陶瓷，這個耳熟能詳的名詞，千百年來，一直作為中華民族的驕傲而存在。但是，對于大多數不在粉體行業內的人來說，其實可謂是“最熟悉的陌生人”。陶瓷已經脫離了最早期的定義范圍，而朝著具有優異獨特性能的先進陶瓷方向發展。本文簡單梳理了傳統陶瓷的發展歷程，并理清了先進陶瓷與傳統陶瓷的差異，使讀者能夠全面辨析陶瓷的前世今生。

傳統陶瓷：由陶向瓷的發展

傳統陶瓷是非常古老的材料之一，是人類在自然界求生存過程中獲得的第一種經化學變化而制成的材料。傳統陶瓷是以天然硅酸鹽礦物為原料（黏土、長石、石英等），經過粉碎、成型、燒結等過程得到的制品。

傳統陶瓷的使用最早可以追溯到兩萬年前（中國仙人洞遺址發掘出），遠遠早于青銅（最早使用的金屬材料）。早期的陶瓷大都是泥質、夾砂紅陶、灰陶和夾炭黑陶，燒結溫度在800-900℃。

圖1 “世界的彩陶在中國，中國的彩陶在甘肅”，圖為甘肅省博物館展出制陶人物模型。甘肅大地灣遺址中發掘的陶器，形態精美，距今已有8000多年。

距今約4000年的“龍山文化”在燒制技術上，有了顯著進步，其爐內保持還原氣氛，燒結溫度達到1000℃，并采用了陶輪輪制的方法。出爐后的陶器經過打磨光滑，烏黑發亮，薄如蛋殼，厚度最小達到1mm，因此也被稱為“蛋殼陶”。

殷商時期，制陶技術由無釉向有釉發展，燒結溫度達到1200℃，這個溫度已經達到燒制瓷器的溫度，為陶向瓷的飛躍創造了必要條件。

如果說制陶是人類社會的普遍現象，早年間世界各國仍在爭議人類最早陶器的發源地，那么瓷器可以說絕對是中華民族獨一無二的發明。

瓷器的創造最早可以追溯到3000年前，始于商成熟于東漢。浙江出土的東漢越窖青瓷迄今已有1700年，燒結溫度已經達到1300℃。

若要用一個量化指標區分陶與瓷，那么一定是胚體的吸水率，而決定陶瓷吸水率的兩個關鍵因素，就是原料和燒結溫度。表1為陶與瓷吸水率及其燒結溫度的總結，可以從這個角度明晰陶向瓷的飛躍。

先進陶瓷：傳統陶瓷的飛躍

傳統陶瓷的性能主要依賴于原料的選擇與精制、窖爐的改進和燒結溫度的提高，而先進陶瓷的制備相對傳統陶瓷，是多方面的飛躍。

先進陶瓷是“采用高度精選的原料，具有能精確控制的化學成分，按照便于控制的制造技術加工的，便于進行結構設計的，具有優異特性的陶瓷”。下面通過與傳統陶瓷對比，對概念詳細辨析。

讀到這里，相比讀者已經初步了解傳統陶瓷和先進陶瓷的概念差異，那么其具體應用方向還有哪些差別呢？我們仍從傳統陶瓷說起。

應用方向

傳統陶瓷雖然諸如強度、剛度、硬度等各方面性能劣于先進陶瓷，但是由于易于低成本大批量生產，并且一般的性能已經能滿足日常需求，仍有廣泛應用。

1.日用瓷

日用瓷是日常生活中使用的一種瓷器。瓷器是一種由瓷石、高嶺土、石英石、莫來石等組成，外表施有玻璃質釉或彩繪的物器。

圖2 日用瓷

2.建筑陶瓷

建筑陶瓷是房屋、道路、給排水和庭園等各種土木建筑工程用的陶瓷制品，有陶瓷面磚、彩色瓷粒、陶管等。

圖3 建筑陶瓷

相比傳統陶瓷，先進陶瓷的應用范圍明顯廣得多，并且還在不斷擴展中，我們可以從結構陶瓷和功能陶瓷兩方面進行梳理。

3.先進結構陶瓷

結構陶瓷是指具有物理和力學性能及部分熱學和化學性能的新型陶瓷。結構陶瓷的主要種類、性能及應用可以總結如下表。

根據文獻《結構陶瓷的現狀與發展》中的數據，結構陶瓷中耐磨部件的應用占比43％，例如襯墊、導桿、噴嘴、閘門、密封圈、活塞、軸承；17％的結構陶瓷應用于陶瓷刀具上。

圖4 上圖Si3N4陶瓷軸承及應用的液氫液氧發動，下圖為鋁液鑄造工業用各種氮化硅高溫陶瓷保護管和加熱管，圖片根據文獻組合修改

（圖片來源：《我國先進結構陶瓷產業分布與發展及面臨的問題與挑戰》）

根據文獻《我國先進結構陶瓷產業分布與發展及面臨的問題與挑戰》，匯總了國內結構陶瓷的產業分布信息。

圖5 先進結構陶瓷產業分布，這是清華大學新型陶瓷與精細工藝國家重點實驗室的謝志鵬教授總結的產業分布圖，發布于2019年2月，可以發現先進結構陶瓷產業集中于廣東、湖南、江西、江蘇、河北、山東、遼寧等地。

4.先進功能陶瓷

功能陶瓷就是能夠作為電力、磁力、光線、聲音、熱 能、化學能或者其他生物功能媒介的一種材料。與結構陶瓷相比，功能陶瓷的性能是以非力學性能為主的一類陶瓷材料。

小結

本文通過燒結溫度的角度，管中窺豹，梳理了傳統陶瓷發展中“由陶向瓷”的邏輯脈絡，并對比傳統陶瓷和先進陶瓷多方面的差異。試圖使讀者明晰這兩大概念。在先進陶瓷方面，按照較為公認的分類方法，將其歸為結構陶瓷和功能陶瓷兩部分進行介紹，但是在文獻整理與總結的過程中，也發現，隨著技術的不斷發展，新材料新方法不斷出現，一些陶瓷材料不僅能夠解決功能材料的需求，還同樣擁有優異的力學性能，在實際的應用中已經身兼數職，例如一直非常火熱的碳化硅，除了作為常見的研磨材料，但亦可以作為半導體高溫發熱元件；而氧化鋁更是在文中表格中頻繁出現。因此，可以預料到的是，在未來，結構陶瓷和功能陶瓷的邊界將不斷被弱化，陶瓷材料大家族將不斷有新成員的加入，應用范圍也會愈發廣泛。

參考文獻

《我國先進結構陶瓷產業分布與發展及面臨的問題與挑戰》；清華大學，謝志鵬，安迪，胡豐；景德鎮陶瓷大學，謝志鵬，秦笑威，李辰冉。

《結構陶瓷的現狀與發展》；江蘇工業學院，陳志剛；江蘇大學，陳采鳳。

《先進陶瓷成型及加工技術》；機械工業出版社，朱海，楊慧敏，朱柏林。

By：火宣