可行性分析报告pp

1、1、陶瓷概述定义陶瓷是陶器和瓷器的总称。人们早在约8000年前的新石器时代就发明了陶器。常见的陶瓷材料有粘土、氧化铝、高岭土等。陶瓷材料一般硬度较高，但可塑性较差。除了使用于食器、装饰上外，陶瓷在科学、技术的发展中亦扮演着重要角色。陶瓷原料是地球原有的大量资源黏土经过淬取而成。而粘土的性质具韧性，常温遇水可塑，微干可雕，全干可磨；烧至700度可成陶器能装水；烧至1230度则瓷化，可几乎完全不吸水且耐高温耐腐蚀。其用法之弹性，在今日文化科技中有各种创意的应用。发明了陶器。陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。陶瓷的定义：陶瓷英文Ceramic(或者China)；陶瓷拼音Táo

2、cí；陶瓷是以天然粘土以及各种天然矿物为主要原料经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料的各种制品。以前人们把用陶土制作成的在专门的窑炉中高温烧制的物品称作陶瓷，陶瓷是陶器和瓷器的总称。陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼，成形，煅烧而制成的各种制品。由最粗糙的土器到最精细的精陶和瓷器都属于它的范围。对于它的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物(如粘土、石英等)，因此与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业，同属于“硅酸盐工业”的范畴。陶瓷的主要产区为景德镇、醴陵、高安、丰城、萍乡、黎川、佛山、潮州、德化、淄博、唐山、北流等地。此外

3、景德镇是我国“瓷都”。陶瓷分類、特性.随着近代科学技术的发展，近百年来又出现了许多新的陶瓷品种。它们不再使用或很少使用粘土、长石、石英等传统陶瓷原料，而是使用其他特殊原料，甚至扩大到非硅酸盐，非氧化物的范围，并且出现了许多新的工艺。美国和欧洲一些国家的文献已将“Ceramic”一词理解为各种无机非金属固体材料的通称。因此陶瓷的含义实际上已远远超越过去狭窄的传统观念了。迄今为止，陶瓷器的界说似可概括地作如下描述：陶瓷是用铝硅酸盐矿物或某些氧化物等为主要原料，依照人的意图通过特定的物理化学工艺在高温下以一定的温度和气氛制成的具有一定型式的工艺岩石。表面可施釉或不施釉，若干瓷质还具有不同程度的半透明

4、度，通体是由一种或多种晶体或与无定形胶结物及气孔或与熟料包裹体等微观结构组成。陶瓷工业是硅酸盐工业的主要分支之一，属于无机化学工业范围但现代科学高度综合，互相渗透，从整个陶瓷工业制造工艺的内容来分析，它的错综复杂与牵涉之广，显然不是仅用无机化学的理论所能概括的。陶瓷制品的品种繁多，它们之间的化学成分矿物组成，物理性质，以及制造方法，常常互相接近交错，无明显的界限，而在应用上却有很大的区别。因此很难硬性地归纳为几个系统，详细的分类法各家说法不一，到现在国际上还没有一个统一的分类方法。常用的有如下两种从不同角度出发的分类法： (一)按用途的不同分类1日用陶瓷：如餐具、茶具、缸，坛、盆、罐、盘、碟、

5、碗等。2艺术陶瓷：如花瓶、雕塑品陈设品等。3. 工艺陶瓷：花瓶 花盆 花插 套餐系列 灯座 园林陶瓷 树脂工艺 器皿等4工业陶瓷：指应用于各种工业的陶瓷制品。又分以下6各方面： (1)、建筑一卫生陶瓷： 如砖瓦，排水管、面砖，外墙砖，卫生洁具等； (2)、化工陶瓷： 用于各种化学工业的耐酸容器、管道，塔、泵、阀以及搪砌反应锅的耐酸砖、灰等； (3)、化学瓷： 用于化学实验室的瓷坩埚、蒸发皿，燃烧舟，研体等； (4)、电瓷： 用于电力工业高低压输电线路上的绝缘子。电机用套管，支柱绝缘于、低压电器和照明用绝缘子，以及电讯用绝缘子，无线电用绝缘子等； (5)、耐火材科： 用于各种高温工业窑炉的耐火材

6、料； (6)、特种陶瓷： 甩于各种现代工业和尖端科学技术的特种陶瓷制品，有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁石质瓷、锆英石质瓷、锂质瓷、以及磁性瓷、金属陶瓷等。1.按原料來分,可分爲以下兩種. 普通陶瓷:利用粘土,長石,石英等天然矽酸原料. 特種陶瓷:利用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、氟化物等純度高的人工合成材料.2.根据土质来分,可分爲以下7種:序號原料分類收縮比率烧成温度産品特性成品種類1骨灰瓷(BONECHINA)18%1350(采用還原烧)特白、薄、透光性好高檔食具、迷你飾品、夜灯罩(貼花紙)2新瓷(NEW BONE CHINA)18%1350采用還原烧)特白、薄、透光性好高檔食具、迷你飾品

7、、夜灯罩(貼花紙)3全瓷(PORCELAIN)15%1250(采用氧化烧)白、硬度強一般食具(貼花紙)4半瓷(SUB-PORCELAIN STONE WARE)8-10%1180(采用氧化烧)米色、硬度強低檔食具(貼花紙)5白雲土(DOLOMITE)56%1050(采用氧化烧)白、脆、輕、密度低、吸水性高釉下彩繪之禮品、食具釉上彩、貼花之食具6紅土(TERRA COTTA)8%9601000(采用氧化烧)赭紅色、脆、輕、密度低、吸水性強花盆或其他禮品,一般色釉、流釉或透明釉7半陶(EARTH ENWARE)600800(采用氧化烧)米黃色、脆、輕、密度低、吸水性強低檔花盆,水泥漆或油漆作表面處

8、理以上所有土質均可一次烧成,只有白雲土成形2次窑烧,因爲白雲土的密度較松软,一次烧成容易有严重針孔.第一次燒成稱爲素燒,第二次爲釉烧.土的四大成分是高林土、長石、石灰石、田睦土,其中長石和石灰石決定産品的白度和硬度,高林土和田睦土決定産品的塑性和顔色.根據燒成溫度來分,有高溫瓷、中溫瓷和低溫瓷. 陶瓷的性質白度、透光度、光澤度、熱性、耐酸性、質密性、脆性.1).光泽度決定于瓷器表面的平坦與光滑程度.2).热穩定性的測定方法是將測試樣放於电炉內逐漸升温从100起,每隔20取出試樣投入20水中急冷一次,如此反復,直至試样表面出現裂紋或開裂爲止.3).陶瓷材料爲良好的耐酸材料,能耐無機酸和有機酸及鹽

9、的侵蝕.但抵抗的侵蝕能力較弱,餐具瓷釉的使用要注意在弱酸堿的侵蝕下鉛的溶出量超過一定量時对人體是有害的.4).日用陶瓷質地緻密,吸水率不超過0.5%,陶器吸水率从4-5%開始.5).爲了改善陶器材料的脆性,已研製出高韌性、高強度的氧化鋯陶瓷.未来发展我国陶瓷工业现状随着社会主义经济建设和对外贸易事业的发展，特别是经过年的改革开放、改组改造、陶瓷工业发展很快。陶瓷中专、中技遍布陶瓷产区。工学院、陶瓷学院为陶瓷工业培养造就一大批的高素质管理人才和科技人才；陶瓷科研院所、情报站、杂志期刊遍布全国；三山、唐山、博山、佛山、崛起，川陶争雄；重要产区、唐山、邯郸、淄博、宜兴、佛山、景德镇、醴陵、德化、湛江

10、、潮州、大埔、北流、海城形成；一些大中型骨干企业，引进了先进设备和技术及科学先进的管理经验。他们创优质产高产，经济效益好，为我国陶瓷企业的“两个转变”与“三改”提供了经验，为加快传统陶瓷工业的发展奠定了基础。中国陶瓷工业开始迈进了品牌竞争，实力取胜的新阶段。由于传统陶瓷技术的禁锢及长期计划经济体制的束缚，不少企业设备和技术落后，员工技术素质和管理素质较低。当一旦进入市场经济，就经不住激烈的市场竞争而被陷入低谷。与日本和西方国家的主要差距是：产品人均拥有量少；劳动生产率低；出口数量不少，换汇率低；产品档次低，级高档产品少，市场应变能力差，主要、级中、低档、花色品种单调、陈旧，更新慢，不适应国际市

11、场需要。日、英、德主要级高档产品，花色品种丰富，变换快；生产工艺：我国传统为主，多数单机效率低。日、英、德、意工艺先进，不断推出新工艺，高效高质，自动化程度高；技术设备水平方面，我国日用陶瓷大多数为年代水平，而且习惯用传统技术装备传统产品，技改能力低。日、英、德为年代水平，装备精良，新技术开发应用快；能耗方面，我国为-大卡公斤制品。日、英、德为-大卡公斤制品；企业经营管理素质偏低。世界陶瓷现状虽然世界陶瓷史可上溯万年，但由于其独特的稳定性能，人类掌握其生产技能的熟练程度，能融实用性、文化艺术性于一体等原因，不但在日常生活、建筑领域有不能替代的地位，而且在高新技术领域和建设文明社会的领域也有新的

12、发展，充分地确立了既传统、古老而又现代化的地位。世界陶瓷业的现状可归纳为如下的几个方面：     （）陶瓷工业已步入现代工业的行列，可以将现代化的工业生产模式应用于陶瓷生产，达到相当高的综合技术经济指标。     （）陶瓷工业在国内外得到普遍的发展，中国的所有省市区几乎都建立了陶瓷厂，世界的大部分地区、国家近几年都建立了陶瓷生产企业，世界上经济较为发达的国家现在已很难找到没有瓷器的家庭。     （）当代较高水平的陶瓷生产国以及陶瓷市场仍然集中在

13、经济较富裕、工业技术较发达的国家，即使是在中国，也莫不如此，说明发展陶瓷业需要经济、技术、市场的支撑。     （）当代陶瓷业的生存和发展具有更多来自行业内外的竞争。行业内的不必说，行业外的就是要不被取代，需靠行业的相对优势来维持。例如地砖、卫生厨具，要是其性能、功能、价格、文化艺术性等不及木材、塑料、石料制品，就难以求存了。     （）陶瓷业的学术水平、技术工艺水平、综合技术经济指标等不断地在动态中得到发展和提高。人们以更客观全面的眼光来审视每项技术、装备的进步。  &#

14、160;  （）陶瓷生产业和市场的国际化。中国是世界陶瓷业国际化既典型又具体的例子。中国本土上现有的陶瓷工厂从国别来说，有来自美国、日本、意大利、德国、西班牙和英国；从工艺技术来说，当前世界上普遍使用的中国都用；从装备来说，世界上已有的中国基本上都有，甚至国外没有的中国先有了，从产品来源来说，中国市场上可见到世界上各大公司所有产品；从出口来说，中国陶瓷行业产品已进入到百个以上的国家。究其根本原因，是陶瓷具有拓展国际市场的条件。工业陶瓷概念工业陶瓷(也称为先进陶瓷、特种陶瓷、精细陶瓷等)是20世纪中叶以来发展起来的一类具有机械、热、电、磁、光、超导等功能的陶瓷，是采用精制的高

15、纯、超细的无机化合物为原料及先进工艺技术制备出的具有特定组分和显微结构的材料。根据应用领域和性能一般分为结构陶瓷、陶瓷基复合材料和功能陶瓷三类。 工业陶瓷的发展与近代工业的需求密切相关，成为许多新兴科学技术得以实现的关键，广泛应用于机械、能源、汽车、冶金、化工、生物医学、电子、计算机、传感、空间技术、航空航天和国防军工等国民经济的各个领域。除日用陶瓷、艺术装饰陶瓷及建筑卫生陶瓷以外，能使用于工业等部门的陶瓷材料之总称它包括用传统工艺制成的工业用陶瓷制品和采用高技术、新工艺制成的精细陶瓷材料。陶瓷从广义上讲包括传统陶瓷和特种陶瓷。 传统陶瓷是以粘土为主要原料烧制而成的制品，如日用陶瓷、艺术陶瓷、

16、建筑卫生陶瓷。而特种陶瓷是用人工合成的超细高纯的粉体无机化合物原料， 采用各种先进的成型方法， 现代化的烧成工艺， 精密的加工技术精制而成的。它是一种新型陶瓷材料，与传统陶瓷相比，在组成、结构、性能和制备工艺技术上均有显著的不同。可应用于电子、汽车、机械装备、能源、化工和生物医药等诸多工业领域，因此可以称特种陶瓷为工业陶瓷。工业陶瓷的分类按用途的分类，工业陶瓷：指应用于各种工业的陶瓷制品。又分以下6各方面： (1)、建筑一卫生陶瓷： 如砖瓦，排水管、面砖，外墙砖，卫生洁具等； (2)、化工陶瓷： 用于各种化学工业的耐酸容器、管道，塔、泵、阀以及搪砌反应锅的耐酸砖、灰等；(3)、化学瓷： 用于化

17、学实验室的瓷坩埚、蒸发皿，燃烧舟，研体等； (4)、电瓷： 用于电力工业高低压输电线路上的绝缘子。电机用套管，支柱绝缘于、低压电器和照明用绝缘子，以及电讯用绝缘子，无线电用绝缘子等； (5)、耐火材科： 用于各种高温工业窑炉的耐火材料； (6)、特种陶瓷： 甩于各种现代工业和尖端科学技术的特种陶瓷制品，有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁石质瓷、锆英石质瓷、锂质瓷、以及磁性瓷、金属陶瓷等。特种陶瓷在工业上有各种应用，通常把它们划分成两类：结构陶瓷和功能陶瓷。结构陶瓷又称工程陶瓷，主要利用陶瓷的强度、刚度、韧性、耐磨性、硬度、疲劳强度等力学性能的陶瓷材料，主要种类有高强度陶瓷、 （超）高温陶瓷、 （超）

18、低温陶瓷、高韧性陶瓷、超硬度陶瓷和纳米陶瓷等。功能陶瓷是利用陶瓷的电磁光声热等性能及其藕合效应的陶瓷材料，主要种类有电子陶瓷、敏感陶瓷、光学陶瓷、生物陶瓷、磁性陶瓷和超导陶瓷等。功能陶瓷中约 60%是电子陶瓷，它包括铁电陶瓷、压电陶瓷、半导体陶瓷、电介质陶瓷等。特种陶瓷在工业上都有其各种的应用和产品，具体见表 1：表1 工业陶瓷的分类及其主要产品 分类产品应用结构陶瓷高温结构陶瓷高级耐火材料，发动机用陶瓷，喷嘴，换热器耐磨陶瓷刀具，磨料磨球磨具，密封件，轴承，拉线轮，其他各种结构件 结构陶瓷生物陶瓷人工齿，人工骨功能陶瓷电子陶瓷陶瓷电容器，压电陶瓷，铁电陶瓷，电介质陶瓷，半导体陶瓷，超导陶瓷磁

19、性陶瓷铁氧体，磁记录材料，磁泡材料，永磁材料 光电陶瓷红外窗口材料，光敏（光电）陶瓷，光导纤维陶瓷传感器热敏、压敏、湿敏、气敏、光敏陶瓷能源陶瓷核反应堆用陶瓷，太阳能材料，红外辐射陶瓷，隔热保温材料化学陶瓷催化剂载体，分子筛，耐酸陶瓷，环保过滤器生物陶瓷生物活性陶瓷，人工心脏汽车陶瓷堇青石蜂窝陶瓷催化载体、陶瓷发动机，陶瓷活塞，陶瓷叶片，汽车用陶瓷电器件，陶瓷传感元件，气门加热器，爆燃传感器，氧化锆氧传感器 石英陶瓷玻璃水平钢化炉用石英陶瓷辊，浮法玻璃退火炉用空心辊，浮法玻璃窑用闸板砖，铸钢用水口，冲头，坩锅，炉体等 适用范围我国从 20 世纪 50 年代开始进行工业陶瓷的研究，材料以氧化铝陶

20、瓷为主，60 年代为满足电子技术和核技术的发展需要，氧化铍、氧化钙和其他非氧化物工业陶瓷相继问世。 我国“十五”科技规划中与工业陶瓷有关的发展领域是： （1）超细粉末的制备技术； （2）批量和工业生产装备的研究； （3）高性能陶瓷的特殊成型、烧结、精密加工、涂层、纤维增强复合技术和工艺装备市场供需的研究； （4）脆性材料的评价技术、无损检测、破坏准则及烧结、复合机理； （5）高温工程陶瓷如燃起轮机、高温封阀轴承、风机、炼钢机械部件等研制； （6）光学功能（如透光、偏光、集光、荧光等）陶瓷和光电、光磁、非线性光学陶瓷制； （7）敏感陶瓷与电子陶瓷、各种气敏、光敏、声敏、压敏等敏感元件、高热导、高

21、绝板及磁性材料等的研制； （8）化学功能陶瓷（耐腐蚀、催化剂及其载体、燃料电池、离子交换器等）研制； （9）生物功能陶瓷（如具有生物活性和亲和性的人工骨、牙齿、心瓣膜）研制。工业陶瓷市场供需工业陶瓷主要产品有电子陶瓷产品系列、高性能结构陶瓷产品系列、敏感陶瓷、生物陶瓷、红外陶瓷、化工防腐陶瓷、过滤净化陶瓷等。 功能陶瓷已形成产业，与电子工业配套已初具规模，主要生产陶瓷基片、陶瓷电容器、陶瓷滤波器、压电陶瓷、敏感陶瓷、磁性陶瓷和绝缘陶瓷等。 结构陶瓷起步晚，已初步实现产业化，目前氧化锆研磨介质及制品产能 50 吨/年，年产量约 10 吨；氮化硅陶瓷混合轴承产能 30 万套/年，年产量约 5 万套

22、；氮化硅陶瓷刀具产能100 万片/年，年产量约为 70 万片。单位：亿元人民币 图表：2010年我国特种陶瓷需求预测资料来源：我国工程院、我国科学院我国建筑材料发展现状及迈入新世纪对策咨询报告2000年7月今后需求较大的特种陶瓷产品有： （1）功能陶瓷产品：高导热氮化铝陶瓷基片、低介电常数陶瓷基片、陶瓷电容器、敏感陶瓷用瓷料、陶瓷光纤连接器、微波介质陶瓷材料等。 （2）结构陶瓷产品：机械行业用陶瓷刀具、陶瓷轴承、陶瓷密封环、陶瓷火花塞、建材行业用氧化铝研磨介质和衬里、 陶瓷辊棒、 石油化工用球阀、 缸套等耐磨耐腐蚀陶瓷部件。 （3）汽车用陶瓷产品：陶瓷发动机、陶瓷活塞、陶瓷叶片、汽车用催化转换

23、器、气门加热器等（其中更换控制尾气的催化转换器市场达到 1100 万台/年，利润达 55 亿元/年，而我国目前汽车催化转换器的产能仅 50 万套） 。 （4）生物医用陶瓷材料：人造骨骼、损伤骨的固定材料、牙齿、关节、人工胀器材料、血管、眼睛等，以及脑外科手术的修补、填充，整形整容材料等（生物医用材料附加值高，但投资周期长，产品需经国家批准及临床应用） 。 （5）节能环保用陶瓷材料：陶瓷过滤管、过滤球及陶瓷膜，蜂窝陶瓷（用于蓄热式热力垃圾焚烧炉，冶金炼钢行业中的节能蓄热室等） 。 （6）国防工业用的特殊陶瓷材料。 当前，世界工业陶瓷发展十分迅猛，应用范围和潜在市场不断扩大，已形成了相当的市场规模

24、，总销售额和市场占有率也逐步增长。数据显示，世界工业陶瓷市场规模为500-600亿美元，美国、日本和西欧发达的国家工业陶瓷市场年平均增长率为12%，其中美国工业陶瓷市场总值年平均增长率为9%;中国占据约300-400亿元人民币的市场，每年以10-15%的速度增长。表1和表2分别为工业陶瓷最大市场美国和日本的市场规模与发展趋势。表1 美国工业陶瓷市场规模及预测（单位：亿美元）产品类型1980年1985年1990年2000年2010年2015年电子陶瓷5.34170819.934.854850切削刀具000.351.63.54.5耐磨零件0.20.451.85.48.211发动机零件00.210.

25、568.41014生物陶瓷000.10.30.81.4其他0.0200.150.701.52.6总计5.5617.7421.9651.257283.5表2 日本工业陶瓷市场规模预测（单位：亿日元）产品类型1985年1990年1995年2000年2010年2015年电子陶瓷58861689826263376695000060000机械陶瓷58010201645208235004500热陶瓷4682771623590191200014500生物化学陶瓷43719122920395960008000光陶瓷22916724692634280009000核陶瓷及其他1759901489219035004

26、000总计1047525263432466126183000100000工业陶瓷应用工业陶瓷产品的种类繁多，性能各异，通常把它们划分成两类：结构陶瓷和功能陶瓷。结构陶瓷主要是利用陶瓷的强度、刚度、韧性、耐磨性、硬度、疲劳强度等力学性能的陶瓷材料，主要种类有高强度陶瓷、(超)高温陶瓷、(超)低温陶瓷、高韧性陶瓷、超硬度陶瓷和纳米陶瓷等。功能陶瓷是利用陶瓷的电磁光声热等性能及其藕合效应的陶瓷材料，主要种类有电子陶瓷、敏感陶瓷、光学陶瓷、生物陶瓷、磁性陶瓷和超导陶瓷等。功能陶瓷中约60%是电子陶瓷，它包括铁电陶瓷、压电陶瓷、半导体陶瓷、电介质陶瓷等。工业上普通粘土陶瓷主要是用于绝缘用的电瓷、对酸碱性

27、要求较高的化学瓷、承载强度要求较低的结构零件用瓷等，如绝缘子、耐腐蚀容器、管道等；氧化铝瓷熔点高、硬度高、强度高、且具有良好的抗化学腐蚀能力和介质介电性能，但脆性大、抗冲击性能和抗热震性差，不能承受环境温度的剧烈变化，可用于制造高温炉的炉管、炉衬、内燃机的火花塞等，还可制造高硬度的切削刀具，又是制造热电偶绝缘套管的良好材料；氮化硅陶瓷具有自润滑性，摩擦系数小和耐磨性好，而且化学性能稳定，热膨胀系数小，具有优良的抗高温蠕变性能，即使在1200 下工作强度仍不降低，氮化硅陶瓷抗震性是氧化铝陶瓷和任何其他陶瓷材料所不能比拟的，可用于制造耐磨、耐腐蚀的泵和阀、高温轴承、燃气轮机的转子叶片及金属切削工具

28、等，也是测量铝液的热电偶套管的理想材料。碳化硅陶瓷的最大特点是高温强度大，具有很高的热传导能力，耐磨、耐蚀、抗蠕变性能高，常被用做国防、宇航等科技领域中的高温烧结材料，即用于制造火箭尾喷管的喷嘴、浇注金属用的喉嘴及热电偶套管、炉管等高温零件，由于热传导能力高，还可用于制造气轮机的叶片、轴承等高温强度零件，以及用做高温热交换器的材料、核燃料的包封材料等。氮化硼陶瓷有六方氮化硼和立方氮化硼两种，六方氮化硼具有良好的耐热性，导热系数与不锈钢相当，热稳定性好，在200 时仍然是绝缘体，六方氮化硼还具有硬度低，自润滑性好，可用做热电偶套管、半导体散热绝缘零件、高温轴承、玻璃制品成形模具等材料，立方氮化硼

29、的硬度与金刚石相近，是优良的耐磨材料，可用于制作磨料和金属切削刀具。PbZrO3-PbTiO3系陶瓷是最为人们熟知压电陶瓷，这种陶瓷具有较高的居里温度(300-400 )和电机耦合系数值及良好的极化率(约50 mic/cm2)，广泛用于做电机和电声变换器。铬酸镧(La-CrO3)是一种钙钛矿型(ABO3)复合氧化物，具有很高的熔点(2490 )，它在掺杂Ca、Sr和Mg等二价碱土金属后具有很多特殊的性质，在高温发热材料、固体氧化物燃料电池连接材料、催化剂、NTC热敏电阻等方面都得到广泛的应用，是一种很有前途的功能陶瓷材料。在NTC热敏电阻方面应用NiMn2O4与LaCrO3以适当的比例进行复合

30、，利用不同特性材料间的复合效应制备低B值(热敏电阻器的材料常数)高阻热敏材料，该复合材料对化学成分偏离不敏感，电阻易于调整和控制，并具有良好的耐高温性，是很有发展前途的一类新型热敏材料。纳米Y2O3和ZrO2是在较低温度烧结的陶瓷，具有很高的韧性和强度，被用于轴承和刀具等耐磨器件；用纳米Nd2O3和Sm2O3等制作的多层电容和微波器件，性能都得到了很大的提高)。莫来石、堇青石、刚玉、SiC、Si3N4、塞隆等及其复合陶瓷因其优良性能，可作为太阳能热发电蓄热陶瓷、吸热器及输热管道的潜在材料。下表列出了一些其他工业陶瓷类型及应用。工业陶瓷的回收利用在20届世界陶瓷工业展览会上,许多陶瓷专家提出了关

31、于陶瓷行业怎么才能走可持续发展的问题,并认为陶瓷废弃物的再利用是一种有效解决这个问题的方法。随着陶瓷工业的快速发展,陶瓷工业废料日益增多,据测算,我国仅墙地砖生产每年就产生457630t生坯废品,烧成废品更多,达655970t。在国外,如意大利年产44.5亿m2墙地砖,与此同时,产生约3万t废泥浆和约5000t的废石灰。目前我国陶瓷工业固体废弃物的后处理现状很不理想,对于建筑卫生陶瓷废渣料的处理多数采用填埋法,不仅占用了大量土地,也污染了周围的土壤、水体、大气等,对生态环境造成严重的危害。随着人们环保意识的增强以及资源缺乏的现状,现在国内外对陶瓷废料的再利用已十分关注,在国外,据英国陶瓷研究协

32、会(CeramicResearch)的报导,在英国的一些瓷砖工厂一直使用高达40%的再循环废瓷料。日本许多建陶企业都配备了回转磨机,专门对企业内产生的废料进行再加工与回收利用,节约了大量资源。在国内也有了专门处理陶瓷废料的企业,如潮州枫溪陶瓷研究所就拆资建成了陶瓷废料处理厂,它把陶瓷垃圾加工后转变成为高质量的瓷泥,每年可回收废瓷2.8.t生产瓷泥近10万.t促进了潮州陶瓷产业的可持续发展。 将陶瓷工业固体废弃物资源化,运用绿色设计技术对陶瓷产品的生命周期进行重新的设计与安排,要求其符合环境保护要求,对生态环境无害,资源与能源得到最有效地消耗配置。1 废品来源: 1.1 陶瓷原材料开采、加工、粉

33、碎、分筛、淘洗过程中产生的矿渣、粉尘、废屑、污泥等。 1.2 陶瓷废品 陶瓷生产各个工序都可能产生废品。根据废品产生工段的不同,可分为生坯废料、施釉废品、素烧废品、烧成废品及彩烤废品等。 1.3 废模具、匣钵日用瓷厂、卫生瓷厂成型车间都大量使用石膏模,他们在重复使用一定次数、破损及产品更新换代时,就失去了原有价值而成为废模。废匣钵来自有匣烧成车间,主要是由于破损、粘连等原因,失去了原有强度、器形等成为废匣钵。棚板作为无匣烧成时支撑和隔离坯体的耐火材料,在使用过程中由于各种原因破损成为废弃物。 1.4 废泥渣、废砖屑 陶瓷厂废泥渣包括废泥和废渣。废泥是指废水沉淀物,分含色釉料废泥和不含釉料废泥两

34、种,前者化学成分复杂,对环境影响比较大。废渣主要是墙地砖抛光磨边产生的,其成分主要是砂轮磨料中的碳化硅、碱金属化合物及可溶性盐类。抛光砖生产中,研磨抛光工序通常将从砖坯表面去除0.50.7mm表面层,甚至高达12mm,再加上磨边倒角等一系列深加工成为平滑细腻的抛光砖后,会产生大量的砖屑,同时还包括砂轮磨料中的碳化硅、碱金属化合物及可溶性盐类。 2 陶瓷固体废料的再利用 2.1 陶瓷废料在陶瓷自身生产中的再利用 当前,对陶瓷厂自身产生的工业废料的回收利用的研究已取得突破性进展。废料的泥水经回收、拣去杂物、除铁外,又可以添加如瓷砖的配料中。没有上釉的生坯可以全部化浆回用。对上釉的生坯废品,粗陶厂可

35、适当按比例混入泥料重复使用,而大部分日用瓷厂不宜回用,否则将影响釉烧质量。对于废品、废匣与废窑具之类经高温烧成的废料,则采用重新粉碎加工方法,粉碎后可作硬质料利用。将其磨碎成粒径在0.5mm以下,然后按照一定的比例添加到瓷砖或其他产品的配料中。 2.2 陶瓷废料在透水广场砖中的应用 随着经济的发展,现代城市的地表逐步被建筑物和混凝土等阻水材料所覆盖,形成了人们感官上的桑拿现象。现大量使用广场透水砖来取代沥青或花岗岩来铺设路面,保持了地下水位的提升。而生产透水砖通常要用到陶瓷废料,以50%70%陶瓷废料与50%30%的瓷石、滑石等基础物料,加入一定比例的粘结剂,通常还要加入一些发泡剂,如:煤粉、

36、木屑等,采用干压法成型,烧成温度在11501200e,采用合适的工艺条件,调节好颗粒级配、基础配料的粒度和配比,成型压力以及烧成制度等,可制得透水系数为3.210-4cm/s,抗折强度为18.4MPa,抗压强度为19.7MPa的环保型渗水砖。为了获得良好的渗水砖强度,通常还要加入玻璃粉或高温砂粒。透水砖各相合适的比例为:玻璃相20%30%,晶相30%40%,气孔相30%40%。在一般的隧道窑或辊道窑就可以进行烧结,非常方便,有利于工业化大生产。 2.3 陶瓷废料在劈开砖中的应用 劈开砖靠泥料原胎发色,具有质朴清新的情调,使建筑看起来稳重大方而又自然飘逸,现在有/买外墙砖只相当于买土地,而买劈开

37、砖就等于买品味0的说法,是目前国内外最为流行的外墙砖掺入,然后经与别的原料混料、炼泥、挤压成型、干燥、烧结等工序制成劈开砖。 陶瓷废料还可以用在免烧砖和仿古砖等瓷砖工业中,根据需要磨细到一定粒度后掺入里面,然后按照一定工序进行生产,效果良好。 2.4 陶瓷废料在水泥混合材和混凝土中的应用 由于陶瓷废料以硅酸盐矿物为主,具有一定的活性,经粗碎、表面处理和磨细(要求入磨粒径小于20mm)后其松散堆积密度在14001500kg/m3 之间,能够符合作为活性混合材料的标准要求,破碎后的颗粒级配用砂调整。粉磨后的陶瓷本身不具有水硬性,但是具有火山灰之混合材料的特性,具备作为水泥混合材料使用条件(如表1所

38、示) 2.5 在陶瓷废料中提取贵重金属 多层陶瓷电容器(MLCC)一般为2030层,由钛酸钡、钛酸铅及铅、钛、镁、铋等金属氧化物及银、钯内电极浆料和端电极组成,一般金属含量小于8%。在生产多层陶瓷片电容器过程中产生的不合格产品常作为废料扔掉,造成资源浪费,MLCC里面少量的银、钯等金属是用途广阔而又稀缺的材料,从各种贵金属废料中回收贵金属制成高品位的再生资源日益受到人们的关注。它不但能处理掉废料,还将会有可观的经济效益。一种是用液-液萃取法进行回收废品中的钯,先把陶瓷电容器废料用硝酸溶解,外部的银易分离回收,然后用萃取法回收钯,与钯比较,钛酸钡有较大的亲水性,使用正丁醇等有机相,从钯、钛酸钡混

39、合细料中分离钯时钯进入油相,而钛酸钡留在水相,从而达到分离回收的目的。如:在PH1-2的范围内可夺得较高回收率,添加十二烷基醋酸铵作捕收剂能促进萃取钯,对钯品位3.55%的陶瓷废料,在溶液PH1.0和捕收剂浓度为200mg/L条件下,用正丁醇进行萃取,萃取产品的产率约为10%,钯回收率96.8%,产品的钯品位34.4%,其富集比为10。 另一种方法就是硝酸溶解-碳酸钠还原法,把废料用硝酸溶解,浸出银和钯的硝酸盐,然后在用碳酸钠等还原熔炼银盐得到金属银,然后再用丁基黄药(钯的选择性沉淀剂)从浸出渣洗水沉淀钯。如:将MLCC废料磨细至200目,用4mol/LHNO3、在液固比3、温度80e下浸出2

40、h,银浸出率可达91%,钯浸出率98%。用盐酸从浸出液沉淀银,经碳酸钠熔炼,银回收率88%。用丁基黄药和铁粉分别从洗水和浸出液中沉淀和置换钯,所得粗钯和钯黑用传统方法精炼,得到大于99.95%海绵钯,钯回收率95%。 2.6 陶瓷工业废窑具、废模具的回收利用 由于辊道窑在陶瓷行业中大量使用,辊棒的使用量也很大,经过加工切割之后的边角余料以及断裂损耗量也急剧增多,这些废料如果无法回收,将会带来污染和浪费资源等问题。回收利用这些耐火材料,使这种难处理的废料变成一种新型材料,可以实现资源再利用。利用陶瓷辊棒废料(莫来石-刚玉质)为主要原料(用量在50%70%),以高岭土、滑石、碳酸钙和碳酸钡等为辅料

41、,经粉碎、配料、混料、烘干后,在CaO-MgO-Al2O3-SiO2或CaO-BaO-SiO2-Al2O3体系中,采用等静压成型和低温快烧工艺,能生产出含铝量为50%60%左右、性能优异的高档耐磨研磨介质,这不但解决了辊棒废料难处理的问题,节约了矿物资源和能源,减少了环境污染,还降低了研磨介质的生产成本。 陶瓷生产过程中产生的废石膏模可分两个途径处理:一是现场再生利用;二是送至水泥厂作原料使用。再生工艺流程事先将废石膏在水中浸泡,以溶解模型中所析出的比例配合,可制出质量较好的模型。这种处理方式的不足之处是:只能部分再生利用且不能重复再生;成本较高,有二次污染。因此国外大多是送水泥厂作生产水泥的

42、原料。对于废匣钵本厂可利用15%左右,其余可供给耐火材料厂生产耐火材料用。 2.7 陶瓷废料的其它用途 陶瓷废料还可以用来制造陶粒新型建材制品,如佛山陶瓷研究所利用陶瓷厂的废料做成的轻质陶粒为主要原料,辅以造孔剂和防水剂,采用一般的成型方法研制成一种新型多孔地铁吸音材料,该吸音材料吸音频率范围宽,吸音效果明显。陶瓷废料陶粒还能用于减震材料、蓄水材料中以及作为轻质陶粒混凝土骨料等。 压电陶瓷废料还可以掺杂在沥青、氯化丁基橡胶等阻尼减振材料中用来提高减振材料的减振性能。陶瓷废料(陶粉)还可以用在陶瓷废料生物处理资源化利用技术领域中,可以用来制造生物发酵剂。由于篇幅有限,在此不详细叙述。随着科技的发

43、展和人们环保意识的增强,我们相信陶瓷废料将会应用到更广阔的领域中,会有更多的环保产品出现并得到利用。 3 对陶瓷废料回收再利用的一点建议 为实现陶瓷废料的减量化、资源化、无害化,实现陶瓷产业的可持续发展,陶瓷行业要走新型工业化道路,要依靠科学技术创新和体制机制的创新。 我们建议政府相关部门对陶瓷废料再利用的厂家实行一定的政策优惠,鼓励利用陶瓷产区的陶瓷废料进行二次产品开发,立足环保和资源的再利用,调动全社会对环境保护以及资源再利用的积极性。现在广东省经贸委等4个部门就对佛山石湾美术陶瓷厂有限公司的某品牌高承重环保地砖实行了5年免税的优惠政策,这对今后陶瓷企业的持续发展提供了一点启示。同时,相关

44、部门应当采取一定的鼓励措施,鼓励工程建设部门大量使用环保产品。 在各大陶瓷产区,建立专门的陶瓷废料加工处理厂对各大瓷区来说是非常必要的,对各大陶瓷产区的可持续性发展有战略性意义。 我国作为世界上陶瓷最大生产国,而陶瓷行业又作为我国能耗和污染大户,它面对的是更大的挑战。降低环境污染和对陶瓷废料综合再利用是我们陶瓷行业环保工作的两个主要发展方向,陶瓷废料的再利用将产业链上游的/废物0或副产品,转变为下游的/营养物0或原料,从而形成一个相互依存的/工业生态系统0。不但减轻了环境污染,而且还给企业带来可观的经济效益,一举两得,促进了社会和经济的可持续发展。日用陶瓷概念日用陶瓷的产生可以说是因为人们对日

45、常生活的需求而产生的，日常生活中人们接触最多，也是最熟悉的瓷器，如餐具、茶具、咖啡具、酒具、饭具等。日用陶瓷的分类本标准适用于各种材质的日用陶瓷制品。日用陶瓷按其胎体特征分为陶器与瓷器。他们应符合表1的规定。表一类别性能及特征陶器瓷器吸水率，%一般大于3一般不大于3透光性不透光透光胎体特征未玻化或玻化程度差，结构不致密，断面粗糙玻化程度高，结构致密、细腻，断面呈石状或贝壳状敲击声沉浊清脆陶器和瓷器各自按其特征分为几种。陶瓷按其特征分为粗陶器、普通陶器和细陶器。他们应符合表2的规定表二名称粗陶器普通陶器细陶器特征吸收率一般大于15%，不施釉，制作粗糙吸水率一般不大于12%，断面颗粒较粗，气孔较大

46、，表面施釉，制作不够精细。吸水率一般不大于15%，断面颗粒细，气孔较小，结构均匀，施釉或不施釉制作精细。瓷器按其特征分为炻瓷器、普通瓷器、和细瓷器。它们应符合表3的规定。表3名称炻瓷器普通瓷器细瓷器特征吸水率一般不大于3%，透光性差，通常胎体较厚，呈色，断面呈石状。制作教精细吸水率一般不大于1%有一定透光性，断面呈石状或贝壳状。制作较精细吸水率一般不大于0.3%，透光性好，断面细腻，呈贝壳状。制作精细适用范围市场供需1、 行业政策导向明显 日用陶瓷是我国十大类轻工出口产品之一。国家鼓励陶瓷行业对传统工艺进行技术改造，实现“五化”，提高出口创汇率和产品附加值。“十五”期间，国家对日用陶瓷行业的政

47、策措施有：严格控制生产总量，积极调整结构；努力提高产品档次，积极开拓国内外市场；大力推进行业技术进步，鼓励技术创新、强化科技成果转化为生产力。2、 日用陶瓷供给量充足，但市场接受度有待提高 随着整个市场经济的发展，世界各国都在发展与改善老的居家生活环境，随着国际陶瓷业的减产，我国陶瓷业将面临至多的商机，但是中国陶瓷企业必须开始注意创建品牌与提升产品的附加值，提高企业的利润和发展的速度，逐步符合整个全球日用陶瓷市场的需求。3、 日用陶瓷出口价格低廉，行业内低端竞争激烈 作为世界第一大陶瓷生产国，我国日用陶瓷的产量和出口量虽占世界第一位，但平均单件换汇率偏低，约为0.2美元（02年）。其主要原因是

48、产品档次低，品牌产品少，花色品种不适应国际市场需求。4、 市场需求层次转向中高档 近年来，随着人们居住环境的改善，特别是城市居民居室装修档次的日渐提高，中高消费水平的部分城市消费者深感原有普通茶具餐具、花瓶花插与现有室内豪华卫生陶瓷、墙地砖极不协调，他们对中高档日用瓷消费需求不断增长。从产品结构调整、品牌塑造等方面振兴国内日用陶瓷制造业 从市场现状来说，国内日用瓷生产商面对大中城市部分中高收入消费者对中高档日用瓷的需求增长似乎认识不足，专家指出“符合现代人文消费需求的日用瓷产品应是现代工业、现代科技和现代艺术的结晶。日用瓷的设计对单件作品的要求不仅仅是工艺、造型和图案，更有对容量、对成套作品相

49、互搭配等餐饮本身极为规范的要求标准。”特性优劣日用瓷器长期以来为广大人民群众所喜爱和使用，因为它有以下优点：第一， 易于洗涤和保持洁净。日用瓷釉面光亮，细腻，使用沾污后容易冲刷。第二， 热稳定性较好，传热慢。日用餐具有经受一定温差的急热骤冷变化时不易炸裂的性能。这一点它比玻璃器皿优越，它是热的不良导体，传热缓慢。用来盛装沸水或滚烫的食物，端拿时不太烫手。第三， 化学性质稳定，经久耐用。这一点比金属制品如铜器、铁器、铝器等要优越，日用瓷具有一定的耐酸、碱、盐及大气中碳酸气侵蚀的能力，不易与这些物质发生化学反应，不生锈老化。第四， 瓷器的气孔极少，吸水率很低。用日用瓷器储存食物，严密封口

50、后，能防止食物中水分挥发、渗透及外界细菌的侵害。第五， 彩绘装饰丰富多彩，尤其是高温釉彩及青花装饰等无铅中毒危害，可大胆使用,很受人们欢迎。当然日用瓷器也有美中不足之处。最大弱点是抗冲击强度低，不耐摔碰，容易破损，是一种易碎品。此外，一般说来，它不适于明火直烧作炊具用，有的还不耐蒸煮。陶瓷成型方法研究各种成型方法的比较成型是陶瓷生产过程的一个重要步骤。成型过程就是将分散体系(粉料、塑性物料、浆料)转变成为具有一定几何形状和强度的块体,也称素坯。成型的方法很多,但是总的来说可归纳为干法成型和湿法成型两种。不同形态的物料应用不同的成型方法。究竟选择哪一种成型方法取决于对制品各方面的要求和粉料的自身

51、性质(如颗粒尺寸、分布、表面积等)。干压法干法成型等静压发成型方法 注射成型 塑性成型 挤压成型 压延成型 注浆成型 流延成型 湿法成型 胶态浇注成型 注疑成型 直接凝固注模成型 其它成型法干法成型干法成型包括干压法和等静压法。干压法就是将一定量的有机添加剂加入粉料,而后注入模具,依靠外压而使之成型的方法。其技术关键是粘接剂、润滑剂和分散剂等有机添加剂的选择和粉末的加工,制作出具有最密填充粒度分布的粉末和最佳粒度分布的颗粒。干压成型压力一般不大于100MPa。由于压力的径、轴向分布不均匀,干压素坯常常出现分层、局部剥离等缺陷,此外还常产生开裂、密度不均匀、粘膜等缺陷。等静压成型(Isostat

52、ic Pressing)是通过施加各向同性压力而使粉料一边压缩一边成型的方法。等静压力可达300MPa左右。在常温下成型时称为冷等静压成型,在由几百度到2000e温区内成型时,称为热等静压成型。等静压有两种方式:干袋法和湿袋法。湿袋法是将粉末或颗粒密封于成型橡胶模型内,置于高压容器中的液体内,施加各向同性压力而被压缩成型。干袋法介于湿袋法和干压法之间,它用液体作压力传递介质,但压力只施加于柱状模具的径向外壁,模具轴向基本上不受力。等静压成型基本无宏观缺陷,压力和密度分布均匀,显微结构具有各向同性,并且可实现大规模的自动化生产,其缺点是投资大,操作较复杂,成型在高压下操作,容器及其它高压部件需要

53、特别防护。陶瓷工业生产中已采用这种方法成型氧化物陶瓷、压电陶瓷等,起初它被用来成型中小型产品(如火花塞等),后来也被用来成型大型产品(如锆英石砖、雷达罩等)。等静压成型仍是目前工业生产中普遍采用的陶瓷成型方法之一。通过干法成型得到的素坯的质量很大程度上取决于粉料颗粒的性质。为使素坯成型密度高,具有足够的强度以及良好的气孔尺寸分布和内部显微结构,所用粉料必须满足:颗粒呈球状,大小适度,分布适当,流动性好,堆积密度高且不影响流动性,粘结剂与水分含量适中,保证粒子具有一定强度但又不影响其流动性和成型时气孔排出。为满足这些要求,粉料在成型前一般都需要进行造粒,如等静压或喷雾干燥法造粒等。在干压成型过程

54、中,为了提高坯体强度,降低颗粒间以及颗粒与模壁间的摩擦,经常使用添加剂。常用的添加剂有粘结剂、解凝剂、润滑剂、可塑剂、消泡剂、减水剂等。添加剂的加入应能保证粉料中的颗粒具有一定大小和尺寸分布,加压时易于破碎,能自由流动。在这些条件得到满足的前提下,添加剂的用量应尽可能少。湿法成型与干法成型相比,湿法成型可以较容易地控制坯体的团聚以及杂质的含量,减少坯体的缺陷,并可制备各种形状复杂的陶瓷部件。湿法成型大致可分为塑性成型和胶态浇注成型两大类。(1)塑性成型塑性成型也称湿压法,是指将已制成塑性的物料在刚性模具中压制成型的一种成型方法。塑性成型包括以下几种:挤压成型(Extrusion)：将粉料、粘接

55、剂、润滑剂等与水均匀混合充分混练,然后将塑性物料挤压出刚性模具即可得到管状、柱状、板状及多孔柱状成型体。其缺点主要是物料强度低容易变形,并可能产生表面凹坑和起泡、开裂及内部裂纹等缺陷。挤压成型用的物料以粘接剂和水作塑性载体,尤其需用粘土以提高物料相容性,故其广泛应用于传统耐火材料如炉管、护套管及一些电子材料的成型生产。压延成型(Sheet Forming)：将粉料、添加剂和水均匀混合,然后将塑性物料经两个相向转动滚柱压延,而成为板状素坯的成型方法。压延法成型密度高,适于片状、板状物件的成型。注射成型(Injection Molding) ：注射成型产生于1870年,并很快发展成为塑料工业的一种

56、重要的成型方法。在本世纪30年代初期,它被首次用于陶瓷的生产过程,并于1939年成为火花塞绝缘器的一种生产方法,但是由于当时火花塞更适于用等静压法生产,使之没有得到很快的发展。直到60年代,随着高性能结构陶瓷氮化硅、碳化硅的迅速发展,人们才对注射成型重新发生了兴趣,并使之得到了长足发展,到80年代已有许多公司用注射成型生产复杂形状的陶瓷部件。注射成型利用热塑性树脂或石蜡作为添加剂,使物料被注射时由于被加热而获得塑性得以成型,成型后被冷却使形状得以固定。在注射成型过程中,除用热塑性树脂作粘接剂外,还需用可塑剂、润滑剂以有利于工艺过程。该法利用热塑性树脂作为塑性载体,而陶瓷粉料实际上只是其中的填料而已,因而对物料(粉料颗粒)介质)相容性要求低,所以这种方