【关键词】二硼化钛；复合材料；微波烧结；致密性
0引言
陶瓷在高温条件下仍具有很高的硬度，但是陶瓷的脆性限制了它的应用。为了改善其性能，可采用液态金属铜（Cu）作粘结剂，促使陶瓷的硬质相致密化，从而提高陶瓷的性能。研究发现，随着Cu含量的变化，TiB2颗粒之间的孔隙逐渐被金属相填充，使其致密性、韧性、强度都得到很大的提高。
1原位合成制备TiB2/Cu陶瓷
通过TiB2基体内部利用元素间或元素与复合相间的化学反应合成强化相。于是将Ti粉、B粉和Cu粉按Ti+2B+xCu―>TiB2+xCu反应方程式进行配料。利用球磨机在无氧条件下球磨样品粉末5h，充分混合后真空干燥。干燥后将粉末放置于压力机中，梯度增压到20MPa，保压5min后取出压片，以同样的方法分别压制3组含铜量为15%、25%和35%的样品压片，经适当的烧结制取TiB2/Cu复合材料。
2XRD射线测试分析与总结
已知在烧结过程中，Ti、B及Cu可能会发生以下化学反应：
2Ti+O2=2TiO
Ti+O2=TiO2
4Ti+3O2=2Ti2O3
Ti+2B=TiB2
Ti+B=TiB
为了确定合成产物的反应方向和最终相，对上式反应的反应自由能进行了理论计算。计算后发现在TiB2，TiB及TiCu三种可能产物中，TiB2的反应自由能最低。这说明在Ti-B-Cu体系中，TiB2是在理论上最稳定的相。根据自由能计算参考数据可知，TiCu是可以可按下式和B反应而转变为TiB2。反应式如下：
TiCu+2B=TiB2+Cu
通过用XRD射线测试后所得到的衍射峰的强度和衍射峰的数目可以看出，如图1所得到的XRD射线测试的峰值图，图中含有TiB2和Cu，于是可以确定，通过用原位合成的方法能够得到TiB2/Cu复合材料，根据成分配比，TiB2颗粒的体积分数应达到80%左右。这一结果基本满足要求。但同时在样品中也发现有少量TiO、TiO2、CuO、TiB等杂质，可能与烧结过程发生氧化有关。
图1样品复合材料X射线谱
3金相显微镜的测试与分析
通过金相显微镜的测试，我们根据3组对照实验可以发现：随着Cu含量的增加，TiB2复合材料的颗粒逐渐变小，空洞也在减少。如图2所示的3组电子扫描的图片。三组对比试验可以发现，金属确实能够改变TiB2陶瓷的致密性。
图23组Cu含量为15%（a）、25%（b）、35%（c）的电子扫描的图片
由图2给出的3组分别含Cu15%、25%和35%的TiB2/Cu复合陶瓷的扫描照片。其中，灰色是TiB2相，白色是Cu相，黑色是孔洞。孔洞的存在主要来源于可能是在烧结过程中杂质或单质硼（B）的挥发造成。从图中可以看出，该组织较为致密，仅有少量孔洞。同时从图中可以看出，随着Cu含量的增加，TiB2颗粒的尺寸逐渐减小。可能是随着Cu含量的增加，体系中的液相逐渐增多，抑制了TiB2颗粒的长大，另外随着Cu含量的增加，金属铜填充了陶瓷的空洞。
4密度的测定与分析
用阿基米德排水法来测量复合材料的密度。利用浸在液体里的物体受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力的原理，实现对陶瓷材料密度的测量。利用式F浮=ρ水gV排，分别计算出15%、25%和35%的陶瓷复合材料的密度是6.32g/cm3，6.54g/cm3和7.03g/cm3。根据密度测定可以发现：随着铜质量分数的增加，TiB2复合材料的密度也随之增加。同时，由密度可以得出材料的相对密度，于是根据铜质量分数不同时，材料相对密度的变化。可以看出：随着Cu含量的不断增加，致密度呈逐渐增加趋势，但是增加幅度逐渐变缓。
5结束语
（1）将Ti粉、B粉和Cu粉按照一定的比例混合，通过原位合成的方法是能够得到一定量的TiB2/Cu陶瓷材料；
（2）在TiB2陶瓷中添加金属（Cu）粘结剂是能够改变陶瓷材料的一些性能包括致密性。
【参考文献】
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关键词:陶瓷材料;环境;艺术;发展
1引言
工业化、城市化进程的加速,以及人们物质水平的不断提高,为陶艺介入环境艺术提供了新的机遇;环境陶艺具有丰富的材料特性和艺术语言,聚集了人类的情感与泥土的原始性,它存在于公共环境空间,可以在很大程度上追求一种来自新艺术的感觉组合。如今,越来越多的陶艺家开始关注和转向公共环境艺术。
“环境陶艺”这个概念于20世纪90年代已经开始萌芽和兴起,它是指陶艺家利用陶瓷为主要媒介材料,或以其它材料为辅,为特定的环境进行设计的环境陶艺作品。它主要是指公共空间的公共建筑物、建筑构件、广场、公园、道路、绿地、居住区、郊外空地及其它场地设立的以陶瓷材料为主的综合媒介作品。我国古代就有许多在现代人眼中可以称作环境陶艺的艺术作品,最早有文献考证的建筑构件是龙山文化时期的陶水管道,之后出现了质朴且具有很强装饰性的秦砖汉瓦,以及明代洪武时的《九龙壁》室外陶艺墙(图1)。在当代景德镇就活跃着一批非常有才华的陶艺家,他们正积极而热情地探讨、研究并创作出许多优秀的环境陶艺作品。
2陶瓷材料的种类及特点
2.1陶瓷材料的种类
一般来说,陶瓷所用材料可分为陶泥和瓷泥,陶泥一般是在自然界可以找到,并可直接用于成形;而瓷泥则须经过选料配料,并经过加工而成。
2.2陶瓷材料的特点
从成形手法上来讲,陶和瓷泥的可塑性都非常强,一般都可根据泥性的要求和作品成形的需要,采用泥板、泥条、模具(印坯和注浆)等不同的成形方法;从烧成温度上来讲,陶一般不会高于1000℃,瓷一般在1200～1300℃之间,根据釉料的性质要求,瓷可分为高温瓷、中温瓷和低温瓷;从烧成后的效果来讲,陶泥由于它的原始野性(未经人工精炼),烧成后表面粗糙、吸水性强,因此具有原始和纯美质感,同时其作品具有粗犷大气的艺术特点;瓷泥由于经过加工精练,泥坯表面比较光滑,适用于各种釉下彩绘和颜色釉装饰,烧成后作品具有精细优雅的艺术特点。此外,有时为了达到特殊的艺术效果还可进行二次烧成。正是由于陶瓷材料在经过烧成后,质地坚硬、耐高温、耐水侵蚀、不易风化的特点,显示出它相比于金属、树脂、木材、玻璃等材料独特而强劲的优势,成为环境艺术中最理想的材料之一。
3陶瓷材料在环境艺术中介入的价值体现
环境陶艺作为一门公共艺术,不仅具备环境艺术公共性原则,而且也具备陶瓷艺术本身所独有的特征,它还包含了更多社会人文和大众的因素。
3.1公共性
人们通过公共空间的活动,形成体现共同需要的环境秩序,艺术家在个人创意与公众意愿之间寻找平衡点,进而创造出既有艺术家个性又有公共性的环境陶艺,由此可见,公共性就成了陶艺最基本的特性。正是由于环境艺术设计始终从人的现实需求出发,环境艺术便获得了坚实可靠的价值评判标准――人文尺度、人文精神、人文价值和人文思想的构建也必然成为这种评价的目的和追求。
3.2审美性
审美性是环境艺术最重要的艺术特征之一。陶瓷艺术经过数千年的发展,形成了独特的艺术语言和审美形态。现代陶艺注重对自身媒介特征的搜索与实验,充分体现了陶艺的本质语言:泥、釉、火的内在美感价值。环境陶艺放置于公共环境之中,其作用首先是美化环境,提高城市环境的艺术质量和公众的审美情趣。设计意识超前、品位高雅的环境陶艺作品多为人们所喜爱,并可能成为某地区和城市标志性的环境艺术作品。座落在景德镇金岭大道的《昂》(图2)、《升腾》(图3)两套城雕,是景德镇陶瓷的标志性建筑,高达12米。象征“陶”的“昂”,采用“H”型框架结构设计,吸收印纹陶的制作方法,用雕刻、模压技艺创作,用高温颜色釉的暖色调装饰,呈现出多种肌理层次,颜色醒目,与周边的色彩环境形成鲜明对比,给观众留下深刻的印象;“升腾”则以青花瓷纹饰为装饰图案,体现出瓷都景德镇的青花瓷器特色。
3.3亲和力
大家知道,人类自从开始烧陶作日常用品,进入新石器文明以后,由于土和火与人类文明进程息息相关,人们和陶就有一种不可割舍的亲近感。尤其是人类文明进入信息时代,自然界的原生状态渐渐远离人类,陶却能唤醒人们的自然审美知觉,产生强有力的亲近意识。
用于制备陶瓷材料的水、火、土都与人类的生活息息相关,最早的陶器的发明就是因为汲水和烹饪的需要,陶瓷已被历史证明是用于传达形式、结构和人类情感的无与伦比的材料,人类的吃、住、行都是与陶资材料息息相关,与人类的天然亲和关系正是它的魅力所在。
都市的繁忙生活让人压抑,然而钢筋混凝土笼罩下的都市环境,更今人感到冷漠与孤独;而陶艺能呼唤人们久违的自然审美知觉,产生强烈的亲近意识。这是因为陶瓷材料源于自然,与人们有天然的亲和力;尤其是经过水的调配、火的熔炼之后所呈现出来的质感更让人产生想亲近的欲望。所以,陶艺成了联系人和环境的天然纽带,环境陶艺是带有某种特殊情感化的文化符号的艺术形式,亲近自然,亲近公众,融合环境。
3.4恒久性
环境陶艺具有耐磨损、抗腐蚀、强度高和耐久等特性,它不是瞬间艺术,一件作品可以存在几十年甚至上百年,并且随着时间的推移,优秀的作品在公众不断变化的开放性评判中更彰显其艺术价值。
4陶瓷材料在环境艺术中的发展空间
我们正面临着一个新的城市建设高潮,这对城市的决策者、规划者、投资者、建设者、管理者以及各行各业的从业人员和广大人民群众来说,都是一个难得的机遇。在这其中,城市环境规划已经成为衡量该城市文化水平的标志之一,陶瓷这种自然而时尚的材料渐渐被人们所重视,无论是在大街小巷、广场或者高档酒店,都少不了利用陶瓷的装饰来衬托环境。
现在,它不仅是一种时尚,而且已经成为一种文化的代表:没有它的存在,大街小巷将缺乏昔日的韵味;没有它的存在,广场上的钢筋混凝土建筑哪怕再高也仅是呈现一种淡淡的灰色。我国城市公共环境艺术的发展正处于起步阶段,每个城市都希望能产生具有自身特点的城市公共环境艺术。在这方面,以环境陶艺作为城市公共环境艺术的重要材料和手段,将有着特殊意义。环境陶艺作为一种文化载体,释放文化能量,镌刻城市历史,记录城市传统,从一个侧面反映出一个城市的物质、精神和文化特征。如果将其引入到城市公共空间和城市公共艺术中去,在形成自己特殊的城市面貌和独特的城市文化个性方面,将具有广阔的前景。
5结语
陶瓷材料从用于制作日用品和艺术品到介入环境艺术创作,拓展了公共艺术的设计思路,是现代陶艺走出室内,步入公众视野的一个奇幻的结合点,增添了现代陶瓷艺术的表现形式。我国现代陶瓷艺术应该凭借我们自身的文化底蕴,参与当代全球文化的建构,实现自身形态的认证。
参考文献
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CeramicMaterialsAdaptingtotheEnvironment
YANGChao,LIUWei
(ScienceandTechnologyInstitute,JingdezhenCeramicInstitute,Jingdezhen333001,China)
中国陶瓷艺术的风格停顿，其实来源于1949年以来，基于统治美学的旧的陶瓷艺术出现历史性断层，而新的陶瓷美学尚未成形，所导致的一种陶瓷美学沿革缺失症。从这个角度来说，中国陶瓷美学的二次启蒙，或许也正在这个断层的截面上，悄然萌发。而这一萌发，依然宿命般地要基于材料，而绝不是某种观念性的东西。因为材料是一切艺术表达的基础。
虽然有很大一部分涉及陶瓷材料的当代艺术家，将陶瓷材料仅仅当做表述的语言方法之一，而并不严格地将自己涉及陶瓷材料的艺术施行，作为自己艺术生涯的主体范畴。这就导致了一种观点的产生，即：材料在这里，精神在别处。严格地说，这其实是一个具有普遍意义的观点，甚至适合于任何门类的艺术，油画、雕塑、水墨，乃至于多媒体与综合材料艺术，而这已经不在基于材料划分的艺术门类范畴里说话了。
但这也恰恰是当下中国陶瓷艺术的观点分歧所在：一方面，绝大部分长期从事陶瓷艺术创作的人们，深陷在陶瓷材料的符号属性与表达可能的局限性中，而无法突围，甚至并不认为应该突围；另一方面，一批具有探索精神的艺术家，开始高举“当代艺术”的旗帜，杀进长期缺乏创新思想，处于半封闭状态的中国陶瓷艺术领地，用纯粹西方的美学观点和主张，来图谋策动中国陶瓷艺术的权利交接。
对于旧的陶瓷美学来说，革命是必须的，这绝不是对陶瓷文化的反动。如果说完整继承旧的美学是对文化延续性的源头进行保护，那么对旧的美学进行革命，则是陶瓷艺术发展的必经之路。
美学家吴炫在其《否定主义美学》一书中，谈到美与审美，存在于“本体性否定”之中，其认为所有的审美现象，其发生并不是自然性变异而导致的，而是因为作为主体的人“不满足于”自然性现实而产生。
那么也就是说，一千多年以来存在于皇权统治与官方审美需求中的旧的陶瓷美学系统，在皇权消失与官窑系统崩盘的历史背景下，成为了某种既无法自然性变异，也无法统摄性改造的僵死状态，若要对这一状态进行改变，非进行陶瓷材料表述可能的“本体性否定”不可。
而陶瓷材料表述可能的“旧的本体性”到底在何处呢？我们当然不能简单地指认某种陶瓷文化的呈现类型即为“旧的本体性”，但由于其相对于文化发展问题的大面积固化与僵持，以及充分成熟的技艺和传承，因而具有了“本体性”意义。
在中国景德镇，这个作为中国陶瓷文化与艺术的大本营，人们至今认为陶瓷艺术，必定要尊崇古老的治瓷法度，“不可以！”“你不懂陶瓷！”成为陶瓷领地中常见的权利掌握的彰显词汇。一大批将旧的审美趣味当做“非物质文化遗产”来继承的人们，用一种皇权般的坚固观念，抵抗着试图摧毁旧的陶瓷表述法则的外来力量。景德镇的“大师”们，更是将陶瓷绘画与装饰的模式，固化为一系列独特的个人风格，沉浸在一片风花雪月的甜美情调中。
毫无疑问，在中国教育系统尚未启动全民美学启蒙的现实条件下，人们普遍的审美经验还停滞在文学情绪的低级范畴里的时候，“大师”们的坚持，是有现实意义的，但这与美学无关，只与利益发生关联。对于陶瓷美学来说，景德镇所有“大师”的作品全部加起来，只相当于一件作品，这件作品集合了传统陶瓷语言中的所有技法和语言关系，成为了一种陶瓷美学的“本体性”存在。它坚固到让人窒息，且纯粹属于“庸俗艺术”的范畴。美国批评家克莱门特·格林伯格（ClementGreenberg）认为指认庸俗艺术的前提条件，就是一种近在眼前的，充分成熟的文化传统的存在。庸俗艺术可以利用这种文化传统的诸种发现和成就，以及已臻完美的自我意识，来为它自己的目的服务。这里的目的当然包括了经济利益的诉求。
周先锋的出现，成为打破这一窒息感的一丝亮光。
令人欣慰的是，周先锋并不是从外面，用某种“综合材料”性质的西方美学观念来撬开这坚固的堡垒的。
周先锋毕业自景德镇陶瓷学院，其所受的陶瓷教育完全是正统的旧陶瓷美学的本体论与方法论。周先锋说：“我今天还能记住并影响我的教导，并不是陶瓷学院所传授的技艺系统，而是一句话，这句话来自一个不知名的女性老师，正是她说的‘今天教给你们的技术，都仅仅是一种方法，重要的不是这些方法，而是人的精神’，让我走到今天，走到对陶瓷材料语言表述的探索之路上来”。
周先锋对陶瓷材料的叛逆性探索，正是来自其对自我精神需求的遵从。
周先锋曾在即将毕业期间，谋求过留校，但没有成功。或许这对于周先锋来说，当时是极其失望的。虽然周先锋后来在准备毕业的时候，已经因参加一个小型的名为《问土》的陶艺展而小有名气，甚至留校的谋求因而也有了眉目，但倔强的他最终选择了离开。
这一离开，反而让周先锋获得了一种更大的艺术视野。
他开始涉及油画、综合材料、以及观念艺术与行为艺术。他在陶瓷艺术的大范畴里，努力探索陶瓷材料的表述可能。2004年，周先锋创作了一批形式主义的陶瓷作品，以此来探索陶瓷及其相关材料能否获得一种全新的，综合材料式的语感效果。《红与绿》、《怒放》就是其中比较成熟的作品之一。这些尝试性的探索，让周先锋逐渐打开了艺术思路，并向当代艺术的纵深方向挺进。2009年，其陶瓷观念艺术作品《未来考古文献》系列，试图通过陶瓷的状态恒常性特点，来涉及当下中国人多层面的社会性存在，对于历史的文献存留可能。但最终，周先锋用一个名为《碎片》的行为艺术，否定了利用陶瓷的状态恒常性的尝试。
然而2012年，周先锋又用一组名为《修复》的雕塑作品，回望了一次对陶瓷恒常性的否定。这一反复否定的过程，正是周先锋不断前进的历史轨迹，也是其逐渐向陶瓷美学的“本体性否定”靠近的过程。
另一组作品，则更加明显地凸显了周先锋对传统陶瓷材料的语言表述探索。他首先用传统陶瓷材料中的“釉里红”色料，尝试了对观念性的表达（代表作《面具》2008年），然后在2011年的《共生》系列中，对“青花釉里红”这一传统的词组性材料，进行了修辞学范畴的改造。2012年，周先锋则对青花的表述可能进行了跨度巨大的探索，通过使用多重的工具转译，完成其系列作品《梦回长安》系列和《梦游》系列。自唐青花用麦秆蘸料在陶器上点缀花纹开始，到青花绘画吸取水墨精神实现传统青花美学的趣味固化，再到周先锋的多重的工具转译，可以说青花这一陶瓷绘画材料，终于具有了一种完整的美学意义上的流变谱系。
2013年春节之后，周先锋忽然拿出了一组尚未命名的陶瓷作品。该组作品首先颠覆了瓷板的形态特征，让瓷板具有了某种类似手工纸张与透光聚酯材料的观感，然后用包括青花绘画与瓷板阳刻在内的多种表现手段，重新演绎了敦煌壁画艺术。
这次周先锋直接涉及到陶瓷艺术整体材料组本体性的全面否定。可以说，这一组尚未命名的作品，颠覆了陶瓷艺术的全部旧形态，直接激发了陶瓷艺术的形态活力，具有了一种前无古人的材料探索价值。
综观古今中外的陶瓷艺术，基本上只有两条形态线索，其一是器物形态，其二是拟象形态。器物形态基本没有跳出传统陶瓷美学的历史语境，只是在功能性与视觉经验上完成了某种变异；而拟象形态，则自有陶瓷以来，就是一种小众形态，历史上早期的拟象形态体现为仿生型表现，仿木竹瓜果昆虫玉器等等。二战之后，一批日本陶瓷艺术家，全面接受西方美学方法论，开始将陶瓷制作成视觉上完全非陶瓷化的装置，有些作品甚至根本不必使用陶瓷这一材料，直接使用金属或者泥土进行表达，其效果基本一致。也就是说，这已经远远偏离了陶瓷艺术的形态范畴。
周先锋制作的瓷板形态，并没有偏离陶瓷的形态属性，但也完全没有了旧的陶瓷板材的形态特征，因而我们并不能就此指认其属于拟象形态的变异，或者冒然批评此者属于“失败的技术呈现”。但我们能否就此放下一切成见，承认其创造了新的陶瓷瓷板形态呢？这或许并不能在这里武断地下一个定论，其试验性特征还很浓，如果这一瓷板形态被更多的艺术家所使用，恐怕意义就非比寻常了。
这就好比纸张的形态，不同的造纸技术所诞生的不同纸张形态，造就了完全迥异的艺术门类与式样，宣纸的水墨、水粉纸的水彩与水粉画、感光纸的影像等等，完全是不同的艺术门类。
陶瓷膜也称CT膜，是固态膜的一种，最早由日本的大日本印刷公司和东洋油墨公司在1996年开发引入市场。陶瓷膜主要是A12O3，Zr02，Ti02和Si02等无机材料制备的多孔膜，其孔径为2－50mm。具有化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂:机械强度大，可反向冲洗:抗微生物能力强:耐高温:孔径分布窄，分离效率高等特点，在食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、治金工业等领域得到了广泛的应用，其市场销售额以35%的年增长率发展着。陶瓷膜与同类的塑料制品相比，造价昂贵，但又具有许多优点，它坚硬、承受力强、耐用、不易阻寨，对具有化学侵害性液体和高温清洁液有更强的抵抗能力，其主要缺点就是价格昂贵目_制造过程复杂。
****年*月，北美陶瓷技术公司顺利完成了其价值超过500万美元的新型双磨盘研磨机的组装，该设备在制备超薄陶瓷膜的生产技术上首屈一指，这同时也使得公司在制备超平、超完整陶瓷膜上的技术大大提升。我国南京工业大学完成了低温烧结多通道多孔陶瓷膜，该项目的研究对于提高我国陶瓷膜的质量、降低成本具有重要意义。多孔陶瓷膜由于具有优异的耐高温、耐溶剂、耐酸碱性能和机械强度高、容易再生等优点:在食品、生物、化工、能源和环保领域应用广泛。但目前在其应用中存在两大难题:一是多孔陶瓷膜的高成本，尤其是支撑体材料的成本高:二是有限的陶瓷品种与纷繁复杂的现状存在着矛后。目前商品化的陶瓷膜只有有限的几种规格，这就对特定孔结构的陶瓷膜制备提出了更高的要求。该课题组主要对以氧化铝和特种烧结促进剂为起始原料，在1400℃的烧成温度下制备出的支撑体进行了系统和深入的研究，得到渗透性能、机械性能及耐腐性能统一的支撑体。他们还以原料性质预测支撑体的孔结构为目标，以支撑体的制备过程和微观结构为基础，建立了原料性质与支撑体孔隙率、孔径分布之间的计算方法，为特定孔结构支撑体的定量制备提供了理论依据。
目前，己商品化的多孔陶瓷膜的构形主要有平板、管式和多通道3种。平板膜主要用于小规模的工业生产和实验室研究。管式膜组合起米形成类似于列管换热器的形式，可增大膜装填而积，但由于其强度问题，己逐步退出工业应用。规模应用的陶瓷膜，通常采用多通道构形，即在一圆截面上分布着多个通道，一般通道数为7，19和37。无机陶瓷膜的主要制备技术有:采用固态粒子烧结法制备载体及微滤膜，采用溶胶－凝胶法制各超滤膜:采用分相法制备玻璃膜:采用专门技术(如化学气相沉积、无电镀等)制备微孔膜或致密膜。其基本理论涉及材料学科的胶体与表面化学、材料化学、固态离子学、材料加工等。
从发展趋势米看，陶瓷膜制备技术的发展主要在以下2方面:一是在多孔膜研究方而，进一步完善己商品化的无机超滤和微滤膜，发展具有分子筛分功能的纳滤膜、气体分离膜和渗透汽化膜:二是在致密膜研究中，超薄金属及其合金膜及具有离子混合传导能力的固体电解质膜是研究的热点。己经商品化的多孔膜主要是超滤和微滤膜，其制备方法以粒子烧结法和溶胶－凝胶法为主。前者主要用于制各微孔滤膜，应用广泛的商品化A1203膜即是由粒子烧结法制备的。
2陶瓷膜的广泛应用
2.1提纯用陶瓷过滤膜
****年*月，由北京迈胜普技术有限公司与山东鲁抗医药有限公司研制的陶瓷膜过滤系统用于某种抗生素的分离提纯获得成功，这不仅优化了此种抗生素的生产工艺，而目使抗生素收率提高15%，这是我国首次将陶瓷膜技术运用于抗生素生产。抗生素的分离提纯，必须经过对发酵液的过滤和对滤出的药液进行树脂交换。目前，许多抗生素生产企业对氨基糖苷类抗生素发酵液的分离提纯均采用真空转鼓过滤器，这种工艺需先将发酵液酸化调至一定的pH值，然后用敷设助滤剂层的真空转鼓过滤器进行预过滤，再用板框进行复滤及树脂交换。采用这种工艺不仅过程繁琐，而目有效成分收率低，仅过滤和树脂交换过程的收率损失达30%。而运用“迈胜普”与“鲁抗”共同研制的陶瓷膜过滤系统分离提纯某种抗生素，却能使有效成分在过滤过程的收失损提高近5％，在树脂交换过程中的收率提高10%以上。
当前，西方发达国家在食品工业、石化工业、环境保护、生化制药等许多领域对膜技术的应用越来越广泛，而用无机材料制成的过滤膜(陶瓷膜就是一种无机过滤膜)的发展前景有可能比有机过滤膜更好。对于面临抗生素政策性降价和抗菌药限售双重压力的国内众多抗生素生产企业而言，通过创新工艺提高产品收率和质量不失为降低成本的明智选择，而以陶瓷膜技术改进现行抗生素分离提纯工艺有可能成为降成本、提高效益的突破口。
关键词：纳米材料；陶瓷；应用
自80年代初，德国科学家提出纳米晶体材料的概念以来，世界各国科技界和产业界对纳米材料产生了浓厚的兴趣并引起广泛关注。到90年代，国际上掀起了纳米材料制备和研究的高潮。纳米微晶随其尺寸的减小，显示出与体材料截然不同的特异性质，如各种量子效应、非定域量子相干效应、量子涨落和混沌、多体关联效应和非定域线性光学效应等。正是由于纳米材料这种独特的效应，从而使得纳米材料具有一系列优异的功能特性。纳米材料在陶瓷方面的应用已成为陶瓷行业关注的热点。
1应用方式
纳米材料在陶瓷方面的应用方式，根据材料使用性能的要求，可采用两类方法。一种是制备陶瓷复合材料，另一种是将纳米材料以一定方式加入釉中。纳米陶瓷复合材料是指在陶瓷中加入纳米级第二相颗粒从而提高其性能的材料。制备纳米陶瓷复合材料的目标是把纳米级颗粒均匀分散到微米陶瓷基体中，并使其进入基体晶体内部，形成/晶内型0结构。Bowen指出：能生产出等轴的、窄粒子分布的、分散的、不团聚的、化学结构均匀的陶瓷亚微米粒子，是非常有用的。例如，由这些细陶瓷粒子固化的坯体可以在较低的温度下烧结，化学合成陶瓷的进展已有人评述。当材料其它性能符合要求，可仅对陶瓷的表面进行加工，此时，可将纳米材料加入釉中。加入时，可经干法混合制成熔块，以熔块形式加入到釉中，也可将所有纳米材料配成悬浊液，代替部分水加入到釉中制成釉浆。
2在功能陶瓷方面的应用
通过控制纳米晶粒的生长来获得量子限域效应，从而制得性能奇异的铁电体。铁电体具有丰富的物理性质，包括介电、压电、热释电、光学效应。铁电体有非常广泛的应用价值，如BaTiO3是电容器中重要的电介质材料，PbTiO3，Pb（Zr；Ti）O3是重要的热电或热释电材料。而传统的BaTiO3、PbTiO3，（Ba、Sr、Pb）Nb2O6等陶瓷，由于其晶粒尺寸在微米量级难以满足薄层电容器电介质均匀的要求，铁电体纳米复合材料则不同。用简并四波混频法对PTS，PZTS等材料的非线性响应进行了研究，这些材料的三阶非线性系数高达10-11eus。电学性能测试也观测到电滞回线，介电常数则降到10-100，表明铁电纳米复合结构可提高压电热释材料机电转换和热释电性能。利用超微颗粒的大比表面积，可制成温敏、压敏、气敏等多种传感器，优点是仅需微量的超微颗粒便可发挥大的功能。有人利用溶胶）凝胶技术制得了LiCl/SiO2纳米复合薄膜温敏材料，取得了较好的结果。用硬脂酸盐
（SAG）法和So-lGel法合成的BaTiO3纳米晶，由于电导率随温度变化显著，可逆性好，也成为一种优秀的温敏材料。用一价离子掺杂法制得的纳米ZnO陶瓷的非线性指数高，浪涌吸收能力强，性能稳定，是一种良好的压敏陶瓷。山西煤化所等用超临界流体干燥法制备纳米SnO2粉末并经过掺杂PdCe2，SiO2制成气敏陶瓷元件，对CO具有很高的灵敏度，具有低功耗的特点。
3在结构陶瓷方面的应用
陶瓷材料在通常情况下呈现脆性，而由纳米超微粒制成的纳米陶瓷材料却具有良好的韧性。这是由于纳米超微粒制成的固体材料具有大的界面，界面原子排列相当混乱，原子在外力变形条件下自己容易迁移，因此表现出甚佳的韧性和一定的延展性，使陶瓷材料具有新奇的力学性能。对纳米复相陶瓷的研究表明，通过对显微结构不同相互间的化学共存和物理性能匹配的适当选择和设计，可制备出具有较高力学性能的复相陶瓷材料。我国科学家已研制出摔不碎的纳米陶瓷碗。用硬脂酸凝胶法制备的Y2O3纳米晶弥散到金属中，得到强化的超导耐热合金以及制备高强、高韧的稳定氧化锆陶瓷。美国学者报道，CaF2纳米材料在室温下可大幅度弯曲而不断裂。人的牙齿之所以有很高的强度，是因为它是由磷酸钙等纳米材料构成的。纳米金属固体的硬度要比传统的粗晶材料硬3～5倍，而金属陶瓷复合材料则可在更大的范围内改变材料的力学性质，应用前景十分广阔。纳米相陶瓷一次成形塑性形变的可能性也是可以实现的。Karch和Bringger在900e已把纳米相TiO2比形变到所希望得到的形状，且表面光滑，并发现断裂韧性增加了015。H.hahn和他的同事们已做出了纳米相TiO2在高温（800e）无裂缝的形变。崔作林的试验也表明纳米结构陶瓷在熔点以下的温度能被使用拉伸应力塑性形变。虽然总的应变仍然是小的，但说明实现纳米陶瓷的较大的形变和次成形的形变是可能的。
4在生物医药方面的应用
以修复骨骼为目的的陶瓷研究陆续开展，其中纳米级陶瓷的研究最引人瞩目。如把初称作人体活性陶瓷的Na2O-CaO-SiO2-P2O5系的生物玻璃，烧结羟基磷石灰[Ca10（PO4）6（OH）2]，析出磷石灰和硅灰石（CaO#SiO2）微晶玻璃等，制成颗粒在纳米级的陶瓷颗粒或多孔体埋入骨骼的缺损部，新生骨就会侵入颗粒的缝隙间或多孔中和陶瓷形成一体，渐渐成为骨骼。具有梯度构造的CaO-P2O5-Al2O3-B2O3系生物纳米陶瓷，与天然牙齿有相近的色泽和外观，可用于人工齿冠修复。对体内癌部进行局部放射线照射方面，如把直径为20～30Lm的Y2O3-Al2O3-SiO2系玻璃球用中子束照射，成分中只有89Y被放射化。如把这种颗粒分散到生理食盐水中，送入患癌部，可阻塞毛细血管，从而断绝癌部由毛细血管供给的营养，同时又只会对周围癌进行直接照射，不会照射到远处的正常组织（B线的射程只有1cm左右）。另外，铁钙硅铁磁体微晶陶瓷可将磁带生热所需要的强磁性和良好的生物相容性结合，能满足温热治癌的要求。
5总结
纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学，主要包括纳米电子学纳米材料学和纳米生物学等。21世纪是纳米技术的时代，国家科委中科院将纳米技术定位为“21世纪最重要最前沿的科学”纳米材料的应用涉及到各个领域，在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有着广泛的应用前景纳米科学技术的诞生，将对人类社会产生深远的影响，并有可能从根本上解决人类面临的许多问题，特别是能源人类健康和环境保护等重大问题。21世纪初的主要任务是依据纳米材料各种新颖的物理和化学特性，设计出各种新型的材料和器件通过纳米材料科学技术对传产品的改性，增加其高科技含量以及发展纳米结构的新型产品，目前已出现可喜的苗头，具备了形成21世纪经济新增长点的基础。
参考文献
[1]杜仕国，施冬梅，邓辉.纳米材料的特异效应及其应用[J].自然杂志，1999，22（2）：101-106
【关键词】陶瓷材料；口腔医学；应用现状
【中图分类号】R78【文献标识码】A【文章编号】1007-8231（2011）11-1981-01
1氧化锆陶瓷
1.1氧化锆全瓷牙修复体
德国Vita公司开发的In-ceram技术是制作高强度、低收缩全瓷冠的技术，也是牙科陶瓷全冠制作中惟一使用其专利技术命名的制作技术。Suarez等认为In-ceram氧化锆陶瓷后牙固定义齿经过3年的临床观察是可以被应用的，但该材料被推荐为局部固定义齿修复方法之前，还需要进行长期的临床研究。此外，Kohal等报道了一个临床应用氧化锆陶瓷为种植体全冠系统成功的病案，并指出能改变灰色牙龈的材料是氧化锆陶瓷。Piwowarczky等认为，3M公司的LavaAll-Ceramic系统（是以高强度的氧化锆陶瓷为核心的全瓷修复系统）能广泛地用于前牙和后牙的局部固定义齿修复中。
1.2氧化锆陶瓷作为根桩的应用
氧化锆陶瓷桩核在Y-Ce-TZP制作中应用较为广泛，因为这样既可以保留Y-TZP陶瓷的高强度，又具有Ce-TZP陶瓷的高韧性；另一方面Ce-Y-Mg复合稳定剂能够对氧化锆陶瓷起到很好的增韧，增强效果。由于其强度高、韧性好，力学性能能够满足牙科桩钉的要求，因此可用于氧化锆桩核的制作。制作过程为预成氧化锆棒做桩核蜡形的核心，包埋铸瓷，试戴粘固同常规。由于氧化锆陶瓷是一种高强度瓷，具有较高的抗弯强度，而与之匹配的特制铸造陶瓷又能于氧化锆桩结合在一起构成瓷桩核，因此不但透光性好，而且力学性能超群。
1.3氧化锆陶瓷在牙种植方面的应用
在氧化钴陶瓷在牙种植方面的应用中，很多学者认为通过基桩颜色改善美观可以通过设计铝锆可切削基桩，用于修复上颌前牙区的单个牙缺失。这种美观的可切削陶瓷前牙种植基桩是通过氧化铝、氧化钸和氧化锆烧结成一定形态的基桩胚体，可切削加工，然后玻璃料渗透而成。Brodbeck认为，氧化锆陶瓷种植体基台不仅具有良好的口腔材料性质而且具有极佳的生物相容性。Rimondini等体外实验比较了氧化锆陶瓷基桩和纯钛基桩表面变形链球菌、血链球菌、粘性放线菌和牙龈卟啉单胞菌等细菌的定植，发现氧化锆陶瓷基桩表面变形链球菌的定植超过钛基桩，血链球菌更易定植在钛基桩表面。体内实验发现牙周致病菌在钛基桩表面的定植量超过氧化锆陶瓷基桩。Yildirim等研究认为氧化锆陶瓷基台抵抗断裂的能力是氧化铝陶瓷基台的两倍多。
2纳米陶瓷
2.1陶瓷在人工牙冠的应用
人工牙的研究虽然多，不过研究的方向比较集中，大部分都是关于陶瓷颗粒及块体的制备方面，而核瓷与饰瓷的匹配性、人工牙与基牙的适合性、动态载荷测量、疲劳测试及临床应用反馈等方面的研究尚待深入进行。可切削纳米陶瓷块的研制和开发使口腔修复治疗更加方便快捷，同时可切削陶瓷块体材料的应用也可拓宽纳米陶瓷的制备方法，有效提高纳米陶瓷材料的力学性能。
2.2纳米陶瓷种植材料
口腔医学的医疗研究中，种植陶瓷材料主要用于在一些套人工骨骼，关节以及人工牙根种植体等。纳米轻基磷灰石具有良好的生物活性和生物降解性，它和胶原的纳米复合物在种植体降解和替代的过程中可以进行较多的骨改建l1Fl。纳米氧化铝和轻基磷灰石陶瓷材料提高了成骨细胞的功能。氧化铝一氧化错纳米复合陶瓷具有对微裂纹扩展的高度抵抗性，使其可以作为一种瓷关节修复体的可靠性选择国。
3生物活性陶瓷
生物活性陶瓷是指表面具有生物活性或者具有生物吸收性的陶瓷材料，其主要特点是在生物体内能够诱发新生组织的生长。羟基磷灰石陶瓷、硅酸钙陶瓷、生物活性玻璃等在口腔医学领域应用较广泛。
3.1磷灰石陶瓷
在口腔医学领域对羟基磷灰石的研究主要集中在材料的制备与临床效果评价等方面。袁捷等将骨髓基质干细胞与珊瑚羟基磷灰石复合制备人工骨，然后把制备的人工骨植入犬下颌骨阶段性缺损部位，32周后观察发现骨修复较好，组织学显示有板层骨形成，连接处骨性愈合；胡图强等研究了纳米羟基磷灰石（富含生长因子血浆复合材料）修复牙槽突裂的生物性能及富含生长因子血浆在其中的作用，实验证明纳米羟基磷灰石具有较好的生物活性；M.Sadat-Shojai等利用羟基磷灰石纳米棒作为填充剂以增强牙科粘结剂的性能，首先借助一种简单的水热工艺制备了高纯度、高结晶度、高表观比率羟基磷灰石纳米棒，将合成的粉体按0%～5%与粘结剂溶液混合，然后利用超声分散均匀，得到牙本质粘结剂，体外力学性能测试显示添加0.2%～0.5%羟基磷灰石纳米棒后粘结剂力学性能获得大幅提高，其微观剪切强度与牙本质相当。
3.2三钙陶瓷
TCP具有诱导根尖周骨质再生、牙髓钙桥形成的生物学特性，在口腔医学领域得到广泛应用和重视。晓兵等将经过诱导的犬骨髓基质细胞与多孔β-TCP支架复合后植入犬的下颌骨的全层节段性缺损处，评价三维多孔β-TCP修复下颌骨节段性缺损的生物力学，术后6个月进行CT影像学分析，结果显示下颌骨极限缺损区已修复,下颌骨呈连续性,且形态较对照组完美，三维多孔β-TCP复合体起到了形态和功能修复的双重目的，具有控释性能的可注射牙槽骨β-TCP修复材料的体外细胞毒性实验显示，可注射牙槽骨修复材料中β-TCP对细胞的生长和增殖无明显抑制作用、无明显的细胞毒性；文献报道了混悬聚乳酸与TCP复合并用于修复大鼠下颌骨缺损实验，创口观察及组织学观察显示修复缺损处早期有大量纤维结缔组织形成和炎性细胞浸润，之后新生的纤维结缔组织将材料分隔成块状，缺损区出现大量新生骨岛，同时可见丰富的成纤维细胞和成骨细胞。
参考文献
［1］崔福斋,郭牧遥.生物陶瓷材料的应用及其发展前景［J].药物分析杂志,2010,30(7).