陶瓷顏料范文

導(dǎo)語：如何才能寫好一篇陶瓷顏料，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：陶瓷繪畫；高溫顏料；泥坯；施釉；燒成

1 前言

陶瓷色釉料等原材料和生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)展，使遠古陶瓷由單一的點染條紋發(fā)展到如今琳瑯滿目、繁花似錦的陶瓷藝術(shù)作品。千百年的歷史，凝煉出歷朝歷代能工巧匠在陶瓷藝術(shù)上的輝煌，將陶瓷繪畫推向了歷史新紀元。如今，陶瓷繪畫已經(jīng)不僅僅是裝飾陶瓷制品錦上添花的畫面，陶瓷本身已經(jīng)成為藝術(shù)家表達思想、張揚個性、創(chuàng)作藝術(shù)作品的載體。陶瓷繪畫藝術(shù)的分類大致分為青花、斗彩、五彩、古彩、粉彩、淺絳彩等彩瓷品種。陶瓷繪畫每個作品的產(chǎn)生都與繪畫有密切關(guān)系，通過不同的后期加工而形成各自不同的風(fēng)格。有史以來不少藝術(shù)家、專家和院系學(xué)者都在陶瓷繪畫方面做出巨大貢獻。

筆者通過學(xué)習(xí)和多次實踐嘗試，用高溫色料直接在陶質(zhì)坯體上繪畫并一次燒成。即直接在陶瓷生坯上使用能耐高溫的料色繪畫，再在坯上施透明釉，然后入窯一次燒成。

2 影響高溫顏料直接繪畫的因素

一次燒高溫顏料陶瓷繪畫藝術(shù)，和青花的釉上、釉下彩一樣，具有其他工藝美術(shù)的共性。同時，它更有別于其他工藝的獨特性，但同樣是“土與火”的藝術(shù)，在借助火的創(chuàng)造下，才能顯示它的美麗與價值。本文主要淺談影響高溫陶瓷顏料直接繪畫一次燒的泥、釉、繪、火等因素。

2.1 合適的泥坯是繪畫的基礎(chǔ)

首先，合適的泥巴、正確的操作規(guī)程性能使泥坯制備具有良好的基礎(chǔ)條件，為后工序提供了可能。必須選擇溫度、剛性合適的泥巴制作坯體，通過試制檢測在高溫下是否變形。否則，在最后的燒成階段，可能會造成變形或者其他影響發(fā)色的因素。如，筆者在試制時，用一個強度不夠高的掛盤坯體，盡管其物理結(jié)構(gòu)很合理，但因為其剛性太差，燒成后產(chǎn)生極大變形，好端端的一個盤子燒成一頂頂“西部牛子”帽（見圖1）。其次，坯體要干透，坯體沒有干透，會影響繪畫的顏料吸收，也可能在燒成后出現(xiàn)開裂。由此可見，坯體猶如我們中國畫的宣紙，選擇不好，也不會有好的作品收成。

2.2 合適的施釉保障色料的發(fā)色

高溫陶瓷顏料繪畫的施釉工藝，不管是釉下彩還是釉上彩，首先要確保施釉時坯體干燥，否則，會影響色料的發(fā)色效果。最明顯的就是坯體未完全干透時施釉，會造成在燒成時發(fā)生化學(xué)變化的同時，在釉層中發(fā)生的不可預(yù)測的物理變化，影響畫面的整體效果（見圖2）。其次保持施釉釉層厚度的合適。施釉釉層太厚，發(fā)色效果一般不受太大影響，但會產(chǎn)生釉層冷卻后透明釉分裂現(xiàn)象；施釉釉層太薄，色料發(fā)色不理想，可能出現(xiàn)啞光的畫面，甚至可能造成部分色料裸燒的現(xiàn)象，完全達不到生產(chǎn)預(yù)期效果。兩者都影響作品的收成。

2.3 繪畫是施釉的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

第一，高溫陶瓷繪畫的顏料粗、細選擇尤為重要。顏料的粗、細度影響著釉漿的均勻性、懸浮性和穩(wěn)定性，最終影響施釉后的發(fā)色效果。如果顏料顆粒過粗，極易導(dǎo)致色料沉淀，在作畫上色或施釉過程中難于掌握顏色的層次性，使先后用筆的坯體所吸附的顏料濃度、組成以及色層厚度均發(fā)生變化，導(dǎo)致作品創(chuàng)作后達不到預(yù)期的效果。顏料顆粒太粗，沒有過篩，易出現(xiàn)色料生燒現(xiàn)象，或者因成分的不均勻分布而生產(chǎn)帶色或不帶色、或深或淡的色斑。達不到繪畫中想象的火痕肌理，更不用談有其他的裝飾效果。

第二，高溫陶瓷顏料繪畫對創(chuàng)作者提出較高的綜合要求。陶瓷繪畫是在生坯體上進行，從材料上講，它由畫面材質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)變化的不可控性所產(chǎn)生的自然紋理。釉下陶瓷上的繪畫多以勾線填色裝飾瓷器為主，更多地體現(xiàn)了陶瓷工藝上的能力，尤其是在釉下的空間造型、色彩、光線、立體關(guān)系、質(zhì)感的表現(xiàn)更是難于上青天。

高溫釉下陶瓷顏料的表現(xiàn)基底是泥坯，而非宣紙等材質(zhì)。陶瓷顏料是用水調(diào)合顏料表現(xiàn)在泥坯上，靠顏料的厚薄產(chǎn)生層次深淺差別，最好是一次性一筆到位。尤其是在繪制中國畫時，由于中國人信仰天人合一的哲學(xué)觀，中國畫繪畫是注重表達畫家的主觀精神和理想，在繪畫中追求達到氣韻生動、一氣呵成的藝術(shù)效果。而重復(fù)疊加次數(shù)多了，畫面表面難以分清深淺，顏料過厚又會產(chǎn)生銹斑料刺，且不同的坯要施用相匹配的釉，燒相應(yīng)的溫度才能達到盡可能好的效果。還有些顏料在燒制過程中，上、下層顏料與混合的其他顏料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，或者溫度燒的不合適都會使某種顏料揮發(fā)掉。入窯時，畫面色彩微妙斑斕，冷暖色彩變化豐富；出窯時，畫面幾乎成了單色，而令人沮喪。因此，許多不穩(wěn)定因素使陶瓷顏料在釉下的表現(xiàn)讓眾多藝術(shù)家無法施展才華，望而卻步。

因此，繪畫時色料的選擇和加工尤其重要。同時，也對創(chuàng)作者提出很高的藝術(shù)要求，作畫時要很好控制筆的含水量、含色量、正側(cè)峰，簡單扼要、下筆果斷、主次分明、有條不紊，盡量減少修改的重復(fù)用筆。整個過程考驗著藝術(shù)創(chuàng)作者的材料、工藝、創(chuàng)作等綜合能力的應(yīng)用。

2.4 燒成是所有人工智慧融于一爐的升華

燒成是將硅酸鹽制品在一定條件下進行熱處理，使之發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，形成預(yù)期的礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)，從而達到固定外形并獲得所要求性能的工序。雖然現(xiàn)代窯爐工藝的發(fā)展，無論從窯爐的性能，燃料的穩(wěn)定性及燒成的溫度和升溫曲線的精確性而言，都是古代的窯爐無法比擬的。但陶瓷繪畫是一種藝術(shù)行為，基于的釉色及材質(zhì)的前提，筆者認為燒成就是泥與火、汗水與心智交融歷練的過程。

從某種程度上說，高溫顏料繪畫更像是一種藝術(shù)探險。陶瓷藝術(shù)之所以被稱為“火的藝術(shù)”，原因就在于窯變的神秘莫測。在陶瓷繪畫一次燒時，即便是掌握了坯體、各種顏色釉的調(diào)配、繪制工藝和燒成溫度等規(guī)律，燒成過程中仍然有很多不可控因素。其主要碰到的問題有如下幾個方面。

第一，不同批次的坯體和各種顏料、釉料的發(fā)色溫度不同，而其進窯爐的位置高低也有不同，再加上各顏料、釉料粒度差異。釉色及釉面光澤在不同的情況下所產(chǎn)生的效果都是不一樣的，所以在同一窯產(chǎn)品中，同樣釉色及效果的產(chǎn)品可呈現(xiàn)出不同的效果。筆者大致把它們分為溫度不到、溫度過高、保溫時間不夠長，及保溫時間過長等幾種可導(dǎo)致產(chǎn)品效果與實際經(jīng)驗效果所不一樣的現(xiàn)象。使得同一窯作品中燒成效果不盡理想。

第二，由于筆者創(chuàng)作的陶瓷繪畫多是展開式的掛盤或者陶板。燒成的時需要的硅板層數(shù)很多，（下轉(zhuǎn)第52頁）且為拉平窯爐氣氛溫度，燒成時間大幅度延長。特別是使用的硅板太厚時更甚，一般會比普通的產(chǎn)品難燒。熄火后也會造成窯溫散熱緩慢，產(chǎn)生余熱難以消除的結(jié)果，使作品在窯爐停火后爐內(nèi)余熱過高，作品呈“過火”等的不理想現(xiàn)象。

第三，燒成后窯爐風(fēng)口關(guān)閉時間很重要。同樣的材質(zhì)在不同的燒成方式及不同的燒成溫度下，其結(jié)果不同。筆者在一次燒成過程中，由于保溫時間過長，加上燒完后關(guān)閉氣窯爐風(fēng)口的大小不合適，結(jié)果造成還原時間過長。導(dǎo)致同一窯的鈷顏料封透明釉的青花的效果完全變樣，整批作品意外發(fā)出個“鴨蛋青”的共同底色（見圖3）。整窯作品都變色了，也可以說是窯變，但并不是作者所期待的。

3 結(jié)語

篇2

關(guān)鍵詞：日用陶瓷；色釉料；缺陷；陶瓷裝飾

1 引言

我國的日用陶瓷產(chǎn)品，就其產(chǎn)量而言，早已穩(wěn)居世界第一，并且大量出口到歐美、東南亞市場。隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，我國的日用陶瓷產(chǎn)品出現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢，更多的日用陶瓷廠開始為市場上出售的其他品牌的不同類產(chǎn)品，如雀巢等制作伴隨出售商品的贈品，這作為銷售的一種模式，現(xiàn)在已被很多企業(yè)作為訂單的一個重要來源。由于氣候，如濕度、溫度等外界環(huán)境影響，使得廣東省的日用陶瓷生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)中，尤其是在陶瓷裝飾過程中出現(xiàn)了與北方日用陶瓷廠不同的缺陷。而陶瓷色釉料作為陶瓷專業(yè)的邊緣學(xué)科，追求的重點放在了產(chǎn)品的配方設(shè)計方面，在一定程度上忽略了它在具體陶瓷領(lǐng)域中的應(yīng)用研究和缺陷統(tǒng)計。

本文將根據(jù)廣東省的日用陶瓷生產(chǎn)現(xiàn)狀，結(jié)合陶瓷色釉料的使用特性展開討論，尤其對于陶瓷裝飾在日用陶瓷中所出現(xiàn)的缺陷展開討論，以方便日用陶瓷生產(chǎn)企業(yè)進行預(yù)防和改善。

2 日用陶瓷在陶瓷裝飾中所出現(xiàn)的主要缺陷統(tǒng)計

本文以廣東省清遠市大華陶瓷有限公司在陶瓷色釉料使用過程中所出現(xiàn)的缺陷為主要的數(shù)據(jù)統(tǒng)計依據(jù)。在過去一年內(nèi)，廠家就陶瓷色釉料在使用過程中發(fā)現(xiàn)了一些的缺陷，如釉泡、包裹紅出現(xiàn)黑點、PMP液體色料在使用過程中的發(fā)色問題等。同時，也就釉料漿的懸浮問題、發(fā)色不穩(wěn)定等方面的問題，提出了一些疑問。在目前，各大日用陶瓷廠在生產(chǎn)過程中都普遍存在著陶瓷裝飾方面的問題，并且這種問題直接導(dǎo)致了訂單的流失。基于此，筆者在與大華陶瓷進行合作的過程中，對陶瓷裝飾缺陷進行了一定的統(tǒng)計與分析，如表1、圖1，表2、圖2所示。

大華陶瓷主要訂單集中在杯碟的生產(chǎn)中，所統(tǒng)計的缺陷也主要針對與杯碟中所出現(xiàn)的主要缺陷的統(tǒng)計分析。大華陶瓷目前主要進行的是雀巢“茶語”系列的杯、雀巢“龍”咖啡系列碟的裝飾。缺陷的統(tǒng)計與分析也集中在這兩種產(chǎn)品在使用陶瓷色釉料時所出現(xiàn)的缺陷方面。

3 大華日用陶瓷裝飾缺陷的分析以及預(yù)防措施

本文對大華陶瓷裝飾缺陷的具體情況進行了分析后，有針對性地采取了一定的預(yù)防和改善措施，將其統(tǒng)計于表3中。

大華陶瓷雀巢“龍”咖啡系列碟陶瓷裝飾的缺陷改善和預(yù)防與雀巢“茶語”系列陶瓷杯裝飾的缺陷改善和預(yù)防有相似之處，可以進行參考并加以預(yù)防。

4 結(jié)論（下轉(zhuǎn)第43頁）

本文通過統(tǒng)計與分析發(fā)現(xiàn)，在日用陶瓷中陶瓷的裝飾缺陷通過提前預(yù)防，可以達到較好的改善效果。具體措施為：如隨著濕度的增大，應(yīng)加強通風(fēng)；若溫度較低時，應(yīng)通過增大濕度以緩和濕度驟減而引起的釉裂等缺陷的發(fā)生。缺陷控制的同時應(yīng)該結(jié)合生產(chǎn)和人員的管理進行，尤其隨著人們環(huán)保意識的提高，會對陶瓷裝飾所用的添加劑產(chǎn)生一定的抵觸心理，會在一定程度上影響產(chǎn)品的合格率，需要結(jié)合一定的生產(chǎn)管理知識進行預(yù)防和糾正。

參考文獻

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[2] 鐘貴全,胡國林,張澤興.衛(wèi)生陶瓷缺陷分析[J].中國陶瓷工業(yè),

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版社,2006(6):52-57.

篇3

關(guān)鍵詞　壓電陶瓷，大功率，低損耗

1壓電學(xué)的發(fā)展

19世紀80年代居里兄弟在石英晶體上發(fā)現(xiàn)壓電效應(yīng)，美國、日本和前蘇聯(lián)于二戰(zhàn)中期幾乎同時發(fā)現(xiàn)鈦酸鋇（BaTiO3）具有高介電常數(shù)。1894年沃伊特指出[1]，32種點群中僅無對稱中心的20種點群的晶體才可能具有壓電效應(yīng)。這20種點群晶體，只要是絕緣體都是壓電體，而其中具有單一極軸的10種點群壓電晶體中某些壓電晶體在一定的溫度范圍內(nèi)能自發(fā)極化，其自發(fā)極化方向因外電場方向反向而反向，晶體的這種性質(zhì)稱為鐵電性，具有該特性的物質(zhì)稱為鐵電體。不久之后，于1947年發(fā)現(xiàn)了鈦酸鋇的壓電性，并成功研制出鈦酸鋇壓電陶瓷，美國于1954年公布了壓電體鋯鈦酸鉛Pb(Zr,Ti)O3（即PZT），實現(xiàn)了壓電陶瓷發(fā)展史上的巨大飛躍。

2壓電材料的體系結(jié)構(gòu)

壓電材料的體系結(jié)構(gòu)[2]如圖1所示。其中鈦酸鉛的居里溫度為490℃，溫度穩(wěn)定性好；介電常數(shù)εTr小，適于高頻下工作；Kt/Kp值大，可以有效抑制橫向寄生模式的干擾，提高器件的工作效率，適合多層壓電降壓變壓器的制作，但其壓電性能d33、Kp較低。

鋯鈦酸鉛（PZT）壓電陶瓷具有表4所示的優(yōu)良性能，但機電耦合因素Kp和機械品質(zhì)因素Qm難以實現(xiàn)雙高[3]。PZT基的三元系壓電陶瓷具有燒結(jié)溫度低、氣孔率小及微觀結(jié)構(gòu)均勻致密的特點。對它的研究主要包括兩方面：一是在準同型相界附近找到合適的錳、銻、鋯、鈦的比例[4]；二是進行摻雜取代改性。這方面的研究有稀土元素(Lu2O3，CeO2，Yb2O3，Eu2O3等)摻雜、NiO、Fe2O3、Nb2O5等摻雜，還有Sr2+，Mg2+等取代[5]。

3壓電陶瓷的應(yīng)用分類

壓電陶瓷的應(yīng)用可分為兩大類：壓電振子和壓電換能器。

3.1 壓電振子的應(yīng)用

壓電陶瓷作為壓電陶瓷振子的應(yīng)用如表2所示，它利用壓電振子本身的諧振特性，將電能轉(zhuǎn)換為振動的機械能。

（1） 陶瓷壓電變壓器

陶瓷變壓器屬于壓電陶瓷振子的一種，其輸入壓電陶瓷片的電振動能量通過逆壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)換成機械振動能，再通過正壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)換成電能，在能量的這兩次轉(zhuǎn)換中實現(xiàn)阻抗變換，從而在陶瓷片的諧振頻率上獲得高的電壓輸出，它要求材料具有較高的徑向耦合系數(shù)Kp、機械品質(zhì)因數(shù)Qm；低的介電損耗；壓電、介電、彈性等性能參數(shù)具有較好的頻率、溫度、時間穩(wěn)定性。

壓電變壓器與傳統(tǒng)電磁變壓器相比，具有體積小、質(zhì)量輕、無電磁噪聲、高升壓比、高能量密度、高效率、耐高壓高溫與短路燒毀、耐潮濕、節(jié)約有色金屬等優(yōu)異性能，特別適應(yīng)電子電路向集成化、片式化發(fā)展的趨勢[6]。隨著IT產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，壓電變壓器已廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、數(shù)碼相機、掌上電腦、移動電話、傳真機、復(fù)印機等電子信息類產(chǎn)品。最大能量轉(zhuǎn)換效率大于95%、最大能量密度大于57.3W/cm3的壓電變壓器已有報道[7]。

（2） 陶瓷濾波器

陶瓷濾波器在交變電場作用下，壓電陶瓷振子會產(chǎn)生機械振動，當(dāng)外加交變電場增加到最小阻抗頻率(fm)時，振子的阻抗變得最小，輸出電流最大。當(dāng)頻率繼續(xù)升高達到最大阻抗頻率(fn)時，振子阻抗變得最大，輸出電流最小，由此實現(xiàn)濾波功能。其制備材料要求各個參數(shù)的經(jīng)時穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性要好，材料的機械品質(zhì)因素要高、介質(zhì)損耗小，機電耦合系數(shù)Kp能按濾波器對帶寬的要求而定。

壓電振子和壓電變壓器等器件在大功率工作狀態(tài)下往往會因諧振時振動幅度大而引起應(yīng)力破壞，振動時間長則會導(dǎo)致疲勞性破壞；振動時由于內(nèi)摩擦和介質(zhì)損耗產(chǎn)生的大量熱而帶來性能的惡化[8]，這就要求相應(yīng)的壓電陶瓷材料具有高的力學(xué)強度、低的介電損耗。

3.2 壓電換能器的應(yīng)用

如表3所示，壓電換能器主要利用正逆壓電效應(yīng)進行機械能和電能的轉(zhuǎn)換。

（1） 超聲馬達

壓電陶瓷換能器是超聲馬達的核心，對于工作在諧振狀態(tài)的超聲馬達來說，要求壓電陶瓷材料具有高 Qm和較小的 tanδ以提高器件的效率和降低發(fā)熱；具有盡可能大的 Kp和d33，以實現(xiàn)低電壓驅(qū)動和大的輸出力矩[10]。此外，寬響應(yīng)頻率、高居里點、良好的時間和溫度穩(wěn)定性也是它高效工作的需要。國內(nèi)外基本上都采用大功率壓電陶瓷材料，如PZT-4、PZT-8、PCM-5、PCM-80、PCM-88制備超聲馬達，其材料性能如表4所示。

（2） 水聲換能器

制備水聲換能器的材料，除了要滿足換能器的一般性能要求外，還應(yīng)具體考慮換能器屬于接受型、發(fā)射型還是接受發(fā)射型，以滿足不同的具體要求。例如對于接收發(fā)射一體的換能器材料則要求高Kp值與適中的Qm和ε值；對接受型來說，要求壓電常數(shù)g33或g31大，機電耦合系數(shù)Kp要高，材料的Qm較低以利于展寬接收頻率范圍，但太低Qm的值會使機械損耗增加，降低接收靈敏度；對于發(fā)射型，還要求強場下的介電損耗要小，Qm要大，壓電性能不能衰退。

PZT壓電陶瓷作為水聲換能器的換能材料仍占首位，我國聲學(xué)研究所研制的PZT壓電陶瓷，常用的型號為PZT-4、PZT-5和PZT-8，如表4所示。PZT-4因具有較好的激勵特性，可制備收發(fā)兼用的水聲換能器；PZT-5較高的介電常數(shù)和機電耦合系數(shù)多用于接收型；而PZT-8因其突出的高激勵特性而常用于大功率發(fā)射型。

4大功率壓電材料及器件的研究現(xiàn)狀及方法

4.1 大功率壓電材料研究現(xiàn)狀

至今大功率壓電陶瓷材料的三元系列有幾個較為成熟的系列：鈮鎂鋯鈦酸鉛系，其特點為高Kp、介電常數(shù)、Qm和較好的穩(wěn)定性；鈮鋅鋯鈦酸鉛系，其特點是較優(yōu)的穩(wěn)定性、致密性、絕緣性、壓電性。碲錳鋯鈦酸鉛系，其特點是其壓電性受機械應(yīng)力和電負載的影響小。銻錳鋯鈦酸鉛系，其特點是Kp和Qm都高，諧振頻率受時間和溫度的影響小。

而對大功率而言，往往要求PZT陶瓷具有高的介電常數(shù)、高的Qm等，故為了尋求更高性能的壓電陶瓷材料，人們通過在PZT的基礎(chǔ)上添加第三、第四組元制成了三元系、四元系壓電陶瓷。1965年，日本松下電氣科研人員首先成功制造了三元系壓電陶瓷Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PZT (PCM)[12]，它的性能比二元系PZT更加優(yōu)越，且可通過在PCM中添加MnO2，NiO，CoO，F(xiàn)e2O3，Cr2O3等改善PCM的燒結(jié)性、介電性、彈性性能和機械品質(zhì)因素等。通過對三元、四元系PZT基壓電陶廣泛的探索研究表明：四元系壓電陶瓷具有高εr 、高機械強度、低損耗、低劣化、低燒結(jié)溫度、穩(wěn)定性好、工藝性好等優(yōu)點[5]。所研制的四元系列具有高Kp、高Qm、高εr、高壓電常數(shù)、高矯頑場Ec和高機械強度的特點，并且容易燒結(jié)，壓電常數(shù)、耐劣化性好。

如： Pb(Mn1/3Nb2/3)A(Zn1/3Nb2/3)BTiCZrDO3

Pb(Mg1/3Nb2/3)A(Mn1/3Nb2/3)BTiCZrDO3

Pb(Li1/2Nb1/2)A(Mg1/3Nb2/3)BTiCZrDO3

Pb(Sn1/3Nb2/3)A(Zn1/3Nb2/3)BTiCZrDO3

然而在大功率應(yīng)用中，依然會產(chǎn)生眾多的問題，主要有：諧振頻率的漂移；Qm的降低；發(fā)熱帶來的機電耦合系數(shù)的減小和熱穩(wěn)定性變差。其中的熱產(chǎn)生，會帶來升溫，當(dāng)溫度上升到一定值時，將使材料去極化，使材料的壓電介電體系完全失去功效。故制備介電損耗低、Qm大的硬性材料在大功率器件中尤為重視。

4.2 大功率壓電材料的研究方法

4.2.1 摻雜改性

摻雜改性是探索高性能壓電材料的有效手段，它們主要通過取代離子的半徑和價態(tài)的差異來影響材料性能的，如表5[13]所示。

錳是一種常見的硬性摻雜物，它作為穩(wěn)定性材料，可以大大改善材料的抗老化性能，提高材料的機械品質(zhì)因數(shù)(Qm)，因而是大功率壓電功能材料中最常用的添加元素之一[14]。Y.-H.Chen[15]報道，適量的Mn摻雜可顯著地提高Qm，但同時降低了Kp。

PMN-PZT材料中摻入CeO2制備壓電陶瓷材料，結(jié)果表明CeO2的加入，減小材料的晶胞參數(shù)，提高材料的機械品質(zhì)因素Qm和機電耦合系數(shù)[16]。而在PMN-PZT材料中加入微量的PNN固溶體，不但可提高材料的相對介電常數(shù)和機電耦合系數(shù)，還可以降低材料的燒結(jié)溫度，如Yoo J H等研究出用于驅(qū)動28W熒光燈的PNN-PMN-PZT四元材料體系[17]。

通過添加摻雜離子取代A位的Pb或B位的Zr、Ti來改善相應(yīng)的介電性能和壓電性能，如PNW-PMS-PZT系材料中適當(dāng)調(diào)整B位離子和鋯鈦比可得到性能如下的壓電陶瓷：εr=2138、tanδ=0.58%、Kp=0.613、Qm=1275、d33=380pC/N、Tc＝205℃，適于大功率壓電器件的制備[5]。

4.2.2 開發(fā)新的材料體系

壓電單晶在某些方面具有優(yōu)異的性能[18]，如已發(fā)現(xiàn)并研制出的Pb(A1/3B2/3)PbTiO3單晶(A=Zn2+,Mg2+)，其d33max=6000pc/N(壓電陶瓷的d33max＝850pC/N)，K33max＝0.95(壓電陶瓷的K33max=0.8)，其應(yīng)變＞1.7%，幾乎比壓電陶瓷應(yīng)變高一個數(shù)量級，儲能密度高達130J/kg（壓電陶瓷儲能密度小于10J/kg）。壓電復(fù)合材料在水聲換能器方面得到了較好的開發(fā)，如PVDF與鉛基壓電材料相比，除了高的g33外，制備的換能器更易于安裝。

鉛基壓電材料的多元復(fù)合也是一種開發(fā)新的材料體系的方法。大功率壓電材料如果有大的介電常數(shù)，則有利于輸出較大的功率[19]，而作為一種高介電常數(shù)、低燒結(jié)溫度的馳豫鐵電體P(Ni1/2W1/2)O3(PNW)，將它作為第四組元加入到PMS-PZT，可得到了高介電常數(shù)材料PMS-PZT-PNW；同時，加入PNW還能起到降低燒結(jié)溫度的作用。

鈮鎂鋯鈦酸鉛PMN-PZT是典型的“軟性材料”，其Kp可達0.72，機械強度高，抗張強度在500MPa以上，壓電性能穩(wěn)定[20]；而鈮錳鋯鈦酸鉛PMnN-PZT是典型的“硬性材料”，其特征Qm可達6000。譚訓(xùn)彥等綜合了二者的特點，研制得到的PMMN-PZT四元系壓電陶瓷材料，其Kp=0.518，Qm=3887，tanδ=0.71%，εT33/ε0=701，d33=203pC/N，主要性能與PZT-8接近，基本上滿足壓電變壓器的要求。

4.2.3 探索新的制備工藝

溶鹽合成法(MSS)能在保證較優(yōu)性能的情況下，降低PZT基燒結(jié)溫度[21]。加入低溫共燒助劑能保證較好的壓電介電性能[22]。濕化學(xué)法[23]得到亞微米粉體；一步合成法較兩步合成法好，能得到微細晶粒的材料結(jié)構(gòu)，從而有利于提高材料的機械強度[24]；文獻表明較長的球磨時間帶來粒徑的減小，能得到更好的材料性能，即高振動速度和低發(fā)熱[25]；熱壓成形能得到較高的致密度，形成致密的晶界，有利于制備出高Qm的壓電材料，同時探索最佳的燒結(jié)工藝也是十分有效可行的方法[26]。在燒結(jié)氣氛方面，F(xiàn).Xia[27]等報道了1mol%的PbO過量可消除燒綠石相并補償燒結(jié)時候的PbO損失，從而有利于優(yōu)良介電壓電性能的獲得。

理論分析表明[28]，壓電變壓器在工作時本身所受到的機械應(yīng)力是制約其工作效能的主要因素，所以材料的機械強度要特別高。為了滿足這一要求，應(yīng)選擇微細晶粒的材料。適當(dāng)?shù)摹拜o加元素”，如鍶、鈰、鉻等，有利于得到細晶的陶瓷。微晶(0.2～2μm)陶瓷不易開裂，而晶粒尺寸大于10μm的陶瓷易開裂[29]，陶瓷晶粒尺寸的減小，從而晶界面積增大，有利于提高抵抗應(yīng)力的能力，無論低電場還是高電場下，晶粒尺寸對損耗和發(fā)熱都有作用[30]。

壓電變壓器已用于個人數(shù)字助理器的液晶顯示驅(qū)動電路，因為PMN-PZT系列具有較高的Qm，而加入PbNW來提高其介電常數(shù)，用Nb2O5來提高陶瓷密度和晶粒細化，因為細微晶粒的材料，可使其機械強度提高一倍，由(Pb0.94Sr0.06)[(Ni1/2W1/2)0.02(Mn1/3Nb2/3)0.07(Zr0.51Ti0.49)0.91]O3+0.5wt%PbO+0.5wt%Fe2O3+0.25wt%CeO2+0.3%wt%Nb2O5的配方制備成Rose型，改變負載電阻和驅(qū)動頻率[6]。當(dāng)驅(qū)動頻率為214.4kHz、輸入電壓為31.78V、輸入電流為21.1mA時，變壓器輸出端的電壓為293.2V，電流為2.2mA，能量效率達96.2%，同時變壓器只出現(xiàn)3.6℃的溫升。其性能如下：介電常數(shù)為1704，Kp為0.55，Qm為2041，晶粒尺寸為2.50μm，密度為7.71g/cm3。

5結(jié)語

壓電陶瓷今后要解決的問題是實現(xiàn)大功率、高效率、高可靠性，為此，需要進一步研究壓電陶瓷的組成、結(jié)構(gòu)和制備工藝。鋯鈦酸鉛以其優(yōu)良的介電壓電性能在一定時期內(nèi)仍將被研究和應(yīng)用，其摻雜改性、新體系的探索和制備工藝的改進仍將是其優(yōu)良特性發(fā)掘的有效手段。

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篇4

1）常規(guī)取穴結(jié)合頭、項部取穴：頭針可改善腦灌注，促進腦循環(huán)，加快受損部位側(cè)支循環(huán)建立，以減輕腦細胞的損傷［9］，促使支配手部神經(jīng)的重塑以恢復(fù)手功能。常取頭維、四白、四神聰、百會等穴位或焦順發(fā)頭針［10］。也有臨床報道項部橫向刺法［11］配合點刺井穴對腦卒中后手功能障礙有良好療效，項部橫刺涉及督脈、膀胱經(jīng)、膽經(jīng)，加強了氣街四海的聯(lián)系，使脈氣通達四末，則手能活動。2）常規(guī)取穴結(jié)合腹針：腹針療法［12］是蒲智云教授在長期臨床實踐中總結(jié)發(fā)明的，其理論核心是“神闕系統(tǒng)”，基本原則是調(diào)整陰陽、補偏救弊以恢復(fù)陰陽平衡。臨床證實“腹五針”加足三里、三陰交結(jié)合局部取穴療效優(yōu)于單取局部，縮短療程［13］。李雪［14］針刺腹針的基礎(chǔ)上減少部分西藥治療，結(jié)果優(yōu)于常規(guī)治療。馮衛(wèi)權(quán)等［15］取病灶側(cè)商曲、患側(cè)滑肉門、上風(fēng)濕點、上風(fēng)濕外點，證實腹針療法能有效提高中風(fēng)后肩手綜合征的治療效果。徐振華等［16］取穴引氣歸元、建里、健側(cè)商曲、氣旁，雙側(cè)滑肉門，患側(cè)外陵、上下濕點，能有效改善患者運動功能、感覺功能。3）眼針取穴：張立濤等［17］根據(jù)經(jīng)絡(luò)所過、主治所及的循經(jīng)取穴原則結(jié)合辨證分型，選取大腸經(jīng)、小腸經(jīng)、上焦三區(qū)通調(diào)三陽經(jīng)氣血，結(jié)合肝區(qū)、脾區(qū)、腎區(qū)疏調(diào)臟腑功能，調(diào)整陰陽。高占強等［18］治療急性腦梗死配伍眼上、下焦區(qū)，療效明顯優(yōu)于常規(guī)取穴。趙陽陽等［19］眼針取穴上、下焦區(qū)配合心、肝、腎區(qū)治療急性腦梗死，總有效率優(yōu)于對照組體針治療，證實眼針對急性腦梗死有較好的臨床療效。4）董氏奇穴：董其昌所創(chuàng)重子穴、重仙穴對腦卒中后手功能障礙有較好臨床療效。針刺后瀉法，痙攣彎曲手指即刻伸直，可配以十宣放血［20］。即刻效應(yīng)100％，長期效應(yīng)98％。

2結(jié)合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究取穴

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)理論表明，針刺得氣與神經(jīng)、肌肉運動點有關(guān)，而針刺得氣是針灸效應(yīng)的重要基礎(chǔ)，故現(xiàn)代針刺除傳統(tǒng)經(jīng)穴以外還加入了針刺神經(jīng)、針刺運動點。研究證實，伸—屈肌交替運動點針刺在臨床治療中具有明確療效［21］。

3其他針法

3．1透刺法

透刺法是在毫針基本操作基礎(chǔ)上發(fā)展而來，相對傳統(tǒng)取穴少而精、針感強、刺激量大，療效更好，擅取深邪遠弊［22］。腦卒中后手指屈伸不利，針灸治療多選透刺。取穴以合谷透刺居多，根據(jù)手指拘攣程度可選合谷透二間、三間、后溪等。針刺合谷得氣后提至淺層透向后溪，予提插捻轉(zhuǎn)瀉法待患側(cè)手四指由拘攣變弛軟后，復(fù)取兩針依照前法透向二間、三間方向。臨床病例報告示［23］合谷透刺加上針刺曲池可有效振奮陽經(jīng)經(jīng)脈的牽拉作用，糾正局部肌腱、韌帶和肌肉的拮抗失衡狀態(tài)，從而改善手指拘攣狀況。針刺合谷透后溪配合合谷透商陽，交叉透刺治療中風(fēng)后手指屈曲、強握、拘攣，療效顯著［24］。

3．2合谷刺法

《靈樞•官針》云：“合谷刺者，左右雞足，針于分肉之間，以取肌痹”。歷代醫(yī)家對合谷刺法爭議頗多，具體觀點主要是一針多向刺和多針刺法［25］，使針感向多方向傳達，刺激力強，有效松解黏連，改善局部循環(huán)，以緩解手指拘攣。蒼龜探穴與其相似，《金針賦》云“蒼龜探穴，如入土之象，一退三進，鉆剔四方”［26］，與合谷刺的一針多向刺異曲同工。臨床研究表明，蒼龜探穴針法對中風(fēng)后腕手功能障礙療效顯著［27］。

4討論

篇5

流延法是LTCC生料帶成型的重要手段,探索合適的多元溶劑與分散劑體系,優(yōu)化多元玻璃/陶瓷粉體與粘結(jié)劑、增塑劑等有機體系的組成配比,通過流延制備出表面光順、厚度均勻可控、高固含量的大面積生料帶,以提高玻璃/陶瓷的燒結(jié)致密度,確保生料帶與印刷金屬漿料的共燒匹配,降低微電路插損等綜合性能,一直是LTCC技術(shù)重點研究內(nèi)容之一[9-10]。本文針對硼硅酸鹽/氧化鋁陶瓷復(fù)合材料體系的特點,在探索甲乙酮/乙醇、甲乙酮/異丙醇、異丙醇/乙醇等多種二元溶劑互溶組合的基礎(chǔ)上[11-12],選擇以具有較長支鏈的磷酸酯為分散劑[13],以聚乙烯醇縮丁醛(PVB)作為粘結(jié)劑,設(shè)計優(yōu)化溶劑體系和分散劑含量,以實現(xiàn)玻璃/陶瓷復(fù)合粉料在有機體系中的均勻分散與懸浮穩(wěn)定漿料的制備。闡述了漿料組成與懸浮液流變性能以及流延生料帶性能之間的關(guān)系規(guī)律。

2實驗

2.1實驗原料實驗用玻璃/陶瓷,分別為自制的寬頻低損耗Ca-Al-B-Si-O多元硼硅酸鹽玻璃、α-剛玉氧化鋁陶瓷。在1530℃保溫2~4h熔制的硼硅酸鹽玻璃經(jīng)水淬、破碎后,快速磨球磨1.5~3.0h,測得粉體的中位徑為3.12μm,比表面積為3.49m2/g。α-氧化鋁陶瓷純度≥99.9%,中位徑為2.3μm,比表面積為3.34m2/g。選用磷酸酯類分散劑,通過測試與評價玻璃/陶瓷粉體在3種溶劑體系的分散行為,選用了3種沸點相近且互溶的溶劑,分別為乙醇、異丙醇和甲乙酮,二元溶劑質(zhì)量比為m(異丙醇)/m(乙醇溶液)=68∶32,m(甲乙酮)/m(乙醇溶液)=44∶56,m(甲乙酮)/m(異丙醇溶液)=21∶79。用聚乙烯醇縮丁醛(PVB)作為粘結(jié)劑,等質(zhì)量的聚乙二醇(PEG)和鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)作為增塑劑。

2.2試樣制備玻璃與氧化鋁陶瓷料,按質(zhì)量百分比55∶45混合均勻,與溶劑、分散劑、氧化鋯球共混24h,加入粘結(jié)劑與增塑劑再次混合24~36h得到流延漿料,設(shè)計的系列漿料組成配比如表1所示,通過改變?nèi)軇┝看_保漿料粘度相近,真空脫泡后流延。流延所得生料帶在室溫下自然干燥24h。生料帶的表面紋理、開裂與否、拉伸強度、對基帶的附著力以及體積密度等,會隨著玻璃/陶瓷與有機成分比值,以及增塑劑/粘結(jié)劑比值的變化而改變。實驗設(shè)計引入下列2個參數(shù)X=無機粉體/(無機粉體+分散劑+粘結(jié)劑+增塑劑)Y=增塑劑/粘結(jié)劑用沖壓機從流延生料帶上沖出直徑為21.46mm的圓片,在模具中放入10層圓片,疊合的溫度75℃,壓力制度為21MPa保壓10min。

2.3性能測試用Malvern-2000激光粒度分析儀,測定玻璃粉體粒度分布;阿基米德法測其開氣孔率;用美國Brookfield公司(R/S)型流變儀測定玻璃/陶瓷懸浮液的流變性能,剪切速率范圍分別為0~300s-1,然后從300s-1~0,時間分別為200s;用BrookfieldKU-2型粘度計測試漿料的粘度;用JSM-5900掃描電子顯微鏡觀察表面形貌;用Agilent4294A阻抗儀測試10MHz介電性能。

3結(jié)果與討論

3.1溶劑種類與分散劑含量對玻璃/陶瓷漿料流變性能的影響

圖1為3種不同二元溶劑制備的漿料流變曲線(未添加粘結(jié)劑和塑化劑),分散劑添加量為粉體總量的1%(質(zhì)量分數(shù)),玻璃/陶瓷固含量為32%(體積分數(shù))。由圖1可看出,3種漿料都呈現(xiàn)出剪切變稀的特性。相同的剪切速率下,甲乙酮-異丙醇溶液剪切粘度最低,且流變曲線重合度較好,說明此種漿料在剪切速率變化過程中能夠迅速恢復(fù),流動性好,所以選擇甲乙酮-異丙醇作為溶劑。圖2為分散劑含量對玻璃/陶瓷懸浮液流變性能的影響。當(dāng)分散劑含量較低時,剪切速率-剪切應(yīng)力曲線斜率較大,表明漿料有較大的剪切粘度;隨著分散劑添加量增多,剪切粘度下降,當(dāng)用量超過1.5%(質(zhì)量分數(shù))后,粘度反而增大。分析其原因是分散劑用量偏少時,粉體顆粒表面分散劑覆蓋層太薄,難以產(chǎn)生足夠強的位阻作用與靜電排斥作用,漿料整體上表現(xiàn)出流動性變差,粘度較大;隨著分散劑用量增加,顆粒的表面被充分覆蓋,產(chǎn)生足夠強的空間位阻作用,漿料粘度下降,流變性能明顯改善,體系趨于穩(wěn)定;當(dāng)進一步增加分散劑用量后,多余的分散劑分子溶解在溶劑中,分子鏈互相纏結(jié),使?jié){料的粘度上升,流動性變差,所以分散劑的最佳用量為粉體的1.5%(質(zhì)量分數(shù))。流延漿料對玻璃/陶瓷系生料帶結(jié)構(gòu)與性能的影響不同X、Y值的流延配方設(shè)計如表1所示。設(shè)計1#~2#,保持Y值為0.75,固含量X值從0.65增加到0.71,目的是為了得到燒結(jié)致密的試樣;設(shè)計2#~4#是為多層生料帶疊壓時,在層與層之間能形成很好的粘結(jié),維持X=0.71的恒定值,適當(dāng)增加粘結(jié)劑的用量;4#~5#設(shè)計目的與1#~2#一致,是進一步提高固含量以期得到更致密的燒結(jié)試樣;同時需要設(shè)計5#~6#來調(diào)整粘結(jié)劑用量確保層與層之間的粘結(jié)性能。流延實驗結(jié)果表明,采用上述不同的X、Y值配制的漿料,流延所制備的生料帶,均與膜帶之間的粘附力較小,生料帶干燥后,容易從膜帶上剝離下來;隨著玻璃/陶瓷固含量X值的增加,粘附力逐漸減小;高密度流延生料帶與多層帶的良好疊合是一對矛盾體,X、Y值優(yōu)化是關(guān)鍵。如表2所示實驗表明,保持Y值不變,增加玻璃/陶瓷料含量X值,在相同體積內(nèi)無機粉體的體積比增大,1#~2#生料帶的密度隨之增大,但4#~5#密度的變化規(guī)律并非一致,這是因為增塑劑的用量減少后粘結(jié)劑相對過量,就會阻礙粉體顆粒的重排與緊密堆積體積密度明顯減小,氣孔率增大。流延帶干燥過程中,增塑劑可以促進粉體的重排與緊密堆積,減小顆粒遷移的阻力,可以得到致密程度更高的生料帶,較多的增塑劑還可以降低漿料的粘度,提高漿料中無機粉體的體積含量,得到較大密度的生料帶,同時起到作用,使流延帶表面更加平滑。疊壓過程(21MPa、75℃、保壓10min)增大了試樣的密度,75℃高于粘結(jié)劑的Tg,有機成分軟化,得到更致密的試樣。3#流延帶具有最大的體積密度和最小的氣孔率,因此將3#作為此玻璃/陶瓷最佳流延配方。壓后的試樣于溫度精密控制的電爐中進行常壓燒結(jié)。圖3為硼硅酸鹽玻璃/氧化鋁陶瓷料的DSC曲線圖。posites由圖3可看出,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg在638.6℃附近,高于此溫度,玻璃開始出現(xiàn)液相,當(dāng)溫度達到835.1℃時,玻璃開始析晶,并且在906.2℃出現(xiàn)一個明顯的放熱峰,由此可以知,玻璃從開始軟化到析晶的溫度區(qū)間很寬,這可以保證玻璃/陶瓷有充分的燒結(jié)致密化過程。圖4為3#生料帶在不同燒結(jié)溫度下的XRD圖。從圖4也可以看出,800℃下玻璃未析晶,而850℃下出現(xiàn)鈣長石相,與圖3的差熱分析相吻合,同時說明了圖3差熱曲線835.1℃對應(yīng)的是玻璃中鈣長石相的析出。為了得到致密的試樣,需要抑制玻璃/陶瓷試樣的析晶以及保證玻璃能夠產(chǎn)生粘性流動,因此確立其燒成制度為2℃/min升至550℃后保溫3h排除有機物,保溫120min后以5℃/min快速升溫至保溫。ferenttemperature表3為不同配方流延的生料帶燒成試樣的體積密度、燒成收縮率、相對密度、介電常數(shù)與介電損耗。根據(jù)流延工藝參數(shù)分析,燒成收縮率主要與流延配方中有機物的含量與流延帶的氣孔率有關(guān),1#~2#有機物的含量降低,有利于燒結(jié)收縮率減小;2#~3#增加粘結(jié)劑用量,降低了樣品的氣孔率,燒結(jié)收縮率隨之下降;進一步提高固含量X值,燒結(jié)收縮未下降反而上升,原因是玻璃/陶瓷含量增大后,生料帶中的氣孔率上升明顯,導(dǎo)致收縮增大(如4#~6#)。玻璃復(fù)合陶瓷的燒結(jié)機制屬于液相燒結(jié),玻璃產(chǎn)生粘性流動潤濕氧化鋁顆粒,排出氣孔,所以不同X、Y值的流延配方燒成的試樣體積密度、氣孔率相當(dāng),相對密度能夠達到95%以上,10MHz頻率測試的相對介電常數(shù)在7.70左右,3#燒成試樣介電損耗最低,達到2對基體材料與印刷金屬漿料等共燒匹配而言,熱膨脹系數(shù)是基板的重要指標之一,基體材料與印刷金屬漿料的熱膨脹系數(shù)相差大,異質(zhì)材料就會在共燒過程中產(chǎn)生機械應(yīng)力,從而造成多層電路基板的翹曲變形甚至碎裂,影響產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性。對3#生料帶850℃燒成試樣多次測試表明,25~500℃范圍內(nèi)玻璃/陶瓷的熱膨脹系數(shù)在(7.30~7.65)×10-6/℃,達到了大面積多功能模塊封裝對低溫共燒玻璃陶瓷材料的要求。在3#生片上印刷銀電極漿料,多層熱壓疊合,在850℃下共燒,燒成結(jié)果如圖5所示。Fig5Photographof3#greentapesco-firedwithsilverpaste可以看出,銀電極與基板的匹配良好,表面平整,滲透小,無翹曲變形。

3.2微觀結(jié)構(gòu)分析與表征

篇6

【關(guān)鍵詞】二硼化鈦；復(fù)合材料；微波燒結(jié)；致密性

0 引言

陶瓷在高溫條件下仍具有很高的硬度，但是陶瓷的脆性限制了它的應(yīng)用。為了改善其性能，可采用液態(tài)金屬銅（Cu）作粘結(jié)劑，促使陶瓷的硬質(zhì)相致密化，從而提高陶瓷的性能。研究發(fā)現(xiàn)，隨著Cu含量的變化，TiB2顆粒之間的孔隙逐漸被金屬相填充，使其致密性、韌性、強度都得到很大的提高。

1 原位合成制備TiB2/Cu陶瓷

通過TiB2基體內(nèi)部利用元素間或元素與復(fù)合相間的化學(xué)反應(yīng)合成強化相。于是將Ti粉、B粉和Cu粉按Ti+2B+xCu―>TiB2+xCu反應(yīng)方程式進行配料。利用球磨機在無氧條件下球磨樣品粉末5h，充分混合后真空干燥。干燥后將粉末放置于壓力機中，梯度增壓到20MPa，保壓5min后取出壓片，以同樣的方法分別壓制3組含銅量為15%、25%和35%的樣品壓片，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒Y(jié)制取TiB2/Cu復(fù)合材料。

2 XRD射線測試分析與總結(jié)

已知在燒結(jié)過程中，Ti、B及Cu可能會發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)：

2Ti + O2 = 2TiO

Ti + O2 = TiO2

4Ti + 3O2 = 2Ti2O3

Ti + 2B = TiB2

Ti + B = TiB

為了確定合成產(chǎn)物的反應(yīng)方向和最終相，對上式反應(yīng)的反應(yīng)自由能進行了理論計算。計算后發(fā)現(xiàn)在TiB2，TiB及TiCu三種可能產(chǎn)物中，TiB2的反應(yīng)自由能最低。這說明在Ti-B-Cu體系中，TiB2是在理論上最穩(wěn)定的相。根據(jù)自由能計算參考數(shù)據(jù)可知，TiCu是可以可按下式和B反應(yīng)而轉(zhuǎn)變?yōu)門iB2。反應(yīng)式如下：

TiCu + 2B = TiB2 + Cu

通過用XRD射線測試后所得到的衍射峰的強度和衍射峰的數(shù)目可以看出，如圖1所得到的XRD射線測試的峰值圖，圖中含有TiB2和Cu，于是可以確定，通過用原位合成的方法能夠得到TiB2/Cu復(fù)合材料，根據(jù)成分配比，TiB2顆粒的體積分數(shù)應(yīng)達到80%左右。這一結(jié)果基本滿足要求。但同時在樣品中也發(fā)現(xiàn)有少量TiO、TiO2、CuO、TiB等雜質(zhì)，可能與燒結(jié)過程發(fā)生氧化有關(guān)。

圖1 樣品復(fù)合材料X射線譜

3 金相顯微鏡的測試與分析

通過金相顯微鏡的測試，我們根據(jù)3組對照實驗可以發(fā)現(xiàn)：隨著Cu含量的增加，TiB2復(fù)合材料的顆粒逐漸變小，空洞也在減少。如圖2所示的3組電子掃描的圖片。三組對比試驗可以發(fā)現(xiàn)，金屬確實能夠改變TiB2陶瓷的致密性。

圖2 3組Cu含量為15%（a）、25%（b）、35%（c）的電子掃描的圖片

由圖2給出的3組分別含Cu15%、25%和35%的TiB2/Cu復(fù)合陶瓷的掃描照片。其中，灰色是TiB2相，白色是Cu相，黑色是孔洞。孔洞的存在主要來源于可能是在燒結(jié)過程中雜質(zhì)或單質(zhì)硼（B）的揮發(fā)造成。從圖中可以看出，該組織較為致密，僅有少量孔洞。同時從圖中可以看出，隨著Cu含量的增加，TiB2顆粒的尺寸逐漸減小。可能是隨著Cu含量的增加，體系中的液相逐漸增多，抑制了TiB2顆粒的長大，另外隨著Cu含量的增加，金屬銅填充了陶瓷的空洞。

4 密度的測定與分析

用阿基米德排水法來測量復(fù)合材料的密度。利用浸在液體里的物體受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被該物體排開的液體的重力的原理，實現(xiàn)對陶瓷材料密度的測量。利用式F浮=ρ水gV排，分別計算出15%、25%和35%的陶瓷復(fù)合材料的密度是6.32g/cm3，6.54g/cm3和7.03g/cm3。根據(jù)密度測定可以發(fā)現(xiàn)：隨著銅質(zhì)量分數(shù)的增加，TiB2復(fù)合材料的密度也隨之增加。同時，由密度可以得出材料的相對密度，于是根據(jù)銅質(zhì)量分數(shù)不同時，材料相對密度的變化。可以看出：隨著Cu含量的不斷增加，致密度呈逐漸增加趨勢，但是增加幅度逐漸變緩。

5 結(jié)束語

（1）將Ti粉、B粉和Cu粉按照一定的比例混合，通過原位合成的方法是能夠得到一定量的TiB2/Cu陶瓷材料；

（2）在TiB2陶瓷中添加金屬（Cu）粘結(jié)劑是能夠改變陶瓷材料的一些性能包括致密性。

【參考文獻】

[1]郭峰，李歷堅，等.TiB2基陶瓷材料的研發(fā)進展與展望[J].粉末冶金材料科學(xué)與工程，2009.

[2]董仕節(jié)，雷永平，等.原位生成TiB2/Cu復(fù)合材料的研究[J].西安交通大學(xué)學(xué)報，2000.

[3]Fu zhengyi（傅正義）.TiB2系金屬陶瓷的SHS-QP制備[N]. journal of The Chinese Ceramio Society（硅酸鹽學(xué)報），1996.

[4]徐強，張林，等.壓力對反應(yīng)合成TiB2-Cu基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響[J].新技術(shù)新工藝，2005.

篇7

關(guān)鍵詞：磁制冷；磁熱效應(yīng)；磁制冷材料

中圖分類號：TM271 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）06-0135-02

1 引言

制冷業(yè)耗能占社會總耗能的15%以上。目前普遍使用的氣體壓縮制冷技術(shù)其卡諾循環(huán)效率最高僅為25%左右，而且氣體壓縮制冷中使用的氣體制冷劑會破壞大氣臭氧層并引起溫室效應(yīng)。探求無污染、綠色環(huán)保的制冷材料和研發(fā)新型低能耗、高效率的制冷技術(shù)是當(dāng)今世界需要迫切解決的問題。目前，基本的人工制冷方式有以下幾種。（1）液化氣體制冷：利用液體氣化時要吸收熱量的特性，其基礎(chǔ)是先將氣體加壓到其沸點以下來進行液化；（2）氣體膨脹制冷：利用氣體絕熱膨脹來實現(xiàn)制冷，空氣壓縮機就是采用了這一方式；（3）熱電制冷：利用半導(dǎo)體的溫差特性，但它的效率極低，不能大規(guī)模應(yīng)用，目前主要用在冷量需求較小的小型制冷器中；（4）化學(xué)制冷：利用有吸熱效應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)過程。其中，較為廣泛應(yīng)用的是液體氣化制冷，包括蒸汽壓縮式、吸收式、噴射式制冷等方式。

利用磁熱效應(yīng)進行制冷具有綠色環(huán)保、高效節(jié)能的特點。在熱效率方面，磁制冷可以達到的理想卡諾循環(huán)的60%～70%，而氣體制冷的效率一般只有20%～40%。此外，磁制冷工質(zhì)的磁熵密度比氣體大，制冷裝置可以做得更緊湊。同時磁制冷需要的磁場只需要電磁體、超導(dǎo)體磁體等提供，無需壓縮設(shè)備，沒有運動部件的磨損問題，從而機械振動和噪聲小，可靠性高，操作方便，工作周期長。氣體制冷工質(zhì)一般都是對環(huán)境存在污染或有毒的物質(zhì)，在現(xiàn)代環(huán)保呼聲越來越高的情況下面臨挑戰(zhàn)。因此，需要加快研究小型、無污染、高效率的新型制冷技術(shù)，磁制冷技術(shù)就是一個很好的技術(shù)解決途徑。

2 磁制冷原理

磁熱效應(yīng)（Magnetocaloric effect，MCE）是指對磁性材料進行磁化或退磁時所產(chǎn)生放熱或吸熱的現(xiàn)象，其本質(zhì)是材料內(nèi)部的磁有序度發(fā)生改變（熵的改變），引起材料本身的吸熱放熱行為。磁熱效應(yīng)的主要應(yīng)用是在磁制冷方面。與傳統(tǒng)的氣體壓縮膨脹制冷過程非常相似，磁致冷也有類似的制冷原理。由于磁制冷技術(shù)采用磁性材料，對周圍環(huán)境沒有污染。而且，在熱效率方面，磁制冷技術(shù)也遠高于目前普遍使用的氣體壓縮制冷技術(shù)。對于當(dāng)今社會，綠色高效的磁制冷技術(shù)有著十分廣闊的應(yīng)用前景。

3 磁制冷循環(huán)

磁制冷技術(shù)是依靠一套完整的熱力學(xué)循環(huán)來實現(xiàn)的。常見的磁制冷循環(huán)主要是以下3種。

（1）卡諾循環(huán)。由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。主要用作低溫磁制冷循環(huán)。磁工質(zhì)通常為順磁鹽。這種循環(huán)結(jié)構(gòu)簡單，效率較高。不足之處在于制冷溫區(qū)較小，需要較高的外場，并且外場操作比較復(fù)雜。

（2）埃里克森循環(huán)。由兩個等磁場過程和連個等溫過程組成。這種循環(huán)可以用作較大的制冷溫區(qū)（>20K）。效率略低于卡諾循環(huán)。該循環(huán)要求蓄冷器具有較高的熱傳導(dǎo)性，對外部熱交換器的熱接觸要求較高，相應(yīng)的磁制冷機結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

（3）布雷頓循環(huán)。由兩個等熵過程和兩個等磁場過程組成。該循環(huán)制冷溫跨可實現(xiàn)最大化，并且可以使用不同大小的磁場。同時，對蓄冷器的熱傳導(dǎo)性要求很高，也需要外部熱交換器。4磁制冷材料

由于磁制冷技術(shù)具有綠色環(huán)保、高效節(jié)能、穩(wěn)定可靠的特點，近些年來已經(jīng)引起世界范圍的廣泛關(guān)注。美國、中國、荷蘭、日本相繼發(fā)現(xiàn)的幾類室溫乃至高溫區(qū)巨磁熱材料大大推動了人們對綠色環(huán)保磁制冷技術(shù)的期待，例如：Gd-Si-Ge、LaCaMnO3、Ni-Mn-Ga、La（Fe，Si）13基化合物、MnAs基化合物等。這些新型巨磁熱效應(yīng)材料的共同特點是磁熵變均高于傳統(tǒng)室溫磁制冷材料Gd，相變性質(zhì)為一級，并且多數(shù)呈現(xiàn)強烈的磁晶耦合特點，磁相變伴隨顯著的晶體結(jié)構(gòu)相變的發(fā)生。這些新型材料還表現(xiàn)出不同的材料特點，例如，美國Ames國家實驗室于1997年發(fā)現(xiàn)的Gd5（Si2Ge2）合金具有巨大磁熱效應(yīng)，絕熱溫變AT高于單質(zhì)稀土Gd的30%，磁熵變高于Gd的100%。但是這類材料在合成過程中往往需要對原材料Gd進一步提純，通常商業(yè)購買的Gd純度為95～98at.%（原子比），價格200美元/公斤，用商業(yè)純度Gd制備的Gd5（Si2Ge2）合金不具有巨磁熱效應(yīng)。如果將原材料Gd提純至≥99.8at.%（原子比）所合成出的Gd5（Si2Ge2）方表現(xiàn)出巨磁熱效應(yīng)，而純度至≥99.8at.%的Gd的價格為4000美元/kg，大大增加了材料的制備成本。研究還表明，原材料中雜質(zhì)的存在（如0.43at.%C，0.43at.%N，1.83at.%O）或者引入少量C元素均會使Gds（Si2Ge2）的一級相變特征消失，巨磁熱效應(yīng)也隨之消失。另外幾類新材料中，MnAs基化合物原材料有毒，NiMn基Heu-sler合金具有滯后損耗大的特點等等。

近10多年來發(fā)現(xiàn)的幾類新材料中，目前被國際上廣泛接受、最有可能實現(xiàn)高溫乃至室溫區(qū)磁制冷應(yīng)用的是La（Fe，Si）13基化合物，該合金具有原材料價格低廉，相變溫度、相變性質(zhì)、滯后損耗可隨組分調(diào)節(jié)等特點，室溫附近磁熵變高于Gd的一倍。多個國家的單位、實驗室紛紛將La（Fe，Si）13基磁制冷材料用于樣機試驗，例如：2006年，美國國家航天技術(shù)中心首次將La（Fe，Si）13基材料用于樣機試驗，初步結(jié)果證明其制冷能力優(yōu)于Gd，進一步地，該公司于2010年的最新樣機試驗結(jié)果證明：La（Fe，Si）13基材料的室溫制冷能力可達到Gd的2倍。

La（Fe，Si）13基化合物在制備過程中稀土原材料均使用商業(yè)化的單質(zhì)元素。人們知道，地殼中含有豐富的La、Ce稀土元素，Ce元素豐度最高、其次是Y、Nd、La等，并且許多稀土礦石的天然成分是La為20%～30%、Ce為40%～60%及其它稀土和非稀土混合物。提純過程中獲得約1：2比例的LaCe合金比分別獲得單質(zhì)的La和Ce要容易得多。商業(yè)化LaCe合金的價格也比商業(yè)化單質(zhì)元素La、Ce便宜許多。如果能以商業(yè)化的LaCe合金作為原材料，制備出具有NaZn13結(jié)構(gòu)的巨磁熱La（Fe，Si）13基化合物，對于開發(fā)材料的磁制冷應(yīng)用將具有重要實際意義。

篇8

關(guān)鍵詞：延時再次空氣灌腸復(fù)位術(shù)；小兒腸套疊；臨床觀察

    腸套疊是指人體腸管中的一部分套入了另一部分之中，從而導(dǎo)致的腸梗阻問題，也是臨床上較為常見的一種急腹癥。臨床上較為常見的腸套疊類型為回腸末段的腸管套入結(jié)腸中所形成的回結(jié)型腸套疊[1-2]。腸套疊主要分為慢性和急性兩種，小兒腸套疊多屬于急性發(fā)作，若腸套疊發(fā)病時間過長會嚴重影響小兒的血液循環(huán)，進而導(dǎo)致腸壞死，對小兒的生命造成威脅。 1 資料與方法

1.1  一般資料：選取我院2010年1月～2011年1月收治的110例小兒腸套疊患者為試驗對象，男62例，女48例，年齡7～67個月，平均（36.3±4.2）個月。患者從發(fā)病到入院接受治療的時間間隔3～87 h，平均（44.5±2.1）h。將患者以發(fā)病到入院治療的時間間隔為依據(jù)劃分為三組：A組患兒時間間隔在12 h之內(nèi)，共48例，占40%；B組患兒時間間隔在12～24 h之間，共42例，占35%；C組患兒時間間隔在24 h以上，共20例，占25%。

1.2  治療方法：所有患兒均在數(shù)字胃腸機的監(jiān)控下，接受空氣灌腸復(fù)位術(shù)治療，具體治療方法為：首先檢查患兒是否存在休克或腹膜炎等空氣灌腸禁忌證。對于無禁忌證的患者，在實施灌腸治療前，先進行0.5 mg/kg鹽酸哌替啶的肌內(nèi)注射，以起到鎮(zhèn)靜的效果。在患兒直腸內(nèi)插入18 F的Foley導(dǎo)管，同時將15 ml的氣體注入球囊內(nèi)，從而達到擴張球囊的效果，避免Foley導(dǎo)管和氣體從處泄露。將起初的氣體壓力控制在8 kPa左右，若患兒出現(xiàn)腸套疊問題，則套入腸管會在局部產(chǎn)生軟組織密度影，向充氣結(jié)腸的遠側(cè)突出，使得充氣結(jié)腸上端出現(xiàn)杯口征。這時，將氣壓升至13 kPa左右，但要控制在15 kPa之下。若復(fù)位操作過程不順利，則可進行間歇性注氣法，同時進行腹部包塊按摩。如腹部團塊全部消除，則可視為腸套疊復(fù)位成功，在氣體灌入三個回腸以上時，患兒便能夠安然入睡。

1.3  統(tǒng)計學(xué)處理：使用SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析，用χ2檢驗兩組患者之間數(shù)據(jù)資料，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

    經(jīng)過治療，兩組患者臨床癥狀都有所緩解，其中，A組患者的治療有效率為96%，B組患者的治療有效率為90%，C組患者的治療有效率為80%。A組、B組患者的總成功率相比C組均顯著提高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；A組與B組患者總成功率相比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。詳見表1。

表1  三組患者的臨床治療效果對比分析（%）

組別

例數(shù)

空氣灌腸成功率

初次灌腸

再次灌腸

三次灌腸

總成功率

A組

48

44

33

19

96①

B組

42

42

29

19

90①

C組

20

40

25

15

80

注：與C組比較，①P＜0.05

3 討論

    腸套疊是臨床上較為常見的一種小兒腸梗阻疾病，其主要的發(fā)病年齡集中在2歲以內(nèi)的兒童，發(fā)病率約為80%左右。腸套疊的主要原因在于兒童回盲部分較為游離，腸蠕動會發(fā)生異常，因而常導(dǎo)致腸功能失調(diào)。小兒腸套疊的臨床癥狀主要表現(xiàn)為嘔吐、腹部腫塊、血便、陣發(fā)性腹痛等。小兒腸套疊若進行及時的鋇劑或空氣灌腸復(fù)位，則該疾病的臨床診斷和治療并不十分困難，關(guān)鍵在于把握好臨床治療的時機，并使用恰當(dāng)?shù)呐R床治療方法，這樣能夠有效提高小兒腸套疊的臨床治愈率，降低并發(fā)癥的發(fā)生幾率。通常情況下，小兒腸套疊以空氣灌腸作為主要的臨床診斷和治療方法[3-4]。

    本次試驗結(jié)果表明，延時再次空氣灌腸復(fù)位術(shù)治療小兒腸套疊具有顯著的臨床治療效果，能夠有效緩解患兒的各項臨床癥狀，且能夠鞏固空氣灌腸復(fù)位術(shù)的臨床治療效果，并提高臨床治療的成功率，具有較高的臨床推廣和使用價值。

4 參考文獻

[1] 周光禮.空氣灌腸復(fù)位術(shù)診斷與治療小兒腸套疊[J].中國實用醫(yī)刊,2010,37(1):87.

[2] 毛東良.空氣灌腸復(fù)位術(shù)治療小兒腸套疊312例臨床分析[J].航空航天醫(yī)藥,2010,21(12):2204.

篇9

關(guān)鍵字：膝骨性關(guān)節(jié)炎，針刺，溫針灸

膝骨性關(guān)節(jié)炎(Knee osteoarthritis KOA)又稱退行性膝骨關(guān)節(jié)炎，常見于中老年人群中，特別是女性肥胖者或體力勞動者,是比較難治療的一種骨性關(guān)節(jié)病。臨床的主要表現(xiàn)為疼痛，尤其在關(guān)節(jié)負重時，如下蹲起立時或上下樓時膝關(guān)節(jié)酸痛脹。其發(fā)病機制尚未完全清楚，一般認為與年齡和關(guān)節(jié)軟骨長期磨損所致，也可由物理應(yīng)力損傷軟骨細胞，導(dǎo)致了酶的釋放，隨后基質(zhì)遭到破壞，或物理應(yīng)力直接損壞膠原結(jié)構(gòu)所致[1]。隨著我國人口老齡化，退行性膝關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率也在日益增加。因此，有效的防治、降低復(fù)發(fā)率，不僅可以提高中老年人的生活質(zhì)量，也可以減輕家庭和社會的經(jīng)濟負擔(dān)。筆者在臨床實習(xí)期間，針刺配合溫針灸治療膝骨性關(guān)節(jié)炎1例，效果顯著，現(xiàn)報道如下：

患者桑某某，女，60歲，山東濟南人。因雙膝乏力、疼痛行走困難2年，于2013年12月就診針灸科。兩周前由于受寒出現(xiàn)雙膝關(guān)節(jié)疼痛，按壓疼痛加劇，入夜更甚；勞累或長時間活動、天氣變化時明顯加重。遇寒痛增，得熱稍減；關(guān)節(jié)無灼熱，伴關(guān)節(jié)僵硬，以晨起及座位站起時明顯，活動后可緩解。舌淡，苔白，脈沉細緩。X線攝片檢查：示關(guān)節(jié)面不規(guī)則，關(guān)節(jié)間隙狹窄，軟骨下骨質(zhì)硬化，以及邊緣唇樣改變，骨贅形成。查體：膝關(guān)節(jié)周圍壓痛（+），關(guān)節(jié)活動可聞及響聲。西醫(yī)診斷：雙膝骨性關(guān)節(jié)炎。中醫(yī)診斷：骨痹（陽虛寒凝）

治療：令患者仰臥位，在患側(cè)膝關(guān)節(jié)窩處墊一軟墊使膝關(guān)節(jié)屈曲，所選穴位常規(guī)消毒，選用規(guī)格0.30×40mm(1.5寸)針，鶴頂、梁丘、血海、陽陵泉、陰陵泉、足三里、三陰交直刺1～1.2寸；內(nèi)膝眼向外上方成45°角斜刺1～1.2寸，外膝眼向內(nèi)上方成45°角斜刺1～1.2寸。諸穴均快速刺入皮膚后行平補平瀉手法得氣。行針得氣后，內(nèi)外膝眼加溫針灸（將艾條切成2cm的艾柱，置于針柄上，每穴3壯）。留針期間用 TDP 照射治療儀照射局部。針刺1天1次，溫針灸隔天1次，10天1療程。經(jīng)上述方法治療兩個療程后患者雙膝關(guān)節(jié)疼痛基本消失，上下樓梯無明顯不適，晨僵現(xiàn)象消失，膝關(guān)節(jié)周圍壓痛（-），關(guān)節(jié)活動未聞及響聲。隨訪2月患者自訴雙膝關(guān)節(jié)無明顯疼痛，活動正常，生活質(zhì)量大幅度提升。

按：本病在中醫(yī)中屬于“骨痹”、“痛痹”、“筋痹”、 “鶴膝風(fēng)”等范疇。《黃帝內(nèi)經(jīng)》首次提出了痹癥的病名，《素問?痹論》曰：“風(fēng)寒濕三氣雜至，合而為痹。”《素問長刺節(jié)論》云：“病在骨，骨重不可舉，骨髓酸痛，寒氣至，名骨痹。”《素問痹論》云：“痹在骨則重，在脈血凝而不流，在筋則屈不伸。”“骨痹”病在關(guān)節(jié)筋骨，其發(fā)病是諸多因素作用于關(guān)節(jié)所致，本虛標實是其基本的病理表現(xiàn)。腎虛為本，痰瘀互結(jié)、邪(風(fēng)、寒、濕)滯經(jīng)絡(luò)為標。所以治療應(yīng)以祛風(fēng)散寒，溫經(jīng)通絡(luò)，除痹止痛為原則。關(guān)于治療穴位的選擇大多以病變局部取穴為主，配合循經(jīng)遠道取穴，以達到舒筋通絡(luò)，除痹止痛的作用。

犢鼻又稱外膝眼，屬于足陽明胃經(jīng)的穴位，內(nèi)膝眼屬于經(jīng)外奇穴，二穴均為治療膝痛的常用穴。《針灸集成》謂膝眼主治膝冷痛不已；《針灸資生經(jīng)》言治膝及膝下病、膝髕癰腫。梁丘，足三里，為足陽明胃經(jīng)輸穴,胃經(jīng)循行“抵伏兔，下入膝腆中”,取此二穴可通經(jīng)活絡(luò)、消腫止痛，善治膝部疼痛。《針灸大成》云:“梁丘豐膝腳腰痛，冷痹不仁，跪難屈伸”；且陽明經(jīng)多氣多血,足三里為陽明經(jīng)合穴,為補虛保健要穴,可補益氣血。三陰交為足三陰經(jīng)交會穴，取之可疏肝止痛、健脾除濕、強腎鍵骨，正如《針灸甲乙經(jīng)》云:“脛痛不能久立，濕痹不能行，三陰交主之”。陽陵泉屬于足少陽膽經(jīng)的合穴，八會穴中的筋會，筋脈、筋氣匯聚之處。《針灸甲乙經(jīng)》曰：“筋急，陽陵泉主之。”《馬丹陽天星十二穴歌》曰:“陽陵居膝下，外廉一寸中，膝腫并麻木，冷痹及偏風(fēng)，舉足不能起，坐臥似衰翁，針入六分止，神功妙不同。”鶴頂穴為經(jīng)外奇穴“屈膝,在膝上部,髕底的上方凹陷處”位于膝部,具有緩解膝部的疼痛,疏通局部的經(jīng)絡(luò)之功效。諸穴合用可以達到運行氣血，舒經(jīng)活絡(luò)，消腫止痛之功。

溫針灸又名針上加灸、針柄灸、燒針尾、傳熱灸，是毫針針刺與艾灸相結(jié)合應(yīng)用的一種方法。《針灸聚英》溫針條載：“王節(jié)齋曰，近有為針者，乃楚人之法。其法針于穴，以香白芷作圓餅，套針上，以艾蒸溫之，多以取效。”所以溫針灸既有針刺的通調(diào)作用，又有溫散作用，充分發(fā)揮了溫經(jīng)散寒，祛風(fēng)除濕，行氣活血，消腫止痛的效能。現(xiàn)代研究[2]發(fā)現(xiàn),艾灸時產(chǎn)生近遠兩種紅外線輻射,分別作用于機體深層組織和表淺部位，產(chǎn)生深層消炎和溫?zé)嵝?yīng)。溫針灸時通過針身、針柄將熱量更好地傳導(dǎo)入深層肌肉組織、筋骨等發(fā)揮良性調(diào)節(jié)作用。

參考文獻:

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關(guān)鍵詞：陶瓷裝飾；噴墨打印；陶瓷墨水；分散法；溶膠-凝膠法；反相微乳液法；過渡金屬配合物

1 前 言

陶瓷裝飾采用噴墨打印的原理為：將著色劑制成多色墨水，通過噴墨打印的方式將其直接打印到陶瓷表面上，燒成產(chǎn)品后能穩(wěn)定發(fā)色[1~2]。噴墨打印技術(shù)與現(xiàn)有的陶瓷裝飾手段相比，具有如下優(yōu)點[3~10]：第一，產(chǎn)品逼真細膩，可以獲得比常規(guī)瓷磚更豐富的紋理變化；第二，能夠?qū)崿F(xiàn)個性化設(shè)計與制造。噴墨印刷只需在電腦上輸入設(shè)計圖案就可以運行，有利于多種圖案小批量的陶瓷制品生產(chǎn)；第三，噴墨打印無需接觸坯體，可降低瓷磚破損率；第四，在瓷磚立體造型面上，尤其是各種凹凸浮面磚和斜角面上，可以印刷出更逼真的仿油畫、仿樹皮、仿木紋、仿高檔巖石陶瓷磚等產(chǎn)品。

目前，國外許多色釉料公司已掌握噴墨打印這一領(lǐng)域的核心技術(shù)，并應(yīng)用到陶瓷裝飾行業(yè)中，如美國的福祿（Ferro），西班牙的陶麗西(Torrecid)、伊比利亞（Chimigraf Ibérica SL），意大利的愛斯瑪格拉斯(Esmaglass)、卡羅羅比(Colorobbia)。國內(nèi)的一些企業(yè)也研制出了陶瓷噴墨墨水，但在穩(wěn)定性、發(fā)色效果及噴墨打印機兼容性等方面還有待進一步提升。

采用連續(xù)噴墨打印的陶瓷墨水必須滿足其基本的性能要求[1]。陶瓷墨水是由著色劑分散在液體載體里所形成的多相液體流體。噴嘴里流體的速度較高，大約為20m/s；孔徑較小；剪切速率較高，大約500s-1。分散體中的顆粒尺寸應(yīng)盡可能小，以防止沉淀出生。否則，會導(dǎo)致噴頭堵塞。為了使其達到足夠的發(fā)色強度，在不影響其他參數(shù)的情況下，墨水中顏料的含量盡可能高些。

2 陶瓷墨水的制備工藝

陶瓷噴墨墨水常用的制備方法有分散法、溶膠-凝膠法、反相微乳液法，但也可以采用過渡金屬配合物溶于水、過渡金屬配合物溶于有機溶劑等方法。

2.1分散法

分散法是將著色劑粉末與溶劑、分散介質(zhì)等成分混合后，采用球磨和超聲波來進行分散，最終獲得穩(wěn)定的懸浮液[11]。分散法制備簡單，但需要將陶瓷色料磨成亞微米顆粒，并均勻分散在墨水中。細度越細，所需能量越大，很難控制顆粒的粒度分布。此外，研磨不僅會引入污染物，而且會影響晶體結(jié)構(gòu)，最后會影響到產(chǎn)品的發(fā)色效果。原料顆粒趨向于產(chǎn)生棱角分明的形狀，導(dǎo)致流變性能下降和容易發(fā)生磨損[1]。

柯林剛等[12]先將分散劑NNO溶解于水中，然后加入一定配比的聚羧酸類化合物混合，再加入無機顏料和1, 2-丙二醇、二甘醇等助劑，充分攪拌、混合，最后加入鋯珠進行研磨、離心、過濾，最終獲得陶瓷表面裝飾墨水。

張翼、黃小芬于2009年申請了陶瓷噴墨打印用棕色顏料及其制備方法[13]、陶瓷噴墨打印用黑色顏料及其制備方法[14]和陶瓷噴墨打印用鋯鐵紅色顏料的制備方法[15]的專利。棕色陶瓷顏料的原料包括：CuO 0～10%、Cr2O3 10%～30%、A12O3 20%～40%、SiO2 0～10%、Fe2O3 20%～40%、ZnO 20%～40%。將原料細化并混合均勻，經(jīng)1100～1300℃煅燒，通過超微細化處理，分離超微細化粉體得到成品。黑色陶瓷顏料的原料包括：ZrO2 0～5%、Cr2O3 30%～50%、Fe2O3 20%～40%、CuO 0～10%、Co2O3 10%～30%、 NiO 10%～20%。將原料細化并混合均勻，經(jīng)1100～1300℃煅燒，通過超微細化處理，分離超微細化粉體得到成品。鋯鐵紅色顏料的原料及添加比例為：硅源l mol、氧氯化鋯1～1.2 mol、納米氧化鐵0.03～0.3 mo1、礦化劑 6～7 g，加水配成混合液。經(jīng)噴霧干燥造粒，煅燒溫度為900～1100℃、漂洗、烘干、粉碎，得到產(chǎn)品。獲得的三種產(chǎn)品的懸浮性和著色力更高，符合噴墨打印油墨的要求。在仿古磚釉面或透明釉下具有高溫穩(wěn)定性，其發(fā)色鮮艷，裝飾效果好。

王雙喜等[16]于2010年申請了一種Mn-Al紅陶瓷色料的制備方法的專利。該發(fā)明分別以硝酸錳和硝酸鋁為原料，乙酸銨等為有機燃燒劑，以無水氯化鈣、氟化鈉、氯化鈉、硼砂、碳酸鈣和磷酸銨中的一種或一種以上為礦化劑，通過燃燒法合成工藝，得到Mn-Al紅陶瓷色料。該發(fā)明制得的Mn-Al紅陶瓷色料粒徑分布窄、呈色穩(wěn)定，可用于噴墨打印裝飾用陶瓷墨水的制備。

2.2溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法(Sol-Gel)[17]以無機物或金屬醇鹽作為前驅(qū)體，在液相中將原料混合均勻，并發(fā)生水解、縮合化學(xué)反應(yīng)，在溶液中形成穩(wěn)定的透明溶膠體系，溶膠經(jīng)陳化，膠粒間緩慢聚合，形成三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)間充滿了失去流動性的溶劑，形成凝膠。凝膠經(jīng)過干燥、燒結(jié)固化制備出分子乃至納米級結(jié)構(gòu)的材料。該方法用于制備陶瓷墨水時，只利用溶膠的制備這一步驟[12]。溶膠凝膠法和分散法最大的區(qū)別在于溶膠墨水只包含顏料的前軀體而非陶瓷顏料本身。首先，水以液滴干燥的方式通過蒸發(fā)失去，凝膠階段趨向于使墨水中不同陶瓷組分相互隔離。溶膠表現(xiàn)出許多適合制備陶瓷噴墨打印墨水的性能，克服了由傳統(tǒng)顏料研磨成亞微米尺寸制備陶瓷墨水所帶來的問題。溶膠墨水在打印階段并不顯現(xiàn)出最終的顏色。溶膠-凝膠法雖然可以獲得分散性良好、穩(wěn)定性高的陶瓷墨水，但是長期放置會出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。

郭艷杰等[12]采用Sol-Gel法制備了含四種不同陶瓷顏色，并適合于連續(xù)式噴墨打印用的墨水。青色陶瓷墨水溶膠液：首先，用異丙醇鋁水解制備氧化鋁溶膠，在電磁的攪拌下，按比例依次往氧化鋁溶膠中滴入氯化鎳和硼酸溶液制得穩(wěn)定的青色陶瓷墨水溶膠液。品紅色陶瓷墨水溶膠液：在電磁攪拌下，按比例依次往氯化鋁溶膠中滴入硝酸鋅、硝酸鉻和硼酸溶液，制得穩(wěn)定的品紅色陶瓷墨水溶膠液。黃色陶瓷墨水溶膠液：在玻璃容器中加入ZrOCl2?6H2O的水溶液，將該容器置于70℃的水浴中，在電磁攪拌下加入規(guī)定量的混有HNO3的NH4VO3溶液，用氨水將混合液調(diào)至pH=4，制得穩(wěn)定的黃色陶瓷墨水溶膠液。黑色陶瓷墨水溶膠液：將NaOH溶液滴入強力攪拌的FeCl3溶液中，得到氫氧化鐵溶膠，在電磁攪拌下加入定量的氯化鈷溶液，制備成穩(wěn)定的品黑色陶瓷墨水溶膠液。把這四種溶膠按一定比例混合均勻，然后加入適量的表面活性劑、粘結(jié)劑和導(dǎo)電鹽，最后獲得彩色陶瓷墨水。