陶瓷的发展史是人类文明史的一个缩影,现代人在研究古代历史的时候,各个时期留存下来的陶瓷便是最有价值的线索。当陶瓷这一古老的工艺发展成陶瓷科学的时候,她便成了对我们生活能产生重大影响的一门学科。近半个多世纪以来,随着精细陶瓷的研究和开发,在与人类生活息息相关的各个领域,如电子、通讯、能源、交通、宇宙探索和国家安全等,都能找到精细陶瓷的身影。可以说现代人的生活离不开精细陶瓷,精细陶瓷的进步给人类带来的是生活方式的日新月异。但是,陶瓷作为一种无机非金属材料的烧结体,其回收利用非常困难,废弃后若不作处理它将在地球上长期存在,对地球环境的压力不容小视。科学家们注意到了环境问题的严峻性,至少从四个方面开始着手解决陶瓷材料与环境保护的问题。
首先,在新材料的研究中开始规避有害元素的使用,同时开展了陶瓷材料无铅化的研究,如无铅铁电压电陶瓷、传统陶瓷釉料的无铅化等。科学的发展是要为人类造福,随着科学的进步,人类的生活变的越来越富足、多彩而便捷。但是,在人类充分享受这种由人类凭借自己的聪明才智创造的幸福生活的同时,我们赖以生存的地球却越来越不堪重负。愈演愈烈的自然灾害在提醒人们,无穷的索取将会毁灭人类。陶瓷材料的无铅化可能会使材料本身的机电性能出现下降,可能会使产品功能有所减少,会对我们现有的生活造成一些不便,但相对于保护环境的重要性,孰轻孰重?相信在各级政府、企业商家、普通公民和我们科研工作者的共同努力下,无铅陶瓷会很快替代含铅陶瓷,无铅陶瓷产品必将为大众所接受。
第二,陶瓷废弃物的回收利用,有报道说,日本爱知世博会上有一种利用废弃陶瓷重新烧制的陶瓷接水盘,美观实用,它传递给我们一个信息,就是重视陶瓷废弃物的再利用正在被全世界所关注。广东枫溪陶瓷工业研究所利用废瓷制作瓷泥,生产新的陶瓷产品,为陶瓷垃圾的减量化、资源化、无害化找到了一条很好的途径。
第三,陶瓷材料的低温烧结工艺。众所周知,陶瓷是金属氧化物或其他化合物经高温烧制后形成的具有一定力学、光学、电学或磁学性能的无机非金属材料,它一直是一个高能耗的产业。降低陶瓷的烧结温度是陶瓷科学家非常重视的一个课题,它有两方面的意义:1)、节约能源,减少大气污染。2)、降低陶瓷材料的烧结温度至900℃左右,使之能与贱金属共烧,这样就可以将分立的无源电子元件集成,成为具有多项功能的模块,以此提高电子产品性能的可靠性,减小电子产品的体积,实现电子产品的多功能化。
第四,材料研究方法的探索,一直以来陶瓷材料的研究离不开大量实验样品的制备,这一过程不仅资源的消耗很大,实验样品的废弃量也是惊人的。科学家们正在致力于探索一种全新的材料配方筛选方式,即集成组合芯片法。就是将需要研究的材料体系制作成组成梯度变化的材料芯片,通过对材料芯片上各个目标点物理性能的测定,完成材料组成的确定。如果这种方法能够成功,它将会使陶瓷材料的研究进入一个全新的境界。
从以上几个方面我们可以看到,陶瓷科学家们正在从材料组成、生产工艺、循环使用及研究方法等多个角度关注陶瓷材料科学与环境和谐的问题。科学的宗旨是尊重自然,科学的进步是要造福人类,科学的发展更应注重人与环境的和谐。为了人类的生存,为了子孙后代的福址,让我们少一份对利益的追逐,多一份对环境的关怀。