国外发明可用于信息存储和传感器的新型陶瓷复合材料
据俄罗斯卫星通讯社报道,近日,俄罗斯国立研究型技术大学(莫斯科国立钢铁与合金学院)与南乌拉尔国立大学、白俄罗斯国家科学院的研究人员共同发明了一种陶瓷特质的复合材料,在制造信息保存装置和传感器方面具有广阔应用前景。相关研究发表在最近的《复合材料B辑:工程》上。
陶瓷材料,资料图
这种复合材料可同时控制磁场和电场,在比室温高得多的温度下也可保持自身性质,有助于更快处理信息,更好地保护存储,避免大量数据被盗窃。用该材料可以制造出新型记忆载体、传感器、感应控制设备和其他更精确可靠且无需充电的微电子设备元件。
莫斯科国立钢铁与合金学院和白俄罗斯国家科学院的工作人员阿列克谢·特鲁汉诺夫说,分析复合材料性质对其微观结构特点的依赖性非常重要。在混合和制作复合材料时,个别相位中具有特殊的磁场和电子性能,能够实现相互作用,这种相互作用违反相加性原则可能导致非同寻常的效果。
陶瓷是一种人工的高弹性、抗腐蚀,抗磨损,抗冲击和振动的材料,它的工作温度可高达40到135摄氏度,且具有高精度,高稳定性,高绝缘性等优点。
目前,与金属传感器材料相比,陶瓷传感器材料的主要特点是弹性性能高、滞后小,在小位移时其耐疲劳性、长期稳定性及耐腐蚀性均较好。陶瓷在破碎以前,其应力-应变关系始终保持线性,最适于制作高温工作下的弹性元件。同时,陶瓷材料价格低廉,因此,在传感器材料中陶瓷材料受到髙度重视。
陶瓷传感器材料可分为两类:检测能量的物理传感器材料和识别化学物质及其含量的化学传感器材料。其中,物理传感器材料是指敏感光、热、压力和声等能量,可构成热、位置、速度、红外等传感器。例如,陶瓷压力传感器被广泛用于水泵,油泵,汽柴油机,空压机,制冷机等压力系统中。
陶瓷材料制成的压力传感器,资料图
多数陶瓷传感器都着眼于开发细密质地陶瓷的容积物理特性,因为这样做能把电磁感应材料、磁性材料或半导体材料各自所固有的特性发挥到接近于单晶材料的程度。
利用这些晶粒本身的物理特性,可制成各种实用化的陶瓷传感器,例如,基于半导体性、感应性、磁性的温度传感器,基于热电效应的红外线传感器,基于压电效应的超声波传感器等。
而化学传感器材料,则是指接受化学物质而产生能量变化,可构成气敏等传感器。传感器用陶瓷材料的种类较多,但大都是氧化物陶瓷,比如车用气体传感器核心元件,便是采用的这种陶瓷芯片。
据俄罗斯卫星通讯社报道,近日,俄罗斯国立研究型技术大学(莫斯科国立钢铁与合金学院)与南乌拉尔国立大学、白俄罗斯国家科学院的研究人员共同发明了一种陶瓷特质的复合材料,在制造信息保存装置和传感器方面具有广阔应用前景。相关研究发表在最近的《复合材料B辑:工程》上。
陶瓷材料,资料图
这种复合材料可同时控制磁场和电场,在比室温高得多的温度下也可保持自身性质,有助于更快处理信息,更好地保护存储,避免大量数据被盗窃。用该材料可以制造出新型记忆载体、传感器、感应控制设备和其他更精确可靠且无需充电的微电子设备元件。
莫斯科国立钢铁与合金学院和白俄罗斯国家科学院的工作人员阿列克谢·特鲁汉诺夫说,分析复合材料性质对其微观结构特点的依赖性非常重要。在混合和制作复合材料时,个别相位中具有特殊的磁场和电子性能,能够实现相互作用,这种相互作用违反相加性原则可能导致非同寻常的效果。
陶瓷是一种人工的高弹性、抗腐蚀,抗磨损,抗冲击和振动的材料,它的工作温度可高达40到135摄氏度,且具有高精度,高稳定性,高绝缘性等优点。
目前,与金属传感器材料相比,陶瓷传感器材料的主要特点是弹性性能高、滞后小,在小位移时其耐疲劳性、长期稳定性及耐腐蚀性均较好。陶瓷在破碎以前,其应力-应变关系始终保持线性,最适于制作高温工作下的弹性元件。同时,陶瓷材料价格低廉,因此,在传感器材料中陶瓷材料受到髙度重视。
陶瓷传感器材料可分为两类:检测能量的物理传感器材料和识别化学物质及其含量的化学传感器材料。其中,物理传感器材料是指敏感光、热、压力和声等能量,可构成热、位置、速度、红外等传感器。例如,陶瓷压力传感器被广泛用于水泵,油泵,汽柴油机,空压机,制冷机等压力系统中。
陶瓷材料制成的压力传感器,资料图
多数陶瓷传感器都着眼于开发细密质地陶瓷的容积物理特性,因为这样做能把电磁感应材料、磁性材料或半导体材料各自所固有的特性发挥到接近于单晶材料的程度。
利用这些晶粒本身的物理特性,可制成各种实用化的陶瓷传感器,例如,基于半导体性、感应性、磁性的温度传感器,基于热电效应的红外线传感器,基于压电效应的超声波传感器等。
而化学传感器材料,则是指接受化学物质而产生能量变化,可构成气敏等传感器。传感器用陶瓷材料的种类较多,但大都是氧化物陶瓷,比如车用气体传感器核心元件,便是采用的这种陶瓷芯片。
“克拉克瓷”兴衰之路:名扬海外而国内罕见
在广东海上丝绸之路博物馆里,陈列着许多从“南澳Ⅰ号”沉船中打捞上来的青花瓷,经过专家鉴定,这些瓷器中包括数百年来在海外备受推崇的“克拉克瓷”。“克拉克瓷”的称谓并非源自中国,而克拉克瓷的身世曾一度成为考古界探索之谜。那么这种瓷器的产地究竟是哪里?
中国瓷器改洋名儿
公元17世纪,葡萄牙克拉克港的两艘商船被荷兰的东印度公司截获,船内所载是先后从中国贩来的大宗商品(主要是明万历年间生产的瓷器)。这批瓷器被运往荷兰的米德尔堡和阿姆斯特丹拍卖,并在欧洲引起轰动,法王亨利四世、英王詹姆斯一世也争相购买。由于这批中国瓷器是从葡萄牙克拉克港的商船上截获的,没有人能够说出它们的产地和准确称谓,在荷兰又是首次亮相,所以被称为“克拉克瓷”。
其实早在16世纪,“克拉克瓷”就已经在葡萄牙和西班牙皇室中使用。不过,荷兰的这两场拍卖使它走红整个欧洲乃至世界。“克拉克瓷”一度是欧洲人、阿拉伯人、非洲人以及东南亚各国皇室与平民所钟爱的珍宝,是身份的象征。贩卖“克拉克瓷”带来的丰厚利润,更坚定了东印度公司展开中国瓷器贸易的决心。此后,瓷器贸易一直延续到清雍正、乾隆年间。据史料记载,17世纪的80年间,该公司从中国运出的“克拉克瓷”达到1600万件。
上世纪80年代中期,阿姆斯特丹举行题为“晚到了400年的中国瓷器来了”的大型拍卖会,拍卖品均是从16世纪至17世纪沉船中打捞出来的中国瓷器,其中不乏被称为“克拉克瓷”的青花瓷器。“克拉克瓷”再度引起世人瞩目。令人费解的是,这种盛产于中国的瓷器在国内却罕有收藏者。“克拉克瓷”的产地到底在哪里,400年来争论不休,直到21世纪,这个谜团才得以揭开。
目前,已考证生产“克拉克瓷”的窑口有江西景德镇窑,福建德化窑,福建漳州平和五寨、南胜窑等100多个窑址。做工精细者为景德镇窑口出品,销量最大者为漳州、德化窑口出品。
“克拉克瓷”的兴衰之路
没有制瓷传统的漳州平和县为什么能够在明清时期成为重要的外销瓷器生产基地?据《平和县志》记载,1513年,平和芦溪等处,农民起义声势浩大,时任地方军事长官的王阳明率部平定农民起义后,为安定地方,选留随军兵众,在各新建置的县治衙门充当杂役或管理庙宇等,与当地百姓共建平和。王阳明所部多来自江西,其中不乏陶瓷方面的能工巧匠。
明正德十四年(1519年)至崇祯六年(1633年),共有13位江西籍人士主政平和。时值明代著名的海外交通贸易中心——漳州月港海上贸易十分繁荣,瓷器又是对外出口的大宗商品,为造福百姓、获取厚利,这些主政知县赋予瓷业优惠的税收政策,组织民间生产烧制。从漳州平和采集到的瓷器标本看,尽管其胎釉有别于其他窑口,但其模印或刻划技法、构图与景德镇窑产品如出一辙,这也是其有时被混淆为景德镇瓷的原因。
以平和南胜、五寨窑址为代表的数以百计的民窑,地处九龙江支流上游,临溪依山而建,从平和花山溪顺流而下,可直达漳州月港。从南胜、五寨至月港,仅需一天航程。尤其是明正德以后,月港的海外贸易远远超过周边港口。明万历年间,月港的对外进出口发展到最高峰。而此时,漳州平和生产的瓷器也源源不断地从月港远销至世界各国。清朝初年,由于清政府实行“海禁”,月港衰落了,平和制瓷业也因销路受阻而衰败,“克拉克瓷”随之在海外销声匿迹。
名扬海外的瓷器 为何国内罕见
为什么“克拉克瓷”在国内罕见收藏呢?“克拉克瓷”均为薄胎,特点是折沿、开光、锦地纹,盘底多为简笔变形人物、动物、花鸟。器底多有粘沙、塌底现象。与明末清初同时期的景德镇瓷器相比总体不够精致。
“克拉克瓷”瓷盘薄、易碎、不耐用。对于把瓷器作为主要日常器具使用的中国百姓来说不够实用,所以在国内并没有很好的销路。而对于欧洲人来说,这些瓷器更多被当做摆设,对于耐用程度则不计较。
从目前发现的“克拉克瓷”上,我们能够看到郁金香、骑士、城堡等异域风格图案,由此可判断它们是针对国际市场生产的。这也是专家推测“克拉克瓷”在国内极为少见的原因之一。
本报记者 乔 欣