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第一节 工业陶瓷百年概述

在清末洋务运动的催生下,日本、德国等工业发达国家的技术人员,利用我国的资源(原料与燃煤等),引进各种陶瓷加工设备到我国建厂,生产化工陶瓷器和电瓷绝缘件。

1916年起,日本人在山东博山开办“日华窑业工厂”,生产耐酸陶管和低压电瓷。

1923年,河北唐山启新瓷厂引进德国的球磨机、泥浆泵、磁选机、电瓷压机等,于1924年生产硬质瓷、理化用瓷,产品均标有“德国制造”的标记,开始出口。

1936年,辽宁抚顺新建的“松风工厂”生产低压电瓷和少量3500V高压电瓷和保险丝具。同年,上海全新陶瓷厂迁至苏州后开始生产电瓷产品。

1937年12月,建成了我国电瓷工业发展史上第一个高压电瓷厂—中华电瓷制造厂。

1938年,唐山第十瓷厂的前身公聚成瓷厂开始生产理化用瓷。

1941年,启新瓷厂开始大量生产电瓷而成为华北最大的瓷厂。

同时,湖南醴陵也开始生产医用理化瓷和电瓷,1946年开办中国电瓷厂,逐步建立了我国自己的工业陶瓷生产体系。

1949年以后,我国的化工陶瓷、电瓷、精细陶瓷等工业陶瓷随着国家工业的发展而得到发展。

1.化工陶瓷

1957年,江苏宜兴非金属化工机械厂组建成立,成为当时全国最大的化工陶瓷机械设备生产企业。山东淄博工业陶瓷厂、广东佛山化工机械陶瓷厂也相继扩大了化工陶的产品生产,满足化学工业发展的需要。经过几十年的发展,我国的化工陶材质向化工瓷转变,品种也不断更新与增多,生产工艺与设备也有长足的发展,由手工成形向机械成形转化。压力注浆工艺与装备的应用,窑炉由直焰窑向大型倒焰窑、高温梭式窑及隧道窑的演变以满足各种异型、大规格化工反应器的生产需求。进入20世纪90年代后期,江西萍乡大力发展工业陶瓷,逐步成为我国化工陶瓷的又一个集中产区。

2.电瓷

20世纪50年代,前苏联援建西安高压电瓷厂和各骨干厂学习苏联技术为主线并逐步形成了西安高压电瓷厂、抚顺电瓷厂、南京电瓷厂、大连电瓷厂和醴陵电瓷厂等全国五大瓷厂企业。随后,陆续建成了苏州电瓷厂、上海电瓷厂、唐山高压电瓷厂、淄博电瓷厂、佛山电瓷厂等一大批全国电瓷避雷器行业的骨干企业。

1958~1978年间,从吸收前苏联和欧美等国技术到自主更新产品结构,发展适合我国国情的产品,开始研制330~500kV产品并开拓国外市场,初步形成了我国的电瓷工业体系;

20世纪80年代起,在自行研制第一套500kV产品的基础上,引进国外先进技术和制造设备,提供达到或接近国际水平的500kV产品,整体技术水平和质量水平相应提高,中低端产品开始批量出口。90年代后期开始,在自行研制第一套500kV产品和消化吸收引进技术和装备的基础上,普遍更新技术和装备,提高生产技术水平,至21世纪初先后研制发展AC750kV/1000kV和DC800kV电压等级产品,达到国际先进水平。同时,国有企业改制、民营企业涌现、国外著名企业落户我国,使我国瓷绝缘子制造能力大大增强,2010年瓷绝缘子实际生产量达到35万吨左右,出口量大幅度增加,已成为世界绝缘子制造大国。

3.精细陶瓷

20世纪50年代初期,我国开始研究和生产精细陶瓷,首先在湖北宜宾布点电子结构陶瓷。60年代初,中科院上海硅酸盐研究所、电子部12研究所及中国建筑材料科学研究院等单位相继开发了真空电子器件所涉及的各种结构陶瓷材料并在上海、北京、山东等地投产,满足了电子工业和核工业发展的要求。60年代中期,我国非氧化物结构陶瓷和功能陶瓷(如压电陶瓷等)的研究比较活跃。1968年,山东淄博瓷厂在上海硅酸盐研究所、海军第七研究院等单位配合下,试制成功的陶瓷声呐换能器;压电陶瓷产品的年生产能力可达300万件。

经过近20多年尤其是1986年后,国家制定的“中国高技术新材料发展概要”中的863计划,把高性能陶瓷材料列入新材料领域,把高性能、低温烧结多层陶瓷电容器(MLC)列为重点功能陶瓷,把以SiC、Si 3 N 4 等非氧化物基的复相陶瓷、高性能莫来石陶瓷、微晶氧化锆陶瓷及C/C、C/SiC、SiC纤维/LAS玻璃陶瓷等特种无机复合材料等列为重点结构陶瓷,使我国精细陶瓷步入新的发展阶段。

20世纪80年代末至90年代初,许多现代陶瓷理论和工艺在精细陶瓷的制备中得到应用。利用金属材料的相变理论使陶瓷材料的强度和韧性得到较大的提高。氧化锆增韧氧化物或非氧化物陶瓷新材料的出现、陶瓷材料的剪裁与设计催生了纤维(晶须)补强复相陶瓷、颗粒弥散强化、自增补强及梯度复相陶瓷等。仿生学在精细陶瓷制备工艺中得到应用,层状材料得到了较大的发展。凝胶注凝成形工艺的开发和高密度近净尺寸成形的运用,为提高陶瓷性能、降低生产成本开辟了一条新途径。清华大学研制成功的我国第一台胶态注射成形机并成功用于多种高技术产品的开发与生产,获2005年国家技术发明二等奖。苏州中光科技发展有限公司采用双向定位、干法干压技术使光纤连接器和氧化锆陶瓷插芯生产效率明显提高,促进光纤网络的快速发展,技术处于国际领先地位。聚合物裂解转化、CVD工艺及溶胶—凝胶工艺的采用,使薄膜材料与涂层改性和特种纤维的制造成为可能。纳米技术在陶瓷中的应用使材料性能发生根本性变化,使某些陶瓷具有超塑性或使陶瓷的烧结温度大大降低。改变陶瓷微观结构的新型烧结设备与工艺随之产生等。总之,精细陶瓷的品种增加、性能提高、应用面得到空前扩展。

精细陶瓷今后的发展方向是:①材料进一步低维化,微观上从微米、亚微米、纳米再向光电子材料与器件发展;宏观上从体材料向薄膜、纤维材料发展。②精细陶瓷与金属或有机材料的复合化。③陶瓷材料的智能化。④陶瓷材料环保化和环境友好型陶瓷新材料的开发等。 HnfCacAFgdKJx+CCTvMS6MWp5vhExl9iJlrc3nHen+y5hUh9d6z2fJEx8EdIHuar

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