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建筑陶瓷与烧结型金刚石陶瓷切割锯片

2010/11/6/15:54来源:磨商网作者:罗伯诚,罗林

磨商网、四川大学国家大学科技园、川大技术转移中心联合技术转移推广项目:

建筑陶瓷与烧结型金刚石陶瓷切割锯片
720研究所
四川大学   教育部辐射物理及技术重点实验室   罗伯诚
超硬材料实验室      罗林

中国很早以前即开始生产建筑陶瓷产品,著名的“秦砖汉瓦”就是它们的代表。“青砖瓦舍”一直是古代建筑的必备元素。
具有现代意义的建筑陶瓷产品生产始于上世纪八十年代。人们对于居住环境视觉美的追求和城市化是推动建筑陶瓷产品迅速发展的强力引擎。经过近三十年的发展,中国的建筑陶瓷产量已占据全世界50%,产品出口到200个国家和地区。2009年墙地砖产量达到54亿平方米,连续6年处于世界第一的位置。
以墙地砖为主的建筑陶瓷产品在生产和使用过程中都面临切割加工的问题。人们有必要对建筑陶瓷产品本身特点和烧结型金刚石陶瓷切割锯片性能方面作深一步的了解。

一、 陶瓷的分类
人们惯常于把“陶”和“瓷”连在一起称呼。其实,二者虽同为以粘土、长石、石英等为原料制成的“土”制品,但由于制作技术和工艺的差异,陶和瓷存在着明显的不同。
在人类的文明史中,陶器的出现至少已有二、三万年历史,远远早于瓷器。公元前4000年左右伊朗地区就有了陶瓷业。而在古代中国,仰韶文化时期(公元前5000到公元前3000年)陶瓷业已经高度发达。
陶器又被称为“瓦器”,其断面粗糙,气孔很多,吸水率高(﹥6%),硬度不高。
瓷器则是以瓷土(高岭土)为主烧制而成,外表层部分往往涂以釉层,其断面緻密、细腻,表面有光泽,吸水率极低(﹤6%),质地坚硬,声音清脆悦耳。自古民间就有“没有金刚钻,不揽瓷器活”的说法,表明瓷器是古已有之的“难加工材料”。
还有一类介于陶、瓷二者之间的粘土制品称为“炻器”,又称“缸器”,较少为人所知。
历经数万年发展到现在,陶瓷家族已经十分庞大。
现代材料分类学把传统陶瓷和现代发展起来的新型精细陶瓷统称为“狭义陶瓷”。而“广义陶瓷”包罗的内容更为宽泛,举凡无机体金属材料、水泥、玻璃、耐火材料和砖瓦等等硅酸盐矿物材料为主的制成品以及狭义陶瓷材料统统属于这一范畴。
建筑陶瓷则主要指砖、瓦类制品,如常见的外墙砖、地砖、红瓦、青瓦、红砖、青砖、琉璃瓦、瓦当、瓦饰等等。

二、 建筑陶瓷的特点及对切割加工质量的要求
建筑陶瓷与人们的生活关系极为密切。“抬头是墙砖,低头见地砖”,以墙地砖为主要代表的建筑陶瓷色彩多样,形态各异,质地不同,装扮出现代人类多姿多彩的居住、工作环境。
墙地砖大体上可以分为三种类型:
1、釉面砖:表面有玻璃质薄层,表层硬度较高,但表层以下硬度不高,吸水率高。
2、硬质外墙砖:硬度中等,吸水率不高。又可细分为“粉质”和“石英质”二种,后者密度、硬度均大于前者,而吸水率低于前者。
3、玻化砖(又称石英砖)硬度最高,吸水率低。
在制造和装修过程中,为保证几何尺寸的要求,往往需要对墙地砖制品进行切割。
切割加工的要求:
第一、切割效率。墙地砖的切割也不例外。因此所用工具必须锋利。
第二、由于陶瓷是硬脆材料,墙地砖的外观质量又与“形象工程”相关,对切割断口即“崩边”(也称“爆边”)的质量要求自然很高。
第三、需要切割工具在满足上述两个要求的前提下能有适中的使用寿命。当然,如是“DIY”(DO IT YOURSELF)类产品则不必做过高的要求。因为个人装修的切割总量不可能太大,故对锯片寿命要求不敏感。

三、 烧结型金刚石陶瓷切割锯片设计生产中的部分共性问题。

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