突破传统的“先进陶瓷”

2016-04-29 00:00:00
科学导报 2016年29期

材料研究以新材料的开发和探索为主,它往往有两层意义:一是不断寻找一种新的材料;二是,在现有的材料当中不断挖掘出它的新功能、新性能,使得它可以满足各行各业的需求。比如说有一些材料我们早已知道,但它的功能有限,研究人员可对它进行重组设计以开发出新的材料。但对于完全创新的新材料开发,这种研究模式是更加无底的。因为元素周期表包含着100多种元素,如果把它排列组合,就可以出现成千上万的新东西。而在我们已知的不下于几十万、上千万的材料中,还要不断地进行研究开发,才能挖掘出真正有用的材料或者满足特殊需要的性能。

江东亮当初就读的化工系主要以硅酸盐专业为主,也就是陶瓷学。陶瓷是一种无机材料,属于材料科学里的一个分支。在元素周期表内,除了金属,除了由碳、氢、氧、氮等元素组成的有机化合物以外,陶瓷科学几乎包罗万象,是整个材料科学里边发展最快、最活跃的领域。

我们日常生活中的碗、茶杯、茶具等物品,属于传统陶瓷范畴。传统陶瓷与先进陶瓷二者之间存在着明显的分界线。传统陶瓷用天然的原料,就是黏土、沙、石英等,经过球磨工序处理成陶瓷泥浆,然后再经过成型、烧成制成日常生活用的一些器件。而先进陶瓷的一大特点就是其原料是人工合成的。天然原料往往由于纯度不够、组分复杂,我们无法从天然原料中寻找到满足预设条件的元素、化合物,导致研究人员很难进行设计、调配。天然原料没有一样是单纯的,你抓一把泥土来,里面有氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化钙,还有各种各样的少量其他成分,不可能满足制作先进陶瓷的要求。先进陶瓷要求原料的纯度很高,同时细度,就是颗粒度要很细,所以只能使用人工合成原料。