可产业化科技成果目录

发布时间:2020-07-09 16:00

1.高性能日用细瓷

2.强化青瓷

3.超耐热低膨胀陶瓷炊具

4.无公害陶瓷装饰材料用熔剂

5.超低温烧结玻化砖的产业化技术

6.复合陶瓷透水砖

7.高效保温防火防水及彩釉装饰保温板

8.建筑陶瓷辊道窑急冷带节能系统

9.工业用高性能低膨胀陶瓷坩埚

10.陶瓷产品个性定制系统


高性能日用细瓷

项目介绍:

本项目通过在坯体配方中引入氧化铝粉为增强剂,以提高瓷胎机械强度和白度,引入由钠长石、骨灰、方解石和烧滑石复合而成的熔块为增透剂,提高瓷胎透光度。瓷坯的化学组成按重量比为:SiO2 52%~60%,Al2O3 32%~40%,K2O 1%~3%,Na2O1%~3%,CaO 1.5%~3.5%,MgO0.5%~1.5%,P2O5 1%~2%,为集高强、高白和高透三大特点于一身的日用细瓷产品。该技术具有以下创新点:1)通过在坯体配方中引入增透剂,由于增透剂可以在较低温度下形成液相,它能溶解较多石英和Al2O3颗粒在液相中,增加坯体中液相的粘度,提高坯体中玻璃相的强度,从而有效解决了瓷胎“高强”和“高透”相互制约的矛盾;2)配方中高岭土的用量达到了40%以上,坯料成型性能好;3)瓷胎的热膨胀系数仅为4.20~4.80×10-6/℃,比骨质瓷、滑石瓷和高石英瓷的热膨胀系数小得多,大大提高瓷胎的热稳定性;4)开发了与坯体配合的增透剂配方技术。本项目制备的日用细瓷不但具有“高白、高强和高透”的特点,而且还具有热稳定性高、成型性能好、烧成范围宽等显著优点。

技术指标:

白度:≥80;抗折强度:≥100MPa;透光性:达到骨质瓷水平;烧成温度范围:1270℃~1320℃;热稳定性:200℃~20℃水热交换一次不裂。

产业化前景:

本项目制备高性能日用细瓷,集“高白、高强和高透”三大特点于一身,还具有成型性能好、烧成范围宽、热稳定性高等优点,既克服了普通强化瓷透光度差的缺点,又解决了滑石瓷、骨质瓷等高档瓷不易成型和烧成范围窄的难题。该瓷在1270℃~1320℃烧成,易于生产和推广,可望成为继骨质瓷和滑石瓷之后的一种新型高档日用细瓷。

投资预算及收益:

以建设800万件/年日用细瓷生产线为例,设备的投资为1000万元,可实现年产值7000万元,年利润额500万元,投资回报率是很高的,预计2年可收回投资。

强化青瓷

项目介绍:

龙泉青瓷抗冲击强度较低不能满足机械洗涤用宾馆餐茶具的要求,以及不能满足降低运输装卸过程中的破损的要求,因此,提高龙泉青瓷的抗冲击强度已成为龙泉青瓷企业发展的瓶颈,其严重影响了青瓷产品市场的扩展和生产的规模化。为此,本项目凭借多年的日用陶瓷坯釉料的研究经验,在充分利用当地的陶瓷原料基础上,通过详细研究配方组成、复合增强剂与制备工艺对龙泉青瓷坯强度的影响关系,优化开发出适合于龙泉青釉装饰的强化瓷坯釉料配方和制备工艺技术,制备出了抗冲击强度高,成本较低,适用于宾馆酒店机械洗涤,具有龙泉青釉装饰特色的强化瓷。

技术指标:

吸水率:0.08%,抗折强度:118.4MP,抗冲击强度:1.49J/cm2, 瓷胎白度:78度,热稳定性:180℃-20℃一次急冷不裂。

产业化前景:

本技术可制备出各种青瓷装饰效果的陶瓷日用品,可广泛用于居家、酒店等场所,产品绿色环保、色彩鲜明,具有广阔的市场空间。

投资预算及收益:

建设500万件/年强化青瓷生产设备的投资为800万元。项目建成后,可实现年销售产值4000-5000万元,年利润额400-500万元,投资回报率是很高的,预计2年可收回投资。

超耐热低膨胀陶瓷炊具

项目介绍:


        随着社会发展、科技进步和人们生活水平的不断提高,光波炉、微波炉、电磁炉等各种先进家电已进入千家万户和酒楼宾馆,为适应现代家庭以及酒楼宾馆和餐饮行业厨房炊具的需要,特别是随着电磁加热方式电器的不断发展,很多电器厂家如苏泊尔、美的等开发出了电磁炉、电磁加热的电饭煲,国外很多先进的电热炊具如米技炉、光波炉对低膨胀陶瓷作为配套部件或器具出现了很大的市场需求,另外在热水器领域的电发热元件、电烤盘、电热壶等领域也同样有很广阔前景,但是这些电热炊具的特点就是加热速度快,则要求产品必须具有很低的热膨胀系数,才能满足对其抗急冷急热冲击性能的要求,而普通低膨胀陶瓷不能满足这些要求。因此研发、生产新一代高性能低膨胀陶瓷炊具势在必行。为此,本项目从材料的配方体系入手,获得了具有超低膨胀系数的陶瓷新材料,材质的强度及韧性明显提高,并通过原料选择与加工工艺来调整坯料的成形性能,提高坯体的致密度及其强度,获得了具有自主知识产权的超耐热低膨胀陶瓷炊具的生产技术。


技术指标:

(1)高性能低膨胀陶瓷炊具膨胀系数为1.0-1.2×10-6℃-1;

(2)高性能低膨胀耐热陶瓷炊具产品抗急冷急热性能达到650℃-20℃急冷一次不裂。

产业化前景:

目前,国内耐热瓷主要销售渠道还是依赖传统批发为主,零售渠道为辅,逐步向电子商务渠道发展的趋势。耐热瓷国内总体市场份额在10亿元左右,产品主要集中来源于江西黎川、福建德化、广东潮州、河北石家庄、山西莹玉瓷厂等地。

投资预算及收益:

目前,建设100万件/年超耐热陶瓷炊具生产设备的投资为1200万元。项目建成后,可实现年销售产值6000-7000万元,年利润额600-700万元,投资回报率是很高的,预计2年可收回投资。

无公害陶瓷装饰材料用熔剂

项目介绍:

无公害陶瓷装饰材料的研究,到目前为止多数还是定位在怎样降低铅、镉溶出量的层面上,没有从根本上解决无害化问题,因此难以适应日趋苛刻的有害元素溶出限定标准要求。解决上述问题的根本出路在于研究开发出耐酸釉上色剂(如表面被覆型、包裹型等)和无铅、镉颜料,其中占颜料组成50~90%的熔剂无铅、镉并完全无毒害化是其关键所在。本项目开发的无公害熔剂,从根本上不选用含铅、镉的原料,以满足目前国际上最严格的美国加州标准,并且前瞻性地避免了国标尚未作规定但已证实对人体有害的Bi、Ba、Sb等金属元素。克服了无铅低温熔块常见的“光泽度差、膨胀系数大、耐蚀性差以及呈色差”的四大难题。该熔剂可直接用于制作低温熔块釉以及釉上彩、釉中彩的装饰材料,实践证明与大多数釉上彩颜料适应性好。

技术指标:

无公害熔剂标准色块铅溶出量为0.032~0.064mg/dm2,镉溶出量为0.0032~0.016mg/dm2,优于ISO6482-2:1999(E)规定和美国加州标准。

适用温度:730-900℃

显微硬度:460-560kg/mm2

膨胀系数:6.68-8.16×10-6/℃

成熟温度:1050-1100℃

通过加工为陶瓷颜料或釉料适用于精陶、炻器、炊具等装饰。

产业化前景:

我校通过大量实验,优化了配方,减少了陶瓷釉上彩颜料彩烤后析晶、乳浊、消色等缺陷的出现,确保了其能适应釉上彩系列主要色料,进一步提高了无公害熔剂的光泽度、适应色剂范围与彩烤后表面质量,该熔剂调配成的釉上彩颜料制成花纸彩烤后成品呈色好,耐酸、耐碱,热稳定性符合行业标准,光泽度可高达110.2~114.9%,达到了国内外有铅釉上彩颜料的装饰效果。

投资预算及收益:

以年产150吨无铅熔剂工厂为例,设备的投资为400万元,可实现年产值750万元,年利润额200万元,投资回报率是很高的,预计2年可收回投资。

超低温烧结玻化砖的产业化技术

项目介绍:

建筑陶瓷行业属于高耗能行业,降低能耗、提高能源的利用率对于我国这个资源及能源相对贫乏的国家而言势在必行。烧成占陶瓷行业的总能耗的60%以上,因此,降低烧成温度成为降低整个行业能耗的关键。发展建陶的低温快烧工艺技术成为建筑陶瓷行业发展的方向与趋势。玻化砖“抛光砖”是建筑陶瓷主要产品之一,其烧成温度一般在1200~1220℃之间,本技术开发的目的是在烧成周期为48~100min,产品主要性能指标不变的情况下,降低玻化砖烧成温度100℃左右。实现上述目标,不仅能解决这一国际性技术难题,具有明显的技术创新性,还可降低烧成能耗10%以上,并大大减少CO2的排放,达到节能减排的目的。

 

技术指标:

本技术分别在佛山市两家陶瓷企业进行了产业化试验,试验取得预期的良好效果,证明此项技术已经成功克服了现有建筑陶瓷低温烧成中存在的技术瓶颈难题,在≤1100℃下,制备出了性能符合国家标准,部分优于国家标准的玻化砖产品,产品技术指标如下表所示。

性能

烧成温度

吸水率(%)

抗折强度(MPa)

莫氏硬度

抗热震性

耐磨性(mm3)

防污性

超低温玻化砖

≤1100℃

≤0.1

≥40

6

145℃/15℃急冷急热循环10次不出现炸裂或裂纹

≤120

5级

产业化前景:

(1)本项目所研发的超低温烧结玻化砖配方以及制造工艺技术拥有完全的自主知识产权,突破了国际上无法生产超低温的技术瓶颈,可成功制备在1100±10℃下烧结的玻化砖产品;

(2)本项目所研发的多元复合熔剂,在降低烧结温度的同时,还可有效降低产品的变形率,并且拓宽了试样的烧成温度范围,降低了生产技术的难度,提高了产品成品率;

(3)本项目能大幅降低企业耗能,改变建筑陶瓷企业高耗能的形象,符合我国产业发展的方向和环保的要求。同时,烧结温度的降低还可有效延长了窑炉的使用寿命,进一步降低生产成本,增强企业的市场竞争力。

投资预算及收益:

以建设一条300万平方米/年,超低温瓷质砖(800*800)生产线为例,设备的投资为2800万元,可实现年产值1.2亿元,年利润额950万元,投资回报较高,预计3年左右可回收投资。

复合陶瓷透水砖

项目介绍:

本项目陶瓷透水砖是以工业废渣为主要原料,经二次布料成型,高温烧制而成,具有透水性好、强度高、保水性好等特点。同时,该技术实现了工业废弃物的资源化利用,减少了其对环境的污染,促进陶瓷行业的绿色清洁生产。此外,用透水砖代替传统的不透水、不透气的铺地材料可显著降低城市“热岛效应”,保持地表水循环,改善城市生活环境。

 

技术指标:

抗压强度:≥30MPa;耐磨性:磨坑长度≤35mm;保水性:≥0.6g/cm2;透水系数(15℃):≥1.0×10-2cm/s;抗冻性:抗压强度损失率≤20.0%。

产业化前景:

产品用途及应用领域:该产品可广泛应用于广场、人行道、地铁、高速公路、住宅小区、公园、庭院装饰等领域。

投资预算及收益:

以建设60万平方米/年透水砖生产线为例,设备的投资为1600万元,可实现年产值9000万元,年利润额750万元,投资回报率是很高的,预计2年多可收回投资。

高效保温防火防水及彩釉装饰保温板

项目介绍:

高效保温防火防水及彩釉装饰保温板(又称超轻质彩色釉面闭孔泡沫陶瓷板)是由气孔率高达95%的闭口陶瓷气泡构成一种新型高技术产品。该材料由抛光泥等工业废渣(用量为45%左右)与普通陶瓷原料经粉碎、成型、施釉和烧成而得到,具有高效保温、隔热、防火、防水、降噪、抗冻、漂浮和装饰等多种功能。

为了达到材料的高效保温、防火、防水与装饰功能的一体化,降低外墙保温成本的目标,本项目攻克了陶瓷的超轻质化、陶瓷气孔的封闭和陶瓷表面的彩釉装饰等诸多技术难题。使得该产品适应全国各地建筑的外墙保温。采用该产品进行外墙保温,只需将其在外墙铺贴一层,就可达到现有外墙保温必须采用多种材料逐层铺贴才能达到的保温与装饰效果。

 

  

技术指标:

材料性能指标可根据市场需求调节。密度200~500Kg/m3,强度3~6MPa,导热系数0.06~0.14W/(m.K),经30次抗冻融试验,样品无任何破坏,达最高等级A1级耐火标准。

产业化前景:

成果具有其它同类产品不可比拟的巨大优势,具有广阔的应用前景。主要应用于:外墙保温装饰一体化板、外墙挂板、建筑外墙板、

内墙隔板、屋顶保温隔热隔湿板、地暖绝热板、建筑防火隔离带、各种防火板、娱乐场所防火装饰板、防火门、高温设备、热工管道、石化容器的保温、保冷、高架轻轨、高速公路的隔声,地铁隧道墙的防渗、水上工程中的漂浮,地下管道的保冷、防渗、舰船的保温、隔水等。

投资预算及收益:

以建设160万平方米/年高效保温釉面装饰陶瓷板生产线为例,设备投资3000万元,可实现年产值1.28亿元,年利润2500万元,达产运行后一年半即可收回投资。

建筑陶瓷辊道窑急冷带节能系统

项目介绍:

本项目在辊道窑急冷带安装助燃风换热管余热回收系统,助燃风从风机出来后抽出一部分进入安装在急冷带的换热管,经急冷带高温余热换热后与原助燃风汇合后进入烧嘴燃烧,在助燃风入口管上安装执行器,通过执行器可控制进入换热管中助燃风的比例,而执行器通过进入烧嘴前的助燃风温度来控制,经过加热后的助燃风直接与燃料进行混合燃烧,从而提高燃烧效率,节约能源,降低烧成成本。

助燃风管换热管热风出口正面图

助燃风换热管冷风进口侧面图

技术指标:

助燃风温度提高至150℃左右;

窑炉能耗比改造前节能7%~10%。

产业化前景:

随着我国经济的发展,能源消耗越来越大,降低能源消耗和生产成本成为了目前陶瓷企业基本策略,也呼应了国家“十三五”节能的目标。通过对辊道窑急冷带的创新改造,充分利用了冷却带的余热,提高了烧成带的预热温度,从而提高了烧成温度,进而提高了燃烧效率,这不仅节约了能源,降低了能耗,减轻了污染,给企业带来了良好的经济效益。而改造的成本不高,很多辊道窑企业都可以进行相应的改造,这必然可以大大提高企业的经济效益,也为辊道窑余热回收利用提供了新方向。再从提高陶瓷企业窑炉的热能利用效率和节约能源提高效益出发, 辊道窑热能合理利用方面必然会得到越来越多的改善。必然使企业在通过逐步应用后, 从中得到最佳的经济效益。

投资预算及收益:

天然气节能率:(6200-5400)/6200=12.9%;

所用天然气按每立方米3.6元计算得:

每天节省燃料费:(6200-5400)×3.6=2880元

每年(算工作330天)节约330×2880=95.04万元

一条窑技术改造投入成本约20万元,则3个月即可收回成本。

工业用高性能低膨胀陶瓷坩埚

项目介绍:

高性能低膨胀陶瓷坩埚是耐火材料的重要组成部分,它是熔化和煅烧以及固液加热、反应的容器,是保证化学反应顺利进行的基础,也是制备高纯氧化物的必须用品。锂电池正极材料的合成需要坩埚,目前,用来煅烧锂电池正极材料的坩埚材料,主要有莫来石-堇青石材质坩埚,价格便宜,易获得,所以广泛使用。但是这种坩埚有致命的缺陷,其结构是多孔的,不耐碱腐蚀,使用寿命短,不稳定;同时,其颗粒粗,在使用的时候容易脱落,污染锂电池正极材料。针对这一现实问题,本项目采用低品质、低成本陶瓷矿物原料原位合成Li2O-A12O3-SiO2-MgO-TiO2基复合低膨胀陶瓷材料,通过优化调控陶瓷显微结构中主晶相种类、数量、玻璃相组成及晶体结构畸变程度、表面状态,提升陶瓷坩埚的抗热震性、热学及力学性能,利用该材料制备出了抗热震性能好的高性能低膨胀陶瓷坩埚,同时为了满足煅烧高纯锂电池正极材料的需要,创新地在低膨胀陶瓷基体表面涂覆锂电池正极材料,在提高抗热震性能的基础上,实现了高纯度锂电池正极材料的制备,赋予了陶瓷坩埚高热稳定性和抗污染功能化,提高了产品附加值和市场竞争力。

技术指标:

线膨胀系数а(800-20℃)=0.8-1.2×10-6/℃,抗折强度为70MPa,烧成温度为1350℃,抗热震性能800℃到20℃,自然冷却20次

产业化前景:

目前国家大力发展清洁能源,锂电池需求量巨大,本产品作为煅烧锂电池正极材料的专用装置,具有广阔的市场空间。

投资预算及收益:

目前年产20万件高性能陶瓷坩埚生产线,原料加工设备投资约300万,成型设备投资约220万,烧成设备投资约200万,合计约720万元人民币。项目建成后,可实现年销售产值2000-2700万元,年利润额200-300万元,投资回报率是很高的,预计2.5年可收回投资。

陶瓷产品个性定制系统

项目介绍

“陶大定制”是国内首款垂直陶瓷电商APP。团队经过多年研究,独立研发了一套跨平台轻量级的三维定制引擎,实时展示用户定制效果,该技术处于行业领先地位。并通过集成陶瓷云设计服务平台,为用户提供包括器型库、图案库、配件库等定制素材。同时通过线下供应链整合,为客户提供个性化产品设计、加工、物流一条龙服务。提供个人定制、私享定制、大师定制三种模式。定制结果可录制视频作为“瓷语故事”,实现线下线上相结合的富媒体资源分享。

技术指标:

软件:

(1)与微信进行了深度集成;

(2)并且可兼容运行于支持WebGL的PC及移动终端中;

(3)可同时支持访问并发数100。

陶瓷:

(1)陶瓷釉料画纸,800度高温烤花;

(2)耐磨耐高温、不褪色;

产业化前景:

“陶大定制+瓷语故事”打造陶瓷纪念品和礼品的闭环生态,形成互联网+陶瓷新业态。

投资预算及收益:

已由景德镇陶瓷大学研究团队发起成立景德镇陶大联创网络科技有限公司,负责该项目的进一步研发和市场化运营,本次拟融资1000万元出让20%的股份,或单独转让该项目,转让费900万元(含结合企业应用进行定制化开发费用和一年免费维护升级费用),本项目年销售收入为1000万元以上,利润为300-500万元,投资回报率是很高的,预计2年多可收回投资。


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