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第2章 中国和陶瓷

材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。材料是物质,但不是所有物质都可以称为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物,一般都不算是材料。但是这个定义并不那么严格,如炸药、固体火箭推进剂,一般称之为“含能材料”,因为它属于火炮或火箭的组成部分。材料是人类赖以生存和发展的物质基础。

20世纪70年代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。80年代以高技术群为代表的新技术革命,又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。这主要是因为材料与国民经济建设、国防建设和人民生活密切相关。材料除了具有重要性和普遍性以外,还具有多样性。

由于多种多样,分类方法也就没有一个统一标准。从物理化学属性来分,可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和不同类型材料所组成的复合材料。从用途来分,又分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。更常见的两种分类方法则是结构材料与功能材料;传统材料与新型材料。

结构材料是以力学性能为基础,以制造受力构件所用材料,当然,结构材料对物理或化学性能也有一定要求,如光泽、热导率、抗辐照、抗腐蚀、抗氧化等。功能材料则主要是利用物质的独特物理、化学性质或生物功能等而形成的一类材料。一种材料往往既是结构材料又是功能材料,如铁、铜、铝等。

传统材料是指那些已经成熟且在工业中已批量生产并大量应用的材料,如钢铁、水泥、塑料等。这类材料由于其量大、产值高、涉及面广泛,又是很多支柱产业的基础,所以又称为基础材料。新型材料(先进材料)是指那些正在发展,且具有优异性能和应用前景的一类材料。新型材料与传统材料之间并没有明显的界限,传统材料通过采用新技术,提高技术含量,提高性能,大幅度增加附加值而成为新型材料;新材料在经过长期生产与应用之后也就成为传统材料。传统材料是发展新材料和高技术的基础,而新型材料又往往能推动传统材料的进一步发展。

陶瓷是陶器和瓷器的总称。人类自从会使用火以来,知道泥土烧过后会变硬且能保持一定形状。考古证明,中国在八九千年前就会制造陶器。最初人们把涂有粘土的篮子进行火烧,形成不易透水的容器,用来煮东西吃,以后开始用粘土制成各种形状的器具,如盛水的壶、缸、盂;煮食的鼎、釜、罐;储存东西的瓮、坛、尊;洗涤用的盆之类,统称为陶器。我国出土的新石器时代的许多陶器,证明我国是世界上会制造陶器最早的国家之一。

在烧制陶器的过程中,有时发现捏好的陶器坯料在高温下烧结时,其中容易熔化的部分会化成玻璃状的粘液把坯料中的小空穴堵死,烧成后不会再吸收水分,轻轻敲打能发出清脆的声音,这就是最早的瓷器。但在烧瓷器时,如果温度掌握不好,稍稍过一点,瓷器会变形或烧裂。所以烧瓷器在当时是一项很难的技术。中国早在商代就会烧制瓷器。尽管中国的瓷器后来传到西方,但没有一个国家会仿制。“洋人”看到瓷器后非常惊奇,甚至流传这样一种说法:“中国人把石膏、鸡蛋清和贝壳粉混在一起,然后在地下埋80~100年,就变出了瓷器。”把瓷器说得十分神奇。

由于只有中国才会制作瓷器,外国人把它称为“中国器具”,至今,西方仍把瓷器叫作“china”。“china”在英文中就是“中国”的意思。由于中国的瓷器质量优良,曾远销世界各国,70年代未,在韩国木浦湾发现了一艘几百年前的沉船,沉船中就有大量中国元朝时期的古瓷。

陶器和瓷器的主要区别:一是原料不同,二是烧结温度不同。陶器的烧制温度低,在900℃~1200℃就能烧成,有的甚至只在700℃烧制。瓷器则要在1300℃以上。陶器的原料以粘土为主,加入适量的长石和石英。瓷器的原料按坯体中的主熔剂分为:长石质瓷器(即长石、石英和高岭土),绢云母质瓷器(即绢云母、石英和高岭土),骨灰瓷(即磷酸盐、长石、石英和高岭土)和滑石质瓷(即滑石、长石和高岭土)等。陶器的断面粗糙、疏松,气孔率大;而瓷器的断面光洁致密。

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