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周先鋒并不是哪一類風格型藝術家,或者說周先鋒的藝術施行還并不成為風格。但這絕不是周先鋒的錯,甚至這也并非什么錯誤。在陶瓷藝術普遍性地風格停頓的當下,苛求一個嚴肅的,具有探索精神的陶瓷藝術家冒然形成自己的風格,必將是一種殘忍的扼殺。
中國陶瓷藝術的風格停頓,其實來源于1949年以來,基于統治美學的舊的陶瓷藝術出現歷史性斷層,而新的陶瓷美學尚未成形,所導致的一種陶瓷美學沿革缺失癥。從這個角度來說,中國陶瓷美學的二次啟蒙,或許也正在這個斷層的截面上,悄然萌發。而這一萌發,依然宿命般地要基于材料,而絕不是某種觀念性的東西。因為材料是一切藝術表達的基礎。
雖然有很大一部分涉及陶瓷材料的當代藝術家,將陶瓷材料僅僅當做表述的語言方法之一,而并不嚴格地將自己涉及陶瓷材料的藝術施行,作為自己藝術生涯的主體范疇。這就導致了一種觀點的產生,即:材料在這里,精神在別處。嚴格地說,這其實是一個具有普遍意義的觀點,甚至適合于任何門類的藝術,油畫、雕塑、水墨,乃至于多媒體與綜合材料藝術,而這已經不在基于材料劃分的藝術門類范疇里說話了。
但這也恰恰是當下中國陶瓷藝術的觀點分歧所在:一方面,絕大部分長期從事陶瓷藝術創作的人們,深陷在陶瓷材料的符號屬性與表達可能的局限性中,而無法突圍,甚至并不認為應該突圍;另一方面,一批具有探索精神的藝術家,開始高舉“當代藝術”的旗幟,殺進長期缺乏創新思想,處于半封閉狀態的中國陶瓷藝術領地,用純粹西方的美學觀點和主張,來圖謀策動中國陶瓷藝術的權利交接。
對于舊的陶瓷美學來說,革命是必須的,這絕不是對陶瓷文化的反動。如果說完整繼承舊的美學是對文化延續性的源頭進行保護,那么對舊的美學進行革命,則是陶瓷藝術發展的必經之路。
美學家吳炫在其《否定主義美學》一書中,談到美與審美,存在于“本體性否定”之中,其認為所有的審美現象,其發生并不是自然性變異而導致的,而是因為(作為主體的)人“不滿足于”自然性現實而產生。①
那么也就是說,一千多年以來存在于皇權統治與官方審美需求中的舊的陶瓷美學系統,在皇權消失與官窯系統崩盤的歷史背景下,成為了某種既無法自然性變異,也無法統攝性改造的僵死狀態,若要對這一狀態進行改變,非進行陶瓷材料表述可能的“本體性否定”不可。
而陶瓷材料表述可能的“舊的本體性”到底在何處呢?我們當然不能簡單地指認某種陶瓷文化的呈現類型即為“舊的本體性”,但由于其相對于文化發展問題的大面積固化與僵持,以及充分成熟的技藝和傳承,因而具有了“本體性”意義。
在中國景德鎮,這個作為中國陶瓷文化與藝術的大本營,人們至今認為陶瓷藝術,必定要尊崇古老的治瓷法度,“不可以!”“你不懂陶瓷!”成為陶瓷領地中常見的權利掌握的彰顯詞匯。一大批將舊的審美趣味當做“非物質文化遺產”來繼承的人們,用一種皇權般的堅固觀念,抵抗著試圖摧毀舊的陶瓷表述法則的外來力量。景德鎮的“大師”們,更是將陶瓷繪畫與裝飾的模式,固化為一系列獨特的個人風格,沉浸在一片風花雪月的甜美情調中。
毫無疑問,在中國教育系統尚未啟動全民美學啟蒙的現實條件下,人們普遍的審美經驗還停滯在文學情緒的低級范疇里的時候,“大師”們的堅持,是有現實意義的,但這與美學無關,只與利益發生關聯。對于陶瓷美學來說,景德鎮所有“大師”的作品全部加起來,只相當于一件作品,這件作品集合了傳統陶瓷語言中的所有技法和語言關系,成為了一種陶瓷美學的“本體性”存在。它堅固到讓人窒息,且純粹屬于“庸俗藝術”的范疇。美國批評家克萊門特·格林伯格(ClementGreenberg)認為指認庸俗藝術的前提條件,就是一種近在眼前的,充分成熟的文化傳統的存在。庸俗藝術可以利用這種文化傳統的諸種發現和成就,以及已臻完美的自我意識,來為它自己的目的服務②。這里的目的當然包括了經濟利益的訴求。
周先鋒的出現,成為打破這一窒息感的一絲亮光。
令人欣慰的是,周先鋒并不是從外面,用某種“綜合材料”性質的西方美學觀念來撬開這堅固的堡壘的。
周先鋒畢業自學院,其所受的陶瓷教育完全是正統的舊陶瓷美學的本體論與方法論。周先鋒說:“我今天還能記住并影響我的教導,并不是陶瓷學院所傳授的技藝系統,而是一句話,這句話來自一個不知名的女性老師,正是她說的“今天教給你們的技術,都僅僅是一種方法,重要的不是這些方法,而是人的精神”,讓我走到今天,走到對陶瓷材料語言表述的探索之路上來”。
周先鋒對陶瓷材料的叛逆性探索,正是來自其對自我精神需求的遵從。
周先鋒曾在即將畢業期間,謀求過留校,但沒有成功。或許這對于周先鋒來說,當時是極其失望的。雖然周先鋒后來在準備畢業的時候,已經因參加一個小型的名為《問土》的陶藝展而小有名氣,甚至留校的謀求因而也有了眉目,但倔強的他最終選擇了離開。
這一離開,反而讓周先鋒獲得了一種更大的藝術視野。
他開始涉及油畫、綜合材料、以及觀念藝術與行為藝術。他在陶瓷藝術的大范疇里,努力探索陶瓷材料的表述可能。2004年,周先鋒創作了一批形式主義的陶瓷作品,以此來探索陶瓷及其相關材料能否獲得一種全新的,綜合材料式的語感效果。《紅與綠》、《怒放》就是其中比較成熟的作品之一。這些嘗試性的探索,讓周先鋒逐漸打開了藝術思路,并向當代藝術的縱深方向挺進。2009年,其陶瓷觀念藝術作品《未來考古文獻》系列,試圖通過陶瓷的狀態恒常性特點,來涉及當下中國人多層面的社會性存在,對于歷史的文獻存留可能。但最終,周先鋒用一個名為《碎片》的行為藝術,否定了利用陶瓷的狀態恒常性的嘗試。
然而2012年,周先鋒又用一組名為《修復》的雕塑作品,回望了一次對陶瓷恒常性的否定。這一反復否定的過程,正是周先鋒不斷前進的歷史軌跡,也是其逐漸向陶瓷美學的“本體性否定”靠近的過程。
另一組作品,則更加明顯地凸顯了周先鋒對傳統陶瓷材料的語言表述探索。他首先用傳統陶瓷材料中的“釉里紅”色料,嘗試了對觀念性的表達(代表作《面具》2008年),然后在2011年的《共生》系列中,對“青花釉里紅”這一傳統的詞組性材料,進行了修辭學范疇的改造。2012年,周先鋒則對青花的表述可能進行了跨度巨大的探索,通過使用多重的工具轉譯,完成其系列作品《夢回長安》系列和《夢游》系列。自唐青花用麥稈蘸料在陶器上點綴花紋開始,到青花繪畫吸取水墨精神實現傳統青花美學的趣味固化,再到周先鋒的多重的工具轉譯,可以說青花這一陶瓷繪畫材料,終于具有了一種完整的美學意義上的流變譜系。
2013年春節之后,周先鋒忽然拿出了一組尚未命名的陶瓷作品。該組作品首先顛覆了瓷板的形態特征,讓瓷板具有了某種類似手工紙張與透光聚酯材料的觀感,然后用包括青花繪畫與瓷板陽刻在內的多種表現手段,重新演繹了敦煌壁畫藝術。
這次周先鋒直接涉及到陶瓷藝術整體材料組本體性的全面否定。可以說,這一組尚未命名的作品,顛覆了陶瓷藝術的全部舊形態,直接激發了陶瓷藝術的形態活力,具有了一種前無古人的材料探索價值。
綜觀古今中外的陶瓷藝術,基本上只有兩條形態線索,其一是器物形態,其二是擬象形態。器物形態基本沒有跳出傳統陶瓷美學的歷史語境,只是在功能性與視覺經驗上完成了某種變異;而擬象形態,則自有陶瓷以來,就是一種小眾形態,歷史上早期的擬象形態體現為仿生型表現,仿木竹瓜果昆蟲玉器等等。二戰之后,一批日本陶瓷藝術家,全面接受西方美學方法論,開始將陶瓷制作成視覺上完全非陶瓷化的裝置,有些作品甚至根本不必使用陶瓷這一材料,直接使用金屬或者泥土進行表達,其效果基本一致。也就是說,這已經遠遠偏離了陶瓷藝術的形態范疇。
周先鋒制作的瓷板形態,并沒有偏離陶瓷的形態屬性,但也完全沒有了舊的陶瓷板材的形態特征,因而我們并不能就此指認其屬于擬象形態的變異,或者冒然批評此者屬于“失敗的技術呈現”。但我們能否就此放下一切成見,承認其創造了新的陶瓷瓷板形態呢?這或許并不能在這里武斷地下一個定論,其試驗性特征還很濃,如果這一瓷板形態被更多的藝術家所使用,恐怕意義就非比尋常了。
這就好比紙張的形態,不同的造紙技術所誕生的不同紙張形態,造就了完全迥異的藝術門類與式樣,宣紙的水墨、水粉紙的水彩與水粉畫、感光紙的影像等等,完全是不同的藝術門類。
如果周先鋒的半透光瓷板能夠成為一種公共性材料形態的話,那么他將引起陶瓷藝術大范疇內的表述革命。至少不同的藝術家在使用這一全新的瓷板樣式進行創作的時候,其所能夠呈現出的畫面效果也是完全不同的,更不用說這有可能將激發更多的藝術創作的想象力。
毫無疑問,如果說在中國陶瓷藝術的主體話語權范疇里,依舊是瓶瓶罐罐的天下,依舊是中國傳統紙本繪畫在陶瓷材料上簡單移植的天下,那么周先鋒有可能觸及到的,恐怕正是陶瓷材料的美學擴張。這或者將撼動的,是舊陶瓷材料美學的話語權利。
注:
①《否定主義美學》吳炫著北京大學出版社[微博]2004年版
②《藝術與文化》(ArtandCulture)克萊門特o格林伯格(ClementGreenberg)著
廣西師范大學出版社
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國瓷材料:電子陶瓷材料技術先鋒
電子信息材料是電子材料及精細化工結合的高新技術產品。隨著技術創新的發展,電子信息材料的應用領域不斷擴大,已滲透到國民經濟和國防建設的各個領域。
國內首家使用高溫高壓水熱工藝生產鈦酸鋇基礎粉的企業國瓷材料功能材料股份有限公司(國瓷材料,股票代碼:300285)即將完美亮相資本市場。
據了解,國瓷材料是中國大陸地區規模最大的批量生產并對外銷售片式多層陶瓷電容器(MLCC)配方粉的廠家,也是繼日本堺化學之后全球第二家成功運用高溫高壓水熱工藝批量生產高純度、納米級鈦酸鋇粉體的廠家。
產品領跑行業手握優質客戶
國瓷材料是國內首家實現水熱法批量化生產鈦酸鋇的企業,公司主要技術人員通過多年摸索和研究,成功研發了高品質鈦酸鋇粉的批量化生產工藝技術,在全球范圍內突破了日本廠商的技術封鎖,填補了國內空白。
憑借出色的技術實力,公司生產的產品品質均超過國家標準中對同類產品的相關要求,位居國內前列。
目前國瓷材料的主要客戶包括風華高科、深圳宇陽、潮州三環、韓國三星電機、韓國三和、美國JDI、臺灣禾伸堂等;公司已與日本京瓷、日本村田、臺灣華新科及臺灣國巨等建立了良好的合作關系。
風華高科、深圳宇陽及潮州三環均為國內領先的MLCC生產廠家,其中風華高科、深圳宇陽已分別在國內及香港上市。日本村田、韓國三星電機等均為國際一線MLCC廠家,技術水平較高、經營業績穩定、產品市場占有率較高。
高端研發團隊創造卓越成果
國瓷材料通過多年發展,借鑒國內外先進管理經驗和模式,培養了一批優秀的技術專業人才和管理人才。
公司擁有一支高素質的員工隊伍,其中本科以上學歷人員為41人,大專以上學歷人員達225人,分別占公司員工總數的10.99%、60.32%。主要員工均在公司從事專業技術工作3年以上,是公司發展的中堅力量。
公司與山東大學合作的“鈦酸鋇電子陶瓷材料的關鍵制備技術”、本公司的“高端多層陶瓷電容器用納米級鈦酸鋇粉體材料”兩項成果均取得山東省科技廳頒發的“科技成果鑒定證書”,包括濟南大學校長程新教授、清華大學李龍土院士在內的鑒定委員會一致認定本公司的上述技術成果均已達到國際先進水平。
2010年11月,本公司與山東大學、風華高科共同合作的“多層陶瓷電容器用鈦酸鋇基介電陶瓷材料的產業化關鍵技術及應用”項目榮獲2010年度國家科技進步二等獎。
相信隨著國內電子信息材料不斷發展,國瓷材料依托于持久的領跑者地位,實現股東利益的最大化,三年內力爭將公司發展為領先的MLCC電子陶瓷材料供應商之一;五年內將公司打造為全國功能陶瓷材料產業化基地。
汽車上陶瓷材料的應用
在傳統柴油機或燃氣輪機用的金屬零件中,鋁合金的耐溫極限為350℃,鋼和鑄鐵的為450℃,最好的超級耐熱合金的耐揾極限也不能超過1093℃。金屬材料的上述耐溫極限大大限制了發動機的工作溫度(熱效率)。而使用各種冷卻裝置又使發動機設計復雜,增加重量和耗費許多功率。汽缸工作溫度低不僅會由于燃料不能充分燃燒而造成能源浪費,而且使車、船、飛機的速度提高受到了很大限制。最近,科技人員發現,如果用耐高溫的陶瓷,如氮化硅陶瓷,等代替合金鋼制造陶瓷發動機,其工作溫度可達1300℃-1500℃。陶瓷發動機的熱效率高,可節省30%的熱能,而且工作功率比鋼質發動機提高45%以上。另外,陶瓷發動機無需水冷系統,其密度也只有鋼的一半左右,這對減小發動機自身重量也有重要意義。
利用陶瓷涂層來提高發動機性能也是提高發動機質量的可能途徑之呷。陶瓷涂層技術成熟、成本低、壽命較高,采用等離子噴涂工藝,可涂覆三氧化鋯、碳化鈦和二氧化鈦等陶瓷,獲得1mm以內的耐久涂層。為了解決陶瓷涂層太薄的問題,人們研究用二氧化鋯、氮化硅、碳化硅和鈦酸鋁制造發動機的整體陶瓷零件。此外,還研究了玻璃瓷、氧化鋁等整體陶瓷件。如果把發動機的耐高溫部件涂上一層高溫陶瓷,便既能保持金屬材料的固有強度和韌性,又具有高溫陶瓷的耐高溫特點。據報道,用這種方法可使發動機進氣孔道表面的耐熱能力從1200℃提高到1700℃。
陶瓷材料有什么性能
陶瓷材料有什么性能?
一、力學特性
陶瓷材料是工程材料中剛度最好、硬度最高的材料,其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗壓強度較高,但抗拉強度較低,塑性和韌性很差。
二、熱特性
陶瓷材料一般具有高的熔點(大多在2000℃以上),且在高溫下具有極好的化學穩定性;陶瓷的導熱性低于金屬材料,陶瓷還是良好的隔熱材料。同時陶瓷的線膨脹系數比金屬低,當溫度發生變化時,陶瓷具有良好的尺寸穩定性。
三、電特性
大多數陶瓷具有良好的電絕緣性,因此大量用于制作各種電壓(1kV~110kV)的絕緣器件。鐵電陶瓷(鈦酸鋇BaTiO3)具有較高的介電常數,可用于制作電容器,鐵電陶瓷在外電場的作用下,還能改變形狀,將電能轉換為機械能(具有壓電材料的特性),可用作擴音機、電唱機、超聲波儀、聲納、醫療用聲譜儀等。少數陶瓷還具有半導體的特性,可作整流器。
四、化學特性
陶瓷材料在高溫下不易氧化,并對酸、堿、鹽具有良好的抗腐蝕能力。
五、光學特性
陶瓷材料還有獨特的光學性能,可用作固體激光器材料、光導纖維材料、光儲存器等,透明陶瓷可用于高壓鈉燈管等。磁性陶瓷(鐵氧體如:MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4)在錄音磁帶、唱片、變壓器鐵芯、大型計算機記憶元件方面的應用有著廣泛的前途。
什么是先進陶瓷材料
先進陶瓷材料又稱精密陶瓷材料,是指采用精制的高純、超細的無機化合物為原料及先進的制備工藝技術制造出的性能優異的產品。根據工程技術對產品使用性能的要求,制造的產品可以分別具有壓 電、鐵電、導電、半導體。磁性等或具有高強、高韌,高硬、耐磨。耐腐蝕、耐高溫、高 熱導、絕熱或良好生物相容性等優異性能。
先進陶瓷材料一般分為結構陶瓷、陶瓷基復合材料和功能陶瓷三類。
先進陶瓷材料是新材料的一個重要組成部分,廣泛應用于通訊、電子、航空、航天、軍事等高技術領域,在信息與通訊技術方面有著重要的應用。大部分功能陶瓷在電子工業中應用十分廣泛,通常也稱為電子陶瓷材料。如用于制造芯片的陶瓷絕緣材料、陶瓷基板材料、陶瓷封裝材料以及用于制造電子器件的電容器陶瓷、壓電陶瓷、鐵氧體磁性材料等。 電子技術、大規模集成技術電路,離不開壓電、鐵電和磁性陶瓷;電子計算機的記憶系統需要具有方形磁滯回線的鐵磁體陶瓷;高速硬盤轉動系統需要陶瓷軸承;在火箭和導彈的發射中,鼻錐和透波陶瓷天線罩是關鍵部件,它要承受高溫氣流的摩擦和沖刷,要求材料具有高的高溫強度和好的抗氧化性能,只有陶瓷材料才能滿足這些要求;作為新能源的磁流體發電機,需要采用陶瓷做電極材料;高溫燃料電池、高能量蓄電池,需要采用陶瓷塊離子導體做隔膜材料等等。
目前先進陶瓷已形成一個巨大的高新技術產業。全世界先進陶瓷產品的銷售總額超過300億美元,并以每年l0%以上的速度增長。美國與日本在該領域處于領先地位。先進陶瓷材料因其優異的高溫力學性能及特有的光、聲、電、磁、熱或功能復合效應在高新技術產業、傳統產業改造和國防軍工等領域發揮著越來越大的作用。
我國新型智能陶瓷材料已成主要材料
智能陶瓷材料包括對使用環境敏感且能對環境變化作出靈敏反應的材料,目前已成為材料科學及工程領域中研究的亮點。智能陶瓷將包括功能材料、驅動系統與反饋系統結合的智能材料系統或結構。由于其綜合性的功能的發揮,它可適時感知與響應外界環境的變化,實現自測、自診斷、自修復、自適應等諸多性能。用于智能陶瓷系統的材料與制品,已形成仿生聚合物、導電聚合物,電流變流體、光纖傳感系統、磁致伸縮材料、微電機系統、壓電及電致伸縮陶瓷,壓電聚合物、壓電陶瓷/聚合物復合材料,形狀記憶材料及聚合物等。其中功能陶瓷材料將是智能陶瓷及其器件進行設計與發展使用的主要核心材料。
當前有些功能陶瓷制品已具有智能化的功能、如半導體鈦酸鋇正溫度系數熱能電阻及氧化鋅變阻器,它們對于溫度和電壓已經具備自身診斷、候補保護與自身修復的功能,可以使材料本身抵抗環境的突然變化,并可重復多次使用。在智能陶瓷系統中,壓電陶瓷是最重要的品類。由于壓電陶瓷具有機電、聲、光、熱、彈等多種功能及耦合效應。可以用作壓力、溫度、光等多種傳感器。壓電驅動器又具有位移控制精度高、響應快、推動力大、驅動功率低和工作頻率寬等優點。所以常使用壓電陶瓷材料用于結構減震、控制震動,結構破壞及有源消聲等。現在已經普及使用及正擬開發研制的壓電類智能陶瓷制品及材料系統如下:
(1)高級轎車減震裝置:利用正壓電效應、逆壓電效應和電致伸縮效應綜合研制成功智能減震器,具有識別路面并自我調節的功能。可將粗糙路面形成的震動減到最低限度,提供乘車人員乘車的舒服感。整個感知與調節過程只需要20秒。另外,采用智能陶瓷材料制成的減震裝置還可以推廣應用到精密加工的穩固工作平臺等。
(2)智能雨刷:由利用鈦酸鋇陶瓷的壓阻效應制成智能陶瓷雨刷,可以自動感知雨量,自動將轎車擋風玻璃上的雨刷調節到最佳速度。
(3)有源消聲:主要使用于震動頻率低于500赫茲的消聲,系由壓電陶瓷拾音器、諧振器、模擬聲線圈和數字信號處理集成電路組成。
(4)可以利于智能陶瓷材料開發智能安全系統與智能傳輸系統。
(5)熱釋電電壓變壓器:此產品由兩種或兩種以上功能陶瓷進行組合后形成的新型復合陶瓷功能塊。它能夠產生一些新效應亦稱組合功能效應。簡單講它是由一片半導性PTC陶瓷膜與一片熱誘導相變特性的PZT型陶瓷膜組合而成。由于前者的輸入與后者的輸出導致發熱及將熱量傳輸,從而產生誘導相變。
智能陶瓷材料的開發研究正處于剛剛興起時期,它的應用將對汽車、造船、建筑、機械、家電、航天、國防等工業領域產生重要影響,大大提高其智能與自動化的水平。
創新陶瓷材料與藝術
陶瓷在我國有著悠久的歷史,它開創了人類文化藝術的先河。陶瓷藝術的發展,促進了人類精神文明和物質文明的發展。陶瓷的發展證明了哪個地區有優質的陶瓷材料資源,哪個地區的陶瓷業就興旺發達。幾千年來,陶瓷藝術的發展,皆是因材施藝、獨具匠心,創造了經久不衰的燦爛的陶瓷文化。南方景德鎮以青瓷、青花、粉彩、古彩等和各種窯變藝術釉著稱,宜興的紫砂,福建的建白瓷以及北方的龍山文化、磁州窯系的黑白陶,禹州的鈞瓷等都有自己的材料特點,產品風格各異,名揚四海。新中國成立后,北方在缺乏優質高嶺土的情況下,以石英瓷、滑石瓷等五種新材料,確立人工合成材料在北方的優勢,打開了市場,加大了創新力度。這些新材料都有強度高、透明度高的優點,是優質的賓館飯店用瓷,有無限的生命力,為陶瓷藝術創新打下了物質基礎,形成獨特風格。總之,不管是泥料、釉料、裝飾材料都是創新促進了發展。釉色更是突出了地域特點,有特點就有了知名度,知名度提高了地區的品牌,一個形成產業化的地區才有生命力。如何利用資源提高陶瓷藝術創新,我認為:一、更新觀念,繼承民族傳統的精華,搞好創新研制工作。創新是民族發展的靈魂,爬行主義是不行的,不僅藝術形式要有突破,工藝上力求嚴謹,藝術形式的創新有嚴謹的工藝保障,作品才會美、才會耐人尋味。伴隨時代的發展,要研究各階層人士的生活需求和審美情趣,作品要具有時代品味,創新要順應、引導人們的愛好,人們不愛好不喜歡就沒有生命力。二、創新要做到藝術、文化、工藝、原材料等元素的科學結合,特別是要充分利用好原材料的特性,表現出材質的美感。宜興的紫砂就充分的表現了這種美感。陶瓷材質的美是樸素的美,老子講:“唯樸素美為美也”。陶瓷藝術的創新有多種形式和手法,新的造型、新的畫面,在畫面裝飾上有釉上、釉中、釉下等彩繪手法,有各種精美的高溫窯變藝術釉,只有作到裝飾與器形的完美結合,才會制作出精美的陶瓷藝術品。三、創新需要人才,樹立以人為本的思想觀念,培育新的藝術人才。陶瓷藝術的創新發展,必須走理論與實踐相結合的路。藝術就是獨特的構思加上高超的技術,陶瓷藝術工作者必須學習工藝技術,提高設計、制做能力。只有重視人才的培養才能適應當今時代的發展,培養陶瓷行業的行家里手,壯大陶瓷藝術隊伍,陶瓷藝術事業才能長足發展。陶瓷的創新發展要走生產、科研、院校相結合的路。陶瓷是一門綜合科學,只有互相學習、互相協作,才會出精品。創新不是光靠藝術感覺,要有綜合能力,只有把握好工藝特性、材質特性,與民族文化相融合,才能做出人民群眾喜聞樂見的精美產品。
稀土在功能陶瓷材料中的應用
稀土,是包括15個鑭系元素和鈧、釔共17個金屬元素的總稱。稀土元素自18世紀末相繼被人們發現以來,已在冶金、陶瓷、玻璃、石化、印染、農林等行業得到廣泛應用。隨著科學技術的進步,稀土的應用范圍不斷擴大。特別是近20余年來,稀土在高新技術領域的應用得到了迅猛發展。稀土在功能陶瓷中的應用,就是其中的一個重要方面。
功能陶瓷,是20世紀特別是第二次世界大戰以后隨著電子信息、自動控制、傳感技術、生物工程、環境科學等領域的發展而開發形成的新型陶瓷材料,它可利用電、磁、聲、光、熱、力等直接效應及耦合效應所提供的一種或多種性質來實現某種使用功能。因功能陶瓷的品種類型繁多,性能特點豐富且適用面廣,現已在電器裝置、信號處理、傳感計測、半導體元件、超導材料等方面得到廣泛應用,倍受相關材料研究人員和生產者們的普遍關注。
稀土與功能陶瓷有著密切的關系。眾所周知的超導陶瓷中大部分都含有稀土,如釔鋇銅氧(ybco)就是一種具有優良高溫超導性的氧化物陶瓷,它可將所需的環境工作溫度由低溫超導材料的液氦區(tc=4.2k)提高到液氮區(tc=77k)以上,極大地提升了超導材料的實用價值。同時,在許多功能陶瓷的原料中摻加一定的稀土元素,不但可改善陶瓷的燒結性、致密度、強度等,更重要的是可使其特有的功能效應得到顯著提高。
稀土在功能陶瓷中的應用
1.在超導陶瓷中的應用
自1987年中、日、美等國材料科學家發現氧化物陶瓷釔鋇銅氧(ybco)具有優良的高溫超導性(tc高達92k)以來,人們在稀土高溫超導陶瓷的性能研究及應用開發方面做了大量工作,并取得了許多重大進展,日本已有研究表明,用nd、sm、eu、gd等輕稀土(ln)取代ybco中的y后,所得超導陶瓷材料lnbco的臨界磁場強度顯著提高,磁通釘扎力也大為增強,在電力、儲能和運輸等方面極具實用價值。如經一定生產工藝所制得的lnbco塊材,能在77k捕集大于10t的磁場,可代替nd-ti用作磁懸浮列車的磁體。
北京大學以zro2為襯底并加熱至約200℃,分別將y(或其它稀土)、ba的氧化物和cu分層蒸發在襯底上進行擴散處理,并于800~900℃溫度區間熱處理,所制得的超導陶瓷在100k以上表現出具有良好的金屬性電阻溫度系數。日本鹿兒島大學將稀土la摻加到sr、nb氧化物中所制成的陶瓷薄膜,在255k即發生超導現象。
2.在壓電陶瓷中的應用
鈦酸鉛(pbtio3)是一種典型的具備機械能-電能耦合效應的壓電陶瓷,其居里溫度高(490℃)、介電常數低,適于高溫和高頻條件下應用。但在其制備冷卻過程中,因產生立方-四方相變而易出現顯微裂紋。為了解決這一問題,采用稀土對其進行改性,經1150℃溫度燒結后可獲得相對密度為99%的re-pbtio3陶瓷,顯微組織得到明顯改善,可用于制造在75mhz的高頻條件下工作的換能器陣列。分析認為,由于稀土離子re3+的置換作用,使pbtio3陶瓷介電常數減小及壓電各向異性(kt/kp)增強,特別適用于電子掃描醫用超聲系統中的換能器。并且因陶瓷的介電常數和徑向機電耦合系數減小,其高頻諧振峰變得單純,利于制造高靈敏度、高分辨率的超聲換能器。
在具有高壓電系數的鋯鈦酸鉛(pzt)壓電陶瓷中,通過添加la2o3、sm2o3、nd2o3等稀土氧化物,可明顯改善
現代陶瓷材料分類及應用范圍
現代陶瓷材料的分類從應用的角度可大致劃分如下。
絕緣結構陶瓷
這類陶瓷材料主要用來制造裝置零部件、小電容量的電容器、絕緣子、電感線圈骨架、電子管插座、電阻基體、電真空器件和集成電路基片等。根據具體的應用要求。這些陶瓷材料應具有不同的特性。例如:用來制造一般的裝置零部件和電感線圈骨架時,要求陶瓷材料的絕緣性能好,介質損耗小,機械強度高,其有一定的散熱性能等,這類應用的代表性陶瓷材料有氧化鋁陶瓷和滑石陶瓷。用來制造電真空器件和集成電路基片等,要求陶瓷材料具有良好的氣密性和致密度,絕緣性能好,高溫性能穩定,導熱性能好,耐化學腐蝕性好,機械強度高,能與金屬形成良好的封接等,代表性陶瓷材料有剛玉陶瓷、氧化被陶瓷、氮化硼陶瓷和氮化鋁陶瓷等。
電容器陶瓷
這類陶瓷材料主要用來制造在各種條件下應用的電容器。根據閏家標準的規定,這類陶瓷材料分為一類電容器陶瓷介質、二類電容器陶瓷介質和三類電容器陶瓷介質。
一類電容器陶瓷介質主要用來制造高頻陶瓷電容器。根據陶瓷材料的性能和應用要求,可具體分為兩種類型電容器陶瓷介質,高頻穩定型電容器陶瓷介質,主要用來制造用于精密電子儀器等的陶瓷電容器,要求電容器的電容量溫度系數小,以保精密電子儀器等正常。熱補償型電容器陶瓷介質,主要用來制造用于高頻震蕩回路等高頻電路的陶瓷電容器,要求這種電容器陶瓷介質具有較大的負電容溫度系數,以補償電感等其他元器件工作時性能的正溫度系數變化,提高整機工作的頻率穩定性等。
二類電容器陶瓷介質又稱為低頻電容器陶瓷介質。主要用來制造電子線路中的旁路、耦合電路、低頻及其他對電容量溫度穩定性和介質損耗要求不高的電容器。要求這類陶瓷材料具有大的介電系數,介電系數與電場為非線性關系。代表性陶瓷材料有batio3陶瓷和srtio3陶瓷等。
三類電容器陶瓷介質又稱為半導體陶電容量、小體積的電容器,要求這類電容器陶瓷介質具有介質層極薄、介電系數大、介電系數的溫度變化小等性能,根據其結構特點分為三種:表面層型,也稱為氧化層型,是指在半導體陶瓷的表面經過氧化處理形成極薄的絕緣層為介質的半導體陶瓷介質。阻擋層型,是利用半導體陶瓷的表面與電極形成的接觸勢壘薄層為介質的半導體陶瓷介質。晶界層型,也稱為bl型,是利用半導體陶瓷中的半導體晶粒間的絕緣晶界層為介質的半導體陶瓷介質。
現代陶瓷材料分類及應用范圍
此外,獨石陶瓷電容器和“片式”陶瓷電容器大量用于計算機表面組裝技術中,還有反鐵電陶瓷電容器介質等。
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