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捷报:功能性陶瓷取得“国际领先”新突破!

  • 快讯
  • 时间 2020-07-30
  • 微陶网

微陶网讯  7月28日,由山西省日用硅酸盐协会、怀仁市陶瓷行业协会联合主办的“2020怀仁·陶瓷新材料新技术新产品”发布会、研讨会在山西怀仁召开,一系列具有抗菌、远红外、负离子、强化等多项功能的瓷砖、卫生洁具、日用陶瓷新产品正式对外发布。

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同日,中国科学院唐山高新技术研究与转化中心组织专家组对华宸科技、怀仁明鑫陶瓷、玉珑瓷业、尊屹陶瓷、平定莹玉陶瓷、蒙娜丽莎集团、唐山隆昌瓷业、唐山北方瓷都陶瓷集团、沈阳智辉科技、唐山美枫陶瓷等共同参与的“乌兰花岗岩尾矿新功能重大发现及功能化陶瓷关键技术”项目进行鉴定。世界陶瓷科学院院士、清华大学材料学院教授/博导潘伟,景德镇陶瓷大学教授/博导江伟辉,华北理工大学教授/材料学院院长沈毅等权威学者以及来自唯美集团、诺贝尔陶瓷等企业的专家在听取了课题组的汇报后,审查了相关资料,经质疑、答辩和讨论,给该项目打出了95.3分的综合评分,认为整体达到“国际领先水平”。 

据悉,“乌兰花岗岩尾矿新功能重大发现及功能化陶瓷关键技术”项目涉及陶瓷行业多个领域,分别如下: 

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发布会现场获悉,上述新产品、新技术的成功均基于一种名为“乌兰茶晶石”新材料的发现。 

何为“乌兰茶晶石”?这是一种经深加工提纯的花岗岩尾矿,采用纯物理方法针对独特的伟晶型花岗岩进行加工、提纯处理而得,含有独特的矿物组成和化学成分,在陶瓷材料的应用研究中可以实现许多特殊功能性目标,由内蒙古华宸再生资源科技有限公司率先发现并着手研究。 据内蒙古华宸再生资源科技有限公司特邀项目负责人刘刚介绍,截止目前,项目组总共发现了51种元素存在于“乌兰茶晶石”之中,其中微量元素中包括15种稀土元素,还有10余种具有促进植物生长的营养性元素。 鉴于乌兰茶晶石的独特性,项目组自2019年开始陆续开展了一系列基于乌兰茶晶石研制功能性陶瓷材料的研制工作,主要包括“抗菌强化骨质瓷”、“抗菌强化硬质白瓷”、“远红外抗菌一次烧成硬质白瓷”、“远红外抗菌二次烧高档瓷”、“抗菌变色瓷”、“抗菌无铅陶瓷熔块”、“抗菌陶瓷釉料”、“远红外抗菌建筑陶瓷”、“远红外抗菌卫生洁具”、“富硒多元素无土栽培陶粒”等等。 

这些研究的主要目的是想利用乌兰茶晶石标准化原料进行功能性陶瓷材料的研究开发,并在日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、功能陶及无土栽培富硒陶粒方面开展应用研究,在不引入抗菌剂、远红外添加剂、不额外增加成本的条件下利用乌兰茶晶石标准化原料研制具有远红外及抗菌功能的陶瓷产品。 

在申请科技成果评价时,项目组出具了该项目与国内同类研究的综合比较的对比数据(见下图)。 

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乌兰茶晶石独特的微观物质结构带来了宏观性能的提升,除了在抗菌、远红外发射、负离子含量等方面表现出的功能性优势,因为拥有15种稀土氧化物,采用了乌兰茶晶石标准化原料的陶瓷在烧成中可以快速瓷化。以瓷砖为例,50分钟烧成时间即可瓷化到吸水率0.1以下,还可以达到透明效果。由于成瓷速度快,因此也收获了不易变形的优势。 

针对与会企业代表普遍关心的放射性等安全问题,刘刚以一组数据作了回应:乌兰茶晶石原矿的内照射指数IRa为0.2,外照射指数Iγ为0.7;加工后的标准化原料内照射指数IRa为0.1,外照射指数Iγ为0.5。(编者注:GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》中把装饰材料划分为A、B、C三类,其中A类装修材料产销和使用范围不收限制,在放射性方面,A类材料必须满足内照射指数IRa≤1.0、外照射指数Iγ≤1.3的要求。) 

据悉,目前在乌兰茶晶石材料功能陶瓷产品研制开发中,建筑陶瓷的应用效果最突出。 蒙娜丽莎集团股份有限公司副总裁刘一军博士分享了其公司研究远红外抗菌陶瓷大板的心得和成果。“2020年新冠疫情的爆发,对瓷砖生产企业提出了新的要求。在此之前,行业也有不少负离子、抗菌瓷砖,但推广效果并不理想,关键就是存在放射性超标和耐久性不强的质疑。近年来,蒙娜丽莎一直在思考如何为瓷砖赋予一些新的功能,机缘巧合之下得知乌兰茶晶石这类材料后,我们第一时间就对它的放射性做了检测。检测结果非常理想,而且比我们预想低很多;而且在随后的对比实验中,随着对材料研究的进一步深入,我们发现产品的远红外发射相对能量达到了0.8以上。” 从稳定性、安全性以及最终呈现效果三个维度进行评价,刘一军都给予了肯定。 

据透露,蒙娜丽莎的远红外抗菌大板、透光岩板已完成中试, 2020年下半年可以投入生产。除此之外,关于乌兰茶晶石其它方面的研究也成果斐然: 

乌兰茶晶石功能性陶瓷原料绿色、环保生产线已在内蒙古华宸再生资源科技有限公司建成投产,并完成调试和试生产任务,目前正在逐步达到设计生产能力,预计在2020年底达到设计生产能力; 

远红外抗菌骨质瓷项目已在山西省平定莹玉陶瓷有限公司投产,建成一条年产600万件能力的生产线; 

二次烧梦幻变色瓷在山西省平定莹玉陶瓷有限公司、明鑫陶瓷有限责任公司已实现部分投产; 

一次烧成抗菌硬质白瓷已在山西怀仁玉珑陶瓷有限公司已投入生产; 

抗菌强化瓷、色釉陶瓷已在怀仁尊屹陶瓷研发有限公司完成中试; 

功能性日用陶瓷已在唐山隆昌瓷业有限公司完成中试; 

卫生陶瓷洁具在唐山北方瓷都陶瓷集团卫陶公司已完成中试; 

功能性陶粒完成实验任务; 

远红外、硒溶出陶实验完成任务,种植试验正在进行中,预计2021年小批量生产; 

抗菌熔块、釉料已完成中试。 

刘刚表示,在抗菌功能方面由于条件所限,目前只能在陶瓷材料抗菌标准下进行两种菌的抗菌测试,但根据目前捕捉到的一些现象,乌兰茶晶石陶瓷材料应该具有更广谱的抗菌作用,今后还将进一步开发、研究、测试,从而能在更多领域应用。

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  • 游客237
    功能性原理来自稀土元素放射,负离子量三千,放射性元素直接超标还能规模应用?
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