阳:辽宁科学技术出版社,1988
[2]汪啸穆.陶瓷工艺学[M].北京:轻工出版社,1995
[3]许开强.产品语义-设计的优美诠释[J].包装与设计,1999,(1):84-86
陶瓷科技 篇6
鹰牌陶瓷运用独创三维立体挤压布料技术生产的侏罗纪印象系列抛光砖,是去年在意大利博罗尼亚展会、广交会上开始亮相全球,当时吸引了现场无数参展商的目光,激起了异常激烈的反应!尤其华南地区均出现断货现象,单品销售量达千万平方米以上,此款产品质如玉,纹似木,再现亿万年奇迹,真正做到了“木纹逼真还原”,而能做到此效果的企业在陶瓷行业内是寥寥无几的。
就在侏罗纪印象热潮未退的短短半年后,鹰牌陶瓷的又一项创新科技成果震撼面世,那就是“液晶玉材料生产玉质感半透明陶瓷砖的研制”,即“LED超玉技术”。LED超玉技术以高纯度的钾长石配方系统的半透明材料代替目前行业内普遍使用的以钠长石配方系统的半透明材料,解决了钠长石配方系统的半透明材料所导致抛光砖烧成范围窄、硬度低、防污性能差等弊端,开辟了抛光砖使用半透明材料的新思路。LED超玉技术全新半透明材料配合独特的生产工艺,使砖体的纹理流畅自然、玉质感强,同时砖体的硬度、耐磨度、防污性等均得到进一步提高,经久耐用,历久常新。