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搪瓷
來源:互聯網

搪瓷(英語:Enamel),讀音為táng cí,又稱琺瑯,是將無機玻璃質材料通過熔融凝于基體金屬上并與金屬牢固結合在一起的一種復合材料。多為彩色具有藝術美感的花樣,用于保護和裝飾。最早的琺瑯,是在古埃及出現的,中國在8世紀開始發展琺瑯。

搪瓷制作是以石英、長石等為主要原料,加入純堿、硼砂等為溶劑,氧化鈦、五氧化二銻、氟化物等為乳濁劑,金屬氧化物為著色劑,經過粉碎、混合、高溫熔融等工序后成為琺瑯釉料,涂敷于金屬制品表面,經過干燥、燒成,即得搪瓷制品。

搪瓷是一種性能先進的復合材料,具有耐腐蝕、耐老化、耐酸堿、耐高溫等優點,多用于餐具、茶具、花瓶、陳設品,以及排水管、面磚和外墻磚等。

歷史發展

搪瓷起源于玻璃裝飾金屬。古埃及最早出現,其次是希臘。6世紀歐洲嵌絲琺瑯、剔花琺瑯、浮雕琺瑯、透光琺瑯、畫琺瑯相繼問世。8世紀中國開始發展琺瑯,到14世紀末琺瑯技藝日趨成熟,15世紀中期明代景泰年間的制品尤為著稱,故有景泰藍之稱。19世紀初,歐洲研制出鑄鐵搪瓷,為搪瓷由工藝品走向日用品奠定了基礎,但由于當時鑄造技術落后,鑄鐵搪瓷應用受到限制。19世紀中,各類工業的發展,促使鋼板搪瓷興起,開創了現代搪瓷的新紀元。19世紀末~20世紀上半葉,各種不同性能瓷釉的問世,鋼板及其他金屬材料的推廣運用,耐火材料、窯爐、涂搪技術的不斷更新,加快了搪瓷工業的發展。20世紀后,瓷釉配方創新與涂搪技術進步加速行業發展,形成按金屬基材分為黑色金屬搪瓷、有色金屬搪瓷,按用途劃分為日用與非日用等分類體系。

優勢特點

搪瓷 是涂燒在金屬底坯表面上的無機化合物玻璃瓷釉。在金屬表面進行瓷釉涂搪可以防止金屬生銹,使金屬在受熱時不至于在表面形成氧化層并且能抵抗各種液體的侵蝕。搪瓷制品不僅安全無毒,易于洗滌潔凈,可以廣泛地用作日常生活中使用的飲食器具和洗滌用具,而且在特定的條件下,瓷釉涂搪在金屬坯體上表現出的硬度高、耐高溫、耐磨以及絕緣作用等優良性能,使搪瓷制品有了更加廣泛的用途。瓷釉層還可以賦予制品以美麗的外表,裝點人們的生活。可見搪瓷制品兼備了金屬的強度和瓷釉華麗的外表以及耐化學侵蝕的性能。

品種分類

搪瓷壺按所用 金屬基材:分為黑色金屬搪瓷、有色金屬搪瓷;

按制品用途:分為日用、非日用;

按制備工藝:一次搪瓷、兩次或多次搪瓷;

按瓷釉特點:耐酸搪瓷、低熔搪瓷和微晶搪瓷等。

一般意義上的搪瓷制品,大致可分為以下幾個類別:

①器皿類搪瓷——主要包括盆類、杯類、盤類、桶類、碗類、罐類、鍋類、痰盂類和其它器皿類,如醫用針盆、花瓶、糖盒、茶具盒煙灰缸等。

②廚房用具類搪瓷——主要包括廚柜與廚房設施、抽油煙機、搪瓷煤氣灶、烤箱灶、消毒柜、搪瓷啤酒罐和儲水箱等。

③衛生潔具類搪瓷——主要包括鋼板搪瓷浴缸、鑄鐵搪瓷浴缸、淋浴盆等。鑄鐵搪瓷

④醫用類——主要包括輻射電磁治療器、齒科瓷釉等。

⑤建筑裝飾類——主要包括墻體板材、藝術壁掛取暖器、鑄鐵搪瓷干手器、鑄鐵搪瓷漏子、普通搪瓷標牌、發光搪瓷標牌、搪瓷教學白板等。

⑥電子類——主要包括電子搪瓷基板、電熱膜搪瓷等。

⑦玻璃類——搪玻璃與普通薄鋼板搪瓷相比,硅含量明顯增加,其性能更加接近于化學用玻璃。除了氫氟酸、含氟離子的介質、強堿以及溫度較高的濃磷酸以外,能耐各種濃度的無機酸、有機酸、弱堿和有機溶劑的腐蝕,這是其它材料所不能比擬的。

工藝流程

搪瓷廚具搪瓷生產主要有釉料制備、坯體制備、涂搪、干燥、燒 成、檢驗等工序。對于藝術搪瓷、日用搪瓷、衛生搪瓷、建筑搪瓷等,為了外觀裝飾和使用的需要,還需經過彩飾和裝配。工業搪瓷設備則需經檢測后再進行組裝。

在預先沖壓或鑄造成型的金屬坯上先涂敷底釉,燒成后再涂敷面釉(一次或數次),這是傳統的多次涂搪法。底釉是與金屬坯相互結合的過渡層,具有較強的密著性,面釉涂敷在底釉上,起遮蓋底色并賦予制品以光滑美觀的表面和一系列優良的物理化學性能。面釉又有乳濁面釉(白色和有色)和無色透明光釉之分。后者是涂燒在制品最外層以增強光澤或改善性能用的補加面釉。現在已有一次涂搪新工藝,即配制一種釉,既作底釉,又作面釉,一次涂敷,一次燒成即得到產品。

瓷釉制備

瓷釉是涂在金屬坯體上的玻璃態硅酸鹽或硼硅酸鹽涂層。瓷釉料包括七種組分,各有不同的作用(見表)。基體劑是主要的,其中多數是硅酸鹽、氧化硼、氧化鋁堿金屬氧化物。按坯體材料種類和制品性能的要求來確定瓷釉化學組成。要求準確稱量,充分混勻(干混,也可加5~15%的水,并制成小球),在池窯(中國多用隔焰池窯)、坩堝窯或回轉爐中熔化達一定均勻程度,經水淬、氣冷或熱壓成薄片(0.6~1.5mm),然后研磨(用球磨機或氣流粉磨機)成干釉粉或加水制成釉漿。

涂搪

將釉粉或釉漿均勻涂敷在金屬坯胎上,經燒成后再涂敷面釉。涂搪方法有浸漬、澆注、噴霧、灑粉法等。灑粉法是在灼熱底釉上灑上干的面釉粉,使涂搪和焙燒合為一項操作,也是鑄鐵大件(浴盆、反應鍋等)必用的方法。此外,還有靜電涂粉和電泳法涂搪等。

制品燒成

已涂搪瓷釉的坯件置于箱式爐、轉盤爐或隧道爐中燒成。含密著劑的硼硅酸鹽底釉,燒成溫度約為880~930℃,為使其能在坯體表面形成氧化鐵層,有利于瓷層同坯體(鋼材)良好密著,故須采取氧化氣氛。面釉燒成溫度略低,用銻乳濁色的銻面釉為850~900℃,鈦面釉為820~860℃。為使面釉具有良好乳濁和鮮艷色彩,并與底釉緊密結合,要嚴格控制燒成時間和爐中氣氛,鑄鐵坯體若用銻釉和鈦釉則對氣氛尤為敏感。

主要組成

搪瓷主要有兩個組成部分:搪瓷用的金屬材料和瓷釉(無機玻璃質材料)。

金屬材料

搪瓷用的金屬材料主要有鋼材、鑄鐵、鋁材、銅材和不銹鋼。搪瓷用鋼材(主要是鋼板)一般是指低碳鋼鋼板,即含碳量較低的鋼板(一般≤0.08%)。這是用于容積式熱水器內膽的主要材料。由于它的化學組成成分、內部微觀組織結構(金相結構)、表面狀況及力學性能對搪瓷的質量起著重要的作用,因此,目前市場上較大的熱水器生產廠家均采用寶鋼或武鋼集團生產的搪瓷用鋼板,以保證內膽的搪瓷質量。

搪瓷用鑄鐵是指含碳量在2.11%以上的鐵碳合金(小于2.11%的鐵碳合金叫鋼),它主要用于生產衛生潔具(浴缸)、化學器械、炊具、下水管道等。

用于搪瓷的鋁材主要是純鋁和鋁鎂合金。用于搪瓷的銅材主要有紫銅(即純銅)、黃銅(銅-鋅合金)和青銅(銅-錫合金),其中以紫銅和黃銅應用最為廣泛,比較有代表性的銅搪瓷制品—景泰藍就是以紫銅為基材制成的銅搪瓷制品。不銹鋼,一般都能進行涂搪,但由于不銹鋼抗氧化的能力較強,所以需要用特殊的搪瓷瓷釉,同時因加工成本較高,現在較少采用此種方案。

瓷釉原料

用于搪瓷的瓷釉原料,主要包括三大類:礦物原料、化工原料和色素原料。從功能角度劃分,瓷釉組成成分包括基體劑(如氧化硅)、助熔劑(如氧化硼)、乳濁劑(如氧化鈦)、密著劑(如氧化鈷)和著色劑(如氧化鈷、氧化鉻)。

礦物原料是瓷釉的主要成分,占的比重比較大(因國內外不同的生產廠家而不同)。它主要包括:石英(主要成分是二氧化硅SiO2)、長石堿金屬堿土金屬硅酸鹽,常用正長石K2OAl2O36SiO2 )、粘土(含水的鋁硅鹽礦物,主要為Al2O36SiO2 和結晶水)。

化工原料是瓷釉的輔助組成部分,它主要包括:硼砂(Na2B4O710H2O)、硝酸鈉(NaNO3)、純堿(Na2CO3)、碳酸鋰(Li2CO3)、碳酸鈣(CaCO3)、氧化鎂(MgO)、氧化鋅(ZnO)、二氧化鈦(TiO2)、五氧化二銻(Sb2O3)、二氧化鋯(ZrO2)、三氧化二鈷(CoO)、氧化鎳(NiO)、二氧化錳(MnO2)、氧化鐵(Fe2O3)等等。

色素原料是指用于裝飾瓷釉顏色的材料。共有黑、藍、褐、灰、綠、粉紅、白、黃等8種顏色。

瓷釉的制作是將上述三種原料按一定比例(隨著生產廠家的不同而不同),經過1200℃左右的高溫熔融,并經過急劇的冷卻成粒狀或片狀的硼硅酸鹽玻璃質。根據工藝性能,分為底釉、面釉、邊釉和飾花釉;根據基體材質的不同,分為鋼板釉、鑄鐵釉、銅搪瓷釉、鋁搪瓷釉、不銹鋼瓷釉。

發展趨勢

從搪瓷工業發展的百年歷史,可以看到,搪瓷工業技術的發展主要是受到激烈的市場競爭,其它行業技術進步的促進和生態環境的制約而不斷前進的。搪瓷工業就是憑著自身的技術進步,同強大的塑料制品工業、鋁制品工業和不銹鋼制品工業相比較而存在,相競爭而發展的。進入九十年代以來,由于科學技術的不斷進步,消費者需求的日益提高,以及市場競爭的不斷加劇,搪瓷工業的發展逐步具備了兩大特征:一是電子技術、材料技術等高科技同搪瓷制品的結合,賦予搪瓷制品以電腦化、程控化等新的功能;二是塑料制品、鋁制品和不銹鋼制品等其它行業產品同搪瓷制品的結合,使搪瓷制品成為功能全面、應用寬廣的復合品。總而言之,是以搪瓷為主體的多種材料在高科技基礎上的有機復合。上述兩大特征的形成基本上代表了我國現代搪瓷工業的發展趨勢,使搪瓷制品擁有了技術含量高、質量檔次高、附加價值高、應用領域廣等新的特點,并促成了搪瓷發展歷史的兩個轉變,一是使用性能方面的變革,搪瓷制品由容器型變為功能型;二是單體構成方面的變革,搪瓷制品由純制品變為多種材料的組合制品。兩個轉變的實現,賦予 了搪瓷制品更大的生存空間和更加強大的競爭能力,標志著搪瓷工業的發展進入了一個嶄新的歷史階段。符合兩大特征的新型搪瓷制品,也即代表搪瓷工業發展趨勢的多功能復合品,搪瓷的發展有如下幾種趨勢。

l)在設計和生產中廣泛采用生物技術、新材料技術、新興自動化生產技術和人工智能等現代科學成果或先進工藝,使產品呈現技術密集、知識密集的特點。

2)各種材料整體協調,功能互補。使得復合品質量優異、款式新穎,擁有不可抗拒的魅力,能激發起消費者強烈的購買欲望。

3)產品具有較高的文化品位、藝術欣賞價值和品牌魅力。在造型設計、表面處理和包裝裝橫等方面賞心悅目,產品具有名、特、優、新,具有較高的名牌效應和商品信譽。

4)產品投入多、產出多、效益好、創匯高。中國目前的產品結構老化,檔次不高。中國搪瓷行業95%企業生產面盆、口杯和雜件三大類產品,變化不大。由于此類產品占比例60%以上,造成了企業間為爭市場而壓價競爭。世界上搪瓷工業生產主要集中在美、德、日本等少數發達國家,其中美、德占領先地位。美國人口不到2億,搪瓷制品年產量為130萬噸,我國12億人口,年產量13萬噸。人均產量相差懸殊。作為中小國家的韓國,其企業雖然規模普通較小,但裝備、技術水平和產品質量普遍較好,其產品已完成了從普通日用搪瓷向科技含量高,附加值高的產品過渡,產品種類大多為家電或行業的配套的搪瓷部件以及建筑平板搪瓷。中國搪瓷行業中中小企業較多,能否從韓國搪瓷工業發展的歷程中受到啟示,尋找適合自己發展的道路。

搪瓷在中國主要生產地

山東鄆城的搪瓷產量占到全國總產值的60%以上,但大部分還是中小企業,尚未形成一些大型、知名企業。

注意事項

1.加熱前請先加水、油等液體,請千萬不要空燒。

2.未使用過的鍋、碗首次使用請不要馬上高溫、急孝義火燒,否則會損壞搪瓷層.。

3.高溫燒完后,不要馬上用冷水澆搪瓷,會使搪瓷裂開,降低使用年限。

4.使用中千萬不要將湯液燒干,會損壞搪瓷層。

5.使用完后要搽干,以免鍋口生銹。

6.不能重摔,以免掉瓷。

7.不能用微波爐。

參考資料 >

Creating Beijing enamel art.CHINADAILY.2024-01-03

搪瓷和陶瓷是一種器具材料?.新華網.2024-01-03

越南阮朝文化主題當代藝術作品展在悉尼亮相.越南通訊社.2024-01-03

搪瓷 從工藝品到日用品.北京市人民政府.2024-01-03

“非遺二代”楊承燊:讓廣州琺瑯走向“高端奢侈”.中國新聞網.2024-01-03

徐子陽.低溫無底釉耐酸搪瓷釉的研制[J].玻璃與搪瓷,2005,33(2):24-26..萬方數據庫.2019-07-25

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