瓷砖水刀。
本文采用注凝成形工艺制备氧化锆陶瓷刀。以超细氧化锆粉为原料，加入丙烯酰胺（单体）、N，N-亚甲基双丙烯酰胺（交联剂）、过硫酸铵（引发剂）、四甲基乙二胺（催化剂）、JA-281分散剂及氨水制备出了固相含量52%的氧化锆基陶瓷悬浮体，经注凝成形，1500℃烧结。文中比较了不同规格的锆粉，并确认了较适用于注凝成形的锆粉。同时，检测了注凝干燥坯体及烧结样品的相关理化性能，并将其与干压冷等静压成形坯体进行对比。结果表明，悬浮体固化后颗粒仍保持原有的位置，坯体光滑致密无气孔。生坯抗弯曲强度为24.19MPa，高于干压冷等静压的15.24MPa，注凝坯体经1500℃烧结，样品吸水率为0%、体积密度为6.13g/cm3、抗弯强度为929.70MPa。
1、引言
氧化锆陶瓷刀首先由日本京瓷研制成功并投放市场，一经问世就受到人们的青睐和追捧，是近年来的高科技产品。氧化锆陶瓷刀独具玉石般丰润亮泽，时尚典雅，号称“贵族刀”。其刀刃锋利无比，耐磨性比钢刀高几十倍，堪称“永不磨损”。氧化锆陶瓷具有化学稳定性高、耐酸碱腐蚀、易清洗不生锈、切物无异味等特性，是典型的“绿色环保产品”。目前，在日本、美国及欧洲等发达国家已得到广泛应用，国内也有多家企业工业化生产氧化锆陶瓷刀，大量出口并作为贵重礼品相互馈赠[1]。
目前，国内外大多数企业都是以化学共沉淀法生产的3%Y2O3-ZrO2造粒粉为原料，采用干压成形法生产氧化锆刀坯。干压成形机械化程度高，因此成本低，生产效率高，但坯体密度低，结构不均匀，烧结时收缩率过大，容易变形、开裂，产品质量较差。为此，对于尺寸较大的刀坯，采用冷等静压工艺提高坯体密度和结构均匀性，以解决上述问题。但是这样无疑会增加设备和工艺成本，并大大降低生产效率。干压成形后，即使经过冷等静压，陶瓷坯体气孔分布一般在不同程度上仍会表现为多峰分布，坯体中难免会存在气孔缺陷，影响陶瓷刀的质量。本文采用水基料注凝成形法制备氧化锆陶瓷刀，凝胶注模成形是上世纪90年代发展起来的一种近净尺寸成形工艺，最早由美国橡树岭国家实验室Omatete O O等人提出[2]。该工艺可成形形状复杂、微观结构均匀、强度高、密度高的坯体，能直接进行机加工，明显优于其它复杂形状部件的成形工艺[3]，已在工程陶瓷领域得到广泛应用[4-7]。注凝成形的机理是通过外加有机单体和交联剂的聚合反应形成高分子网络结构而将陶瓷粉体原位固化定型。在此过程中，并不发生溶剂介质的散失，其体积基本不发生收缩变化，凝胶坯体的初始体积密度基本保持料浆本身的体积密度，是一种生产高质量的氧化锆陶瓷刀的理想工艺。
2、实验内容
2.1 实验原料
本实验所采用的原料有超细二氧化锆粉料、丙烯酰胺（CH2CONH2，AM）为有机单体、N，N'- 亚甲基双丙烯酰胺[（CH2CONH）2CH2，MBAM]为交联剂、JA-281为分散剂、采用过硫酸铵[（NH4）2S2O8，APS] 作引发剂、N，N - 四甲基乙二铵（TEMED）作催化剂、用氨水调节料浆pH值。
2.2 实验过程
按照表1的实验配方，将有机单体AM、交联剂MBAM和分散剂混合得到预混液，和陶瓷原料粉末一起搅拌，球磨得到高固相、低粘度的浆料，在有机物和陶瓷颗粒得到均匀的混合后加入催化剂TEMED 和引发剂APS，快速搅拌后注入模具，使悬浮体中的有机单体聚合交联形成三维网络结构，从而使液态浆料转变成固态坯体，在50℃浆料固化形成凝胶。脱模后干燥，600℃脱脂，在硅钼棒高温电炉内1500℃保温2 h烧结致密化后得到陶瓷样品。
3、结果分析与讨论
3.1 不同粒径氧化锆粉对陶瓷刀性能的影响
以不同规格参数的锆粉为原料，采用固相含量相同，以及有机单体、交联剂、催化剂及引发剂的加入量均相同的注凝成形工艺制备氧化锆陶瓷刀，其品分别为A1、A2、A3。通过相同的干燥方式及烧成制度所制得的锆刀的各性能参数如表2所示。比较各样品的性能，选取较适合注凝成形所适用的锆粉。由表2可知，锆刀密度均在6.0g/cm3以上，吸水率、显气孔率均为0%，则说明锆刀均可于1500℃烧结致密化。随着氧化锆粉粒径的增加，锆刀的密度有所增加。由于在固相含量相同的条件下，随着锆粉粒度的减小，其浆料的稳定性及陶瓷粉料的分散性变差，导致料浆内气体含量升高，成形后坯体中的气孔增多导致坯体的烧结密度略微有所降低。固相含量相同，烧成收缩不同，可能是由于粉体本身的特性有关。而影响抗弯强度的主要因素有配方组成、烧成温度、晶粒尺寸和分布、玻璃相的分布、气孔的大小和分布等。由于配方组成、烧成温度一致，主要区别是粉体粒径。按理论而言，粉体粒径越细，成品烧结越致密，缺陷越少，抗弯强度越高。但是氧化锆存在相变，如果锆粉性能不稳定，可能导致烧成后的四方相氧化锆不稳定，在抗压过程中也许会导致氧化锆相变而使得抗弯强度减小。
同时，由表2可知，回收废料的抗弯强度不比新粉低，这主要是由于废料回收重新球磨，粉体颗粒同样可均匀分散，锆刀烧结致密，缺陷少。虽然采用回收废料制备锆刀性能不差，但是刀抛光后表面会存在斑点，影响美观，因此回收废料不适用于生产锆刀。
3.2 不同成形方法对氧化锆刀性能的影响
采用干压冷等静压与注凝成形两种不同成形工艺制备氧化锆刀的性能测试，其结果如表3所示。（下转第18页）由表3可知，注凝成形的生坯抗弯强度要比干压冷等静压的生坯抗弯强度大很多，这是由于注凝成形是在低粘度、高固相含量的粉体-溶剂悬浮液体系中加入少量的有机单体，然后利用催化剂和引发剂，使悬浮体中的有机单体交联形成三维网状结构，是液态浆料原位固化成形，从而得到具有粉体与高分子物质复合结构的高强度坯体。由于注凝成形所制备的浆料通过真空搅拌除气，注凝出的坯体致密度更高，注凝出的坯体缺陷少，烧成后的抗弯强度较干压冷等静压所得制品要高。wWw.tAOci52.com
4、结论
（1） 注凝成形氧化锆刀比冷等静压成形生坯强度高2倍，烧成后强度提高15%以上，抛光后成品强度高15%以上。所以，注凝成形比冷等静压要好。
（2） 不同粒径的锆粉烧成后抗弯强度有细微区别，规律性不强，以0.2μm粒径成形制品各项性能最佳。
（3） 由于注凝法可以满足器件形状多样化、复杂化的要求，目前注凝成形工艺的应用正处于一个研究的热潮中。
延伸阅读
形制之上的 当代陶瓷艺术
排气管（2009-2013）陶瓷 图勒毕昂·卡瓦索伯
太空计划陶.金属2004吕品昌
■李婷
2014年5月24日至8月23日，由中国苏州金鸡湖美术馆、挪威工艺协会、挪威卑尔根KODE美术馆共同主办的“陶瓷媒介的‘形制之上’艺术作品展”在金鸡湖美术馆展出。
中国在明清时代的外销瓷，对作为北欧的挪威在手工艺以及日常生活方面有着很大的影响，至今在挪威的一些美术馆和博物馆中收藏有来自中国的陶瓷艺术品与外销瓷。许多挪威当代艺术家利用陶瓷材料进行创作，可以说是与中国传统艺术有着难以割舍的情结与联系。
以“形制之上”为主题的中国与挪威当代艺术家联展，聚集了中挪两国15位艺术家的34件作品。这次展览具有三个特征：首先这是苏州第一次比较集中地展示挪威当代艺术家的作品； 二是所有参展作品都是利用陶瓷作为材料，具有媒材上的规定性、独特性和专题性；三是所谓的“形制之上”，指涉的是参展作品超越了传统陶瓷艺术的形制与样式，即将中国传统的陶瓷作为当代艺术创作的一种材料，改变或扩展了以往对陶艺的审美习惯与方式。希望给观众提供一次传统文化资源在全球化境遇中，中、挪艺术家是如何进行实验与转化的以及作为陶瓷媒介在当代艺术创作语境中的多种可能性。
本次展览的策展人表示，当传统文化资源在后现代语境中遇到前所未有的挑战时，文化传承有时并不完全通过全盘继承的方式，它还表现在传统文化资源被不断地利用和改造，或已经成为整个文化传承的一部分。观众们可能在审视、鉴赏这次展览作品时就意识到，他们观看的作品已不是传统意义的陶瓷之作，而是中挪两国艺术家充分利用陶瓷这个载体，所创造出与传统工艺性的陶瓷艺术完全不同的作品，它们是经过利用和处理后“新”的视觉艺术，以及中国与挪威艺术家对陶瓷本身和所属文化内涵与符号的认知、利用、转化上的共性与差异性表现。因此，这次展览既是一次国际艺术的交流，也是在当下全球化过程中不同地域文化圈之间的相互对话。
陶瓷刀的保养方法
随着科技的发展和人们生活水平的提高，越来越多的高科技产品映入我们的生活。但是人们的使用方法却又不尽相同，当使用的方法正确的时候，可以充分的发挥它的作用，否则不仅没有发挥它的作用而且会缩短它的使用寿命。现在我们生活中使用的陶瓷刀就是一个例子，人们使用它的时候习惯了之前道具的使用方式，结果是一把陶瓷刀没用多久就报废了。所以我们要怎样使用和保养陶瓷刀具呢？
1、在削切的过程中不要扭曲刀;
2、请勿用陶瓷菜刀切冷冻(或未完全解冻)食品、生年糕、带骨肉以及鱼、蟹等硬物;
3、不要在洗碗机中洗陶瓷刀，可在清水中或用洗涤剂清洗，自然晾干;
4、使用中请对刀刃部分格外留意，刃部极其锋利;
5、请远离儿童，将菜刀放到幼儿无法接触到的地方保管,以免误伤;
6、请使用木制或塑料制的案板，避免在石质砧板上使用;
7、请勿在高空中抛下刀会让刀破碎;
8、请勿用刀砍、剁、敲、撬、摔和撞击，不要把刀当杠杆使用;
9、将陶瓷刀放在刀架、刀座或者其它稳定的环境中;
10、请勿自己试着磨刀;
11、请勿将菜刀放置在离火源过近的地方，以免塑料制的刀柄因此变形;
12、刀刃部分被污浊、染色等情况可用厨房用漂白剂浸泡。请勿用金属制的清洁球等擦拭，有可能因金属粉的作用导致刀刃变黑。
是的，做好以上几点，不仅能够充分享受陶瓷刀带来的好处，而且会更加发挥它的功能，让它物尽所用！
刀压成型
民国21年(1932)南昌创办江西陶业试验所，设有六七部机械轳辘，是张浩留学日本时，买了一部脚踏轳辘的样机带回来仿制的，以后还请了二位日本陶瓷工艺技师作指导，每月工资200元银币。通过试验，对机械制瓷已取得较为成熟的经验。民国二十三年(1934)，景德镇成立江西陶业管理局，省政府决定将南昌江西陶业试验所迁景，组成江西陶业管理局试验所，继续进行机械制瓷工艺试验。1949年9月，景德镇，陶专学校充实了设备和实验工厂，由木制脚踏轳辘车改装为引擎带动的机械轳辘车。既生产又教学，为景德镇手工制瓷转到机械制瓷起到了推动和示范作用。1954年，为了改变手工制瓷操作方法，陶研所举办了机械制瓷训练班，在第一批学员中的邓金根在单刀压坯中，于型板边上增加了一道排泥片，大大地提高了生产效率，减除了用手指排泥方法，这是一个新的改进，以后得到全面推广。
1954年，市人民铁工厂研制出景德镇市第一台木质脚踏旋压车，以后改为铁质。1958年7月，建国瓷厂试制半自动压坯轳辘车成功。其方法是先将石膏模子放在轳辘机上，然后将泥团放人石膏模中，电动机带动模子旋转，型刀徐徐下降。由于型刀的压力，泥料均匀地布满模子表层，即形成坯体，并排出余泥。机械旋压成型获得成功。这种压坯方法，工人习惯上叫“单刀压坯”，很快在全市推广。到1959年上半年，有电动轳辘车659部。此后，红星瓷厂又在单刀压坯基础上试制成功双刀压坯机，进一步提高了劳动生产率。1964年7月，经轻工部、省轻工厅鉴定，认为它是中国成型生产中的先进设备，定名为“Y—64'型半自动双刀压坯机，在全国陶瓷行业中推广使用。1965年各瓷厂采用机压生产品种达246个，提高工效1倍—4倍，而且统一了规格，提高了质量。
氮化硅陶瓷的制备及性能研究进展
氮化硅陶瓷是一种在烧结时不会发生收缩的无机材料。它具有耐高温，强度比较高，抗腐蚀能力和氧化性能比较好等优势，已经成为目前工业领域中应用比较广泛的新型材料之一。陶瓷材料和现在的一些金属材料进行比较，在抗腐蚀性、耐磨程度、抗氧化程度以及耐高温方面都有着巨大的优势，可以在金属材料难以承受的工作环境中进行正常的工作，随着相关工业技术的更进一步的发展，氮化硅陶瓷将会有更为广泛的应用前景。文章对氮化硅陶瓷的基本性质有简单介绍，对于氮化硅陶瓷的制备工艺和性能方面的发展有一个综合概述，并且对氮化硅陶瓷的发展前景进行展望。
氮化硅陶瓷
随着科学技术的进步和社会发展的需求，在工业领域和其他行业的设备应用中，对于各种零部件的使用提出了更加严格的要求，传统的金属材料不能适应各种要求比较高的工作环境。在此种情况下对于新材料的发展研究提出了新的要求，急需开发出一种可以取代金属材料的新型高性能材料。陶瓷材料以其独特的优异性能和广泛的应用前景成为新世纪除了金属材料和高分子材料之后的又一个基础材料，并且成为当前最为热门的研究话题之一。引起了世界各国的高度重视。而作为高温陶瓷材料中比较重要的氮化硅陶瓷，有着更加优异的性能，因此被认为是高温陶瓷结构材料中应用潜力最大的材料。文章针对氮化硅陶瓷的制备和性能研究做出了简要的阐述。
1、氮化硅陶瓷的基本性质概述
氮化硅陶瓷是一种无机材料，作为一种共价键化合物，它是以[ SiN4 ]四面体作为最基本的构造单元，其中硅原子位于四面体的中心位置，4个氮原子则处于四面体的四个顶点，而其在三维空间中的构造是通过三个四面体共同使用一个原子的方式，借助这种结构，它在许多方面都有着优异的性能。作为高温结构陶瓷材料中的重要组成部分，在耐高温方面有着良好的表现，强度可以一直维持在1200℃的高温环境中不会出现下降，同事在受热之后不会成为融体，而且有着非常强的抗腐蚀性和抗氧化性，在以后的应用中潜力巨大。
2、氮化硅陶瓷的制备
近些年来，氮化硅陶瓷制备技术取得了快速的发展由于它自身的性质决定在制备工艺方面不能依靠常规的烧结方法来实现致密化。当前应用的比较广泛的烧结方法主要是以下四种：
反应烧结法：首先利用一般的成型方法，将硅粉做成所需要的形状生坯，放进氮化炉中进行氮化烧结处理，此时这个生坯已经拥有了一定的强度，能够通过各种机械技术的加工形成所需要的零部件形状。最后，将加工后的生坯进行再次的完全氮化烧结，此时要注意要使得温度保持在硅熔点之上，最终得到成品的零部件。这时的零部件可以直接使用，该种方法适用于形状复杂，精确度比较高的产品。
热压烧结法：将氮化硅粉末和适量的添加剂在高温和高压之下进行热压成型烧结，在这种方法下烧结而成的产品性能明显的优于反应烧结法制出的产品。但是其制造成本比较高，所需的设备比较多，同时只能制造一些比较简单的零部件，后期的加工改造也比较困难。
常压烧结法：利用氮化硅的特性，将其在1700到1800℃之间进行常压烧结，然后在1800到2000℃内进行再次的气压烧结。这种方法的目的是是氮化硅组织致密化。
气压烧结法：是在1～10MPa气压下，2000℃温度下进行，由于是高温烧结，而且添加的烧结助剂比较少，因此烧结出来的产品具有较强的韧性，同时可以制造出与最终产品最为接近的烧结制品，技术比较成熟，可以大规模利用。
通过下面的表格可以清晰的比较四中烧结方法的优缺点，具体如表1所示。
3、性能研究
氮化硅陶瓷材料在烧结过程中会由于助烧剂与二氧化硅发生反应形成的一些结晶会存在氮化硅材料中，这些结晶容易在高温环境下出现融化，使得氮化硅陶瓷材料的耐高温性有所下降，为了改善这种状况，可以通过改变结晶成分，提高耐火性等方法来改变。同时，氮化硅陶瓷由于材质本身的脆性使得它的应用范围受到限制，因此提高材料的韧性成为目前研究的一个重要方向，现阶段提高材料的韧性主要是通过颗粒弥散、晶须等。
总之，氮化硅陶瓷材料作为一种新型的基础性材料有着传统的金属材料所不具备的优异性能，可以在要求比较高的工作环境中代替金属材料，适应现代技术所需要的在高温、高压、腐蚀度和氧化比较强的环境，有着较为广泛的应用前景，受到各国的高度关注，但是该材料由于其自身的脆性以及制备过程中出现的一些问题都使得该材料的应用发展受到了阻碍。因此，要在日后的研究中致力于解决材料本身以及制备过程中出现的问题，促进氮化硅陶瓷材料真正的应用于社会生活的各个领域，为社会发展和人们生活起到促进作用。