近日,據(jù)俄羅斯衛(wèi)星通訊社sputniknews報(bào)道,俄羅斯托木斯克理工大學(xué)的科學(xué)家研發(fā)出一種新技術(shù)方案——基于粘土原料和沸石原料制備出用于建筑內(nèi)外墻體的高質(zhì)量建筑陶瓷,并且通過試驗(yàn)證明了添加10%至30%的沸石后,可保持陶瓷中黏土的黏聚性,同時(shí)可以使黏土對(duì)干燥的敏感性降低3.5倍至4倍。在目前優(yōu)質(zhì)粘土儲(chǔ)量減少的背景下,這一研發(fā)方案具有現(xiàn)實(shí)意義。另外,隨著全球多孔材料市場需求急劇增長,沸石作為優(yōu)質(zhì)的多孔材料之一,憑借自身優(yōu)秀的理化性能,已成熟應(yīng)用于陶瓷領(lǐng)域內(nèi)。
沸石:優(yōu)質(zhì)的陶瓷黏合劑
在傳統(tǒng)陶瓷生產(chǎn)過程中,經(jīng)常使用質(zhì)量差、浸水、低熔點(diǎn)的黏土和壤土,但在干燥環(huán)境下使用這些原料做成的半成品經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)瑕疵和裂縫。而俄羅斯托木斯克理工大學(xué)科學(xué)家通過試驗(yàn)研發(fā)找到了一種減少黏土在可塑濃度狀態(tài)下的水分含量,以及在干燥過程中創(chuàng)造一種有助于形成抗裂陶瓷結(jié)構(gòu)的傳濕路徑——使用黏土原料和沸石原料制備出一種建筑內(nèi)外墻體的高質(zhì)量建筑陶瓷材料。
由于沸石孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),其理化特性與很多陶瓷材料相近,并且具有耐高溫、耐腐蝕、抗輻射、強(qiáng)吸附等特性,其內(nèi)部高含量的堿化物同時(shí)有助于在陶瓷胚料中發(fā)揮自身的助熔作用。并且,沸石經(jīng)研磨后在成形時(shí)具有一定的塑性和黏合能力, 及在煅燒時(shí)具有良好的燒結(jié)性,因此國內(nèi)外陶瓷領(lǐng)域?qū)⑵溆米魈沾膳髁系酿ず喜牧?,其能夠有效減少黏土在可塑濃度狀態(tài)下的水分含量,以及在干燥過程中創(chuàng)造一種有助于形成抗裂陶瓷結(jié)構(gòu)的傳濕路徑。
沸石在陶瓷產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用與優(yōu)勢(shì)
實(shí)際上,天然沸石早已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代陶瓷產(chǎn)業(yè)中,并凸顯出良好的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)達(dá)國家對(duì)沸石陶瓷的研究較早, 現(xiàn)在已進(jìn)入實(shí)用化階段, 而我國起步較晚, 目前也取得一定成果與進(jìn)展。
國內(nèi)陶瓷專家戰(zhàn)頠認(rèn)為用天然沸石生產(chǎn)陶瓷內(nèi)墻磚是可行的;嚴(yán)建華等人發(fā)明的輕質(zhì)泡沫陶瓷面磚通過加入沸石解決了在燒成過程中的膨脹變形問題, 此面磚具有生坯強(qiáng)度高、破損率低、重量輕等優(yōu)點(diǎn), 可進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
在歐美等發(fā)達(dá)國家,研究人員已證實(shí)沸石可用于高質(zhì)量陶瓷、泡沫微晶玻璃等建筑材料研制,已實(shí)現(xiàn)成熟的工業(yè)化發(fā)展。當(dāng)沸石材料經(jīng)工藝處理后,沸石具有低的熔化溫度和形成熔體的適宜粘度時(shí),就可以用于制備高質(zhì)量陶瓷、泡沫微晶玻璃等材料。
另外,在如今的后疫情時(shí)代,新冠肺炎病毒、流感病毒等病菌依舊持續(xù)蔓延與傳播,嚴(yán)重威脅著人類的健康,控制和消滅病毒、有害細(xì)菌的生長和繁殖成為大眾所關(guān)注的焦點(diǎn)問題。隨著人們生活水平的提高,大眾對(duì)抗菌材料的需求也在不斷增加。
部分陶瓷企業(yè)亦將目光關(guān)注到沸石材料上,其作為一種無機(jī)礦物,能夠滿足抗菌制品的需求,因此研究人員將其制備為無菌抗菌劑應(yīng)用于陶瓷材料中,可制得殺菌率大于99%的抗菌瓷磚,其應(yīng)用于室內(nèi)外墻體中具有可殺死和阻止細(xì)菌繁殖, 防止各種微生物生長特性,同時(shí)具有防霉、凈化空氣及遠(yuǎn)紅外效應(yīng)等功能。
并且,相關(guān)學(xué)者對(duì)沸石陶瓷的抗菌效果進(jìn)行試驗(yàn)論證:稱取一定量的抗菌沸石,按抗菌沸石/釉面質(zhì)量比調(diào)配比例分別為1%、 2%、 3%、 4%的抗菌釉面,焙燒1h后冷卻得陶瓷制品, 將其置于培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基中和空白的培養(yǎng)基作抗菌比較實(shí)驗(yàn),結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)加入沸石的陶瓷具有明顯的抗菌效率。
隨著科技的進(jìn)步,?社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高, 優(yōu)質(zhì)、健康、安全的生存環(huán)境日益成為大眾的追求目標(biāo)。沸石陶瓷的誕生與發(fā)展,代表了未來功能性陶瓷的發(fā)展方向之一,其在保持傳統(tǒng)陶瓷制品原有功能與裝飾效果的同時(shí),兼具多種優(yōu)勢(shì),能夠廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、家居、衛(wèi)生、民用或工業(yè)建筑等領(lǐng)域,擁有十分廣闊的市場發(fā)展前景,因此已成為高新技術(shù)產(chǎn)品研究開發(fā)的熱點(diǎn)之一,同時(shí)我們也期待著沸石將在更多領(lǐng)域發(fā)揮更大功用。