陶瓷颜料范文

时间:2023-04-06 14:07:50

导语:如何才能写好一篇陶瓷颜料,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

陶瓷颜料

篇1

关键词:陶瓷绘画;高温颜料;泥坯;施釉;烧成

1 前言

陶瓷色釉料等原材料和生产设备的发展,使远古陶瓷由单一的点染条纹发展到如今琳琅满目、繁花似锦的陶瓷艺术作品。千百年的历史,凝炼出历朝历代能工巧匠在陶瓷艺术上的辉煌,将陶瓷绘画推向了历史新纪元。如今,陶瓷绘画已经不仅仅是装饰陶瓷制品锦上添花的画面,陶瓷本身已经成为艺术家表达思想、张扬个性、创作艺术作品的载体。陶瓷绘画艺术的分类大致分为青花、斗彩、五彩、古彩、粉彩、浅绛彩等彩瓷品种。陶瓷绘画每个作品的产生都与绘画有密切关系,通过不同的后期加工而形成各自不同的风格。有史以来不少艺术家、专家和院系学者都在陶瓷绘画方面做出巨大贡献。

笔者通过学习和多次实践尝试,用高温色料直接在陶质坯体上绘画并一次烧成。即直接在陶瓷生坯上使用能耐高温的料色绘画,再在坯上施透明釉,然后入窑一次烧成。

2 影响高温颜料直接绘画的因素

一次烧高温颜料陶瓷绘画艺术,和青花的釉上、釉下彩一样,具有其他工艺美术的共性。同时,它更有别于其他工艺的独特性,但同样是“土与火”的艺术,在借助火的创造下,才能显示它的美丽与价值。本文主要浅谈影响高温陶瓷颜料直接绘画一次烧的泥、釉、绘、火等因素。

2.1 合适的泥坯是绘画的基础

首先,合适的泥巴、正确的操作规程性能使泥坯制备具有良好的基础条件,为后工序提供了可能。必须选择温度、刚性合适的泥巴制作坯体,通过试制检测在高温下是否变形。否则,在最后的烧成阶段,可能会造成变形或者其他影响发色的因素。如,笔者在试制时,用一个强度不够高的挂盘坯体,尽管其物理结构很合理,但因为其刚性太差,烧成后产生极大变形,好端端的一个盘子烧成一顶顶“西部牛子”帽(见图1)。其次,坯体要干透,坯体没有干透,会影响绘画的颜料吸收,也可能在烧成后出现开裂。由此可见,坯体犹如我们中国画的宣纸,选择不好,也不会有好的作品收成。

2.2 合适的施釉保障色料的发色

高温陶瓷颜料绘画的施釉工艺,不管是釉下彩还是釉上彩,首先要确保施釉时坯体干燥,否则,会影响色料的发色效果。最明显的就是坯体未完全干透时施釉,会造成在烧成时发生化学变化的同时,在釉层中发生的不可预测的物理变化,影响画面的整体效果(见图2)。其次保持施釉釉层厚度的合适。施釉釉层太厚,发色效果一般不受太大影响,但会产生釉层冷却后透明釉分裂现象;施釉釉层太薄,色料发色不理想,可能出现哑光的画面,甚至可能造成部分色料裸烧的现象,完全达不到生产预期效果。两者都影响作品的收成。

2.3 绘画是施釉的关键环节

第一,高温陶瓷绘画的颜料粗、细选择尤为重要。颜料的粗、细度影响着釉浆的均匀性、悬浮性和稳定性,最终影响施釉后的发色效果。如果颜料颗粒过粗,极易导致色料沉淀,在作画上色或施釉过程中难于掌握颜色的层次性,使先后用笔的坯体所吸附的颜料浓度、组成以及色层厚度均发生变化,导致作品创作后达不到预期的效果。颜料颗粒太粗,没有过筛,易出现色料生烧现象,或者因成分的不均匀分布而生产带色或不带色、或深或淡的色斑。达不到绘画中想象的火痕肌理,更不用谈有其他的装饰效果。

第二,高温陶瓷颜料绘画对创作者提出较高的综合要求。陶瓷绘画是在生坯体上进行,从材料上讲,它由画面材质产生化学变化的不可控性所产生的自然纹理。釉下陶瓷上的绘画多以勾线填色装饰瓷器为主,更多地体现了陶瓷工艺上的能力,尤其是在釉下的空间造型、色彩、光线、立体关系、质感的表现更是难于上青天。

高温釉下陶瓷颜料的表现基底是泥坯,而非宣纸等材质。陶瓷颜料是用水调合颜料表现在泥坯上,靠颜料的厚薄产生层次深浅差别,最好是一次性一笔到位。尤其是在绘制中国画时,由于中国人信仰天人合一的哲学观,中国画绘画是注重表达画家的主观精神和理想,在绘画中追求达到气韵生动、一气呵成的艺术效果。而重复叠加次数多了,画面表面难以分清深浅,颜料过厚又会产生锈斑料刺,且不同的坯要施用相匹配的釉,烧相应的温度才能达到尽可能好的效果。还有些颜料在烧制过程中,上、下层颜料与混合的其他颜料产生化学反应,或者温度烧的不合适都会使某种颜料挥发掉。入窑时,画面色彩微妙斑斓,冷暖色彩变化丰富;出窑时,画面几乎成了单色,而令人沮丧。因此,许多不稳定因素使陶瓷颜料在釉下的表现让众多艺术家无法施展才华,望而却步。

因此,绘画时色料的选择和加工尤其重要。同时,也对创作者提出很高的艺术要求,作画时要很好控制笔的含水量、含色量、正侧峰,简单扼要、下笔果断、主次分明、有条不紊,尽量减少修改的重复用笔。整个过程考验着艺术创作者的材料、工艺、创作等综合能力的应用。

2.4 烧成是所有人工智慧融于一炉的升华

烧成是将硅酸盐制品在一定条件下进行热处理,使之发生一系列物理化学变化,形成预期的矿物组成和显微结构,从而达到固定外形并获得所要求性能的工序。虽然现代窑炉工艺的发展,无论从窑炉的性能,燃料的稳定性及烧成的温度和升温曲线的精确性而言,都是古代的窑炉无法比拟的。但陶瓷绘画是一种艺术行为,基于的釉色及材质的前提,笔者认为烧成就是泥与火、汗水与心智交融历练的过程。

从某种程度上说,高温颜料绘画更像是一种艺术探险。陶瓷艺术之所以被称为“火的艺术”,原因就在于窑变的神秘莫测。在陶瓷绘画一次烧时,即便是掌握了坯体、各种颜色釉的调配、绘制工艺和烧成温度等规律,烧成过程中仍然有很多不可控因素。其主要碰到的问题有如下几个方面。

第一,不同批次的坯体和各种颜料、釉料的发色温度不同,而其进窑炉的位置高低也有不同,再加上各颜料、釉料粒度差异。釉色及釉面光泽在不同的情况下所产生的效果都是不一样的,所以在同一窑产品中,同样釉色及效果的产品可呈现出不同的效果。笔者大致把它们分为温度不到、温度过高、保温时间不够长,及保温时间过长等几种可导致产品效果与实际经验效果所不一样的现象。使得同一窑作品中烧成效果不尽理想。

第二,由于笔者创作的陶瓷绘画多是展开式的挂盘或者陶板。烧成的时需要的硅板层数很多,(下转第52页)且为拉平窑炉气氛温度,烧成时间大幅度延长。特别是使用的硅板太厚时更甚,一般会比普通的产品难烧。熄火后也会造成窑温散热缓慢,产生余热难以消除的结果,使作品在窑炉停火后炉内余热过高,作品呈“过火”等的不理想现象。

第三,烧成后窑炉风口关闭时间很重要。同样的材质在不同的烧成方式及不同的烧成温度下,其结果不同。笔者在一次烧成过程中,由于保温时间过长,加上烧完后关闭气窑炉风口的大小不合适,结果造成还原时间过长。导致同一窑的钴颜料封透明釉的青花的效果完全变样,整批作品意外发出个“鸭蛋青”的共同底色(见图3)。整窑作品都变色了,也可以说是窑变,但并不是作者所期待的。

3 结语

篇2

关键词:日用陶瓷;色釉料;缺陷;陶瓷装饰

1 引言

我国的日用陶瓷产品,就其产量而言,早已稳居世界第一,并且大量出口到欧美、东南亚市场。随着市场经济的发展,我国的日用陶瓷产品出现了新的发展趋势,更多的日用陶瓷厂开始为市场上出售的其他品牌的不同类产品,如雀巢等制作伴随出售商品的赠品,这作为销售的一种模式,现在已被很多企业作为订单的一个重要来源。由于气候,如湿度、温度等外界环境影响,使得广东省的日用陶瓷生产企业在生产中,尤其是在陶瓷装饰过程中出现了与北方日用陶瓷厂不同的缺陷。而陶瓷色釉料作为陶瓷专业的边缘学科,追求的重点放在了产品的配方设计方面,在一定程度上忽略了它在具体陶瓷领域中的应用研究和缺陷统计。

本文将根据广东省的日用陶瓷生产现状,结合陶瓷色釉料的使用特性展开讨论,尤其对于陶瓷装饰在日用陶瓷中所出现的缺陷展开讨论,以方便日用陶瓷生产企业进行预防和改善。

2 日用陶瓷在陶瓷装饰中所出现的主要缺陷统计

本文以广东省清远市大华陶瓷有限公司在陶瓷色釉料使用过程中所出现的缺陷为主要的数据统计依据。在过去一年内,厂家就陶瓷色釉料在使用过程中发现了一些的缺陷,如釉泡、包裹红出现黑点、PMP液体色料在使用过程中的发色问题等。同时,也就釉料浆的悬浮问题、发色不稳定等方面的问题,提出了一些疑问。在目前,各大日用陶瓷厂在生产过程中都普遍存在着陶瓷装饰方面的问题,并且这种问题直接导致了订单的流失。基于此,笔者在与大华陶瓷进行合作的过程中,对陶瓷装饰缺陷进行了一定的统计与分析,如表1、图1,表2、图2所示。

大华陶瓷主要订单集中在杯碟的生产中,所统计的缺陷也主要针对与杯碟中所出现的主要缺陷的统计分析。大华陶瓷目前主要进行的是雀巢“茶语”系列的杯、雀巢“龙”咖啡系列碟的装饰。缺陷的统计与分析也集中在这两种产品在使用陶瓷色釉料时所出现的缺陷方面。

3 大华日用陶瓷装饰缺陷的分析以及预防措施

本文对大华陶瓷装饰缺陷的具体情况进行了分析后,有针对性地采取了一定的预防和改善措施,将其统计于表3中。

大华陶瓷雀巢“龙”咖啡系列碟陶瓷装饰的缺陷改善和预防与雀巢“茶语”系列陶瓷杯装饰的缺陷改善和预防有相似之处,可以进行参考并加以预防。

4 结论(下转第43页)

本文通过统计与分析发现,在日用陶瓷中陶瓷的装饰缺陷通过提前预防,可以达到较好的改善效果。具体措施为:如随着湿度的增大,应加强通风;若温度较低时,应通过增大湿度以缓和湿度骤减而引起的釉裂等缺陷的发生。缺陷控制的同时应该结合生产和人员的管理进行,尤其随着人们环保意识的提高,会对陶瓷装饰所用的添加剂产生一定的抵触心理,会在一定程度上影响产品的合格率,需要结合一定的生产管理知识进行预防和纠正。

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篇3

关键词 压电陶瓷,大功率,低损耗

1压电学的发展

19世纪80年代居里兄弟在石英晶体上发现压电效应,美国、日本和前苏联于二战中期几乎同时发现钛酸钡(BaTiO3)具有高介电常数。1894年沃伊特指出[1],32种点群中仅无对称中心的20种点群的晶体才可能具有压电效应。这20种点群晶体,只要是绝缘体都是压电体,而其中具有单一极轴的10种点群压电晶体中某些压电晶体在一定的温度范围内能自发极化,其自发极化方向因外电场方向反向而反向,晶体的这种性质称为铁电性,具有该特性的物质称为铁电体。不久之后,于1947年发现了钛酸钡的压电性,并成功研制出钛酸钡压电陶瓷,美国于1954年公布了压电体锆钛酸铅Pb(Zr,Ti)O3(即PZT),实现了压电陶瓷发展史上的巨大飞跃。

2压电材料的体系结构

压电材料的体系结构[2]如图1所示。其中钛酸铅的居里温度为490℃,温度稳定性好;介电常数εTr小,适于高频下工作;Kt/Kp值大,可以有效抑制横向寄生模式的干扰,提高器件的工作效率,适合多层压电降压变压器的制作,但其压电性能d33、Kp较低。

锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷具有表4所示的优良性能,但机电耦合因素Kp和机械品质因素Qm难以实现双高[3]。PZT基的三元系压电陶瓷具有烧结温度低、气孔率小及微观结构均匀致密的特点。对它的研究主要包括两方面:一是在准同型相界附近找到合适的锰、锑、锆、钛的比例[4];二是进行掺杂取代改性。这方面的研究有稀土元素(Lu2O3,CeO2,Yb2O3,Eu2O3等)掺杂、NiO、Fe2O3、Nb2O5等掺杂,还有Sr2+,Mg2+等取代[5]。

3压电陶瓷的应用分类

压电陶瓷的应用可分为两大类:压电振子和压电换能器。

3.1 压电振子的应用

压电陶瓷作为压电陶瓷振子的应用如表2所示,它利用压电振子本身的谐振特性,将电能转换为振动的机械能。

(1) 陶瓷压电变压器

陶瓷变压器属于压电陶瓷振子的一种,其输入压电陶瓷片的电振动能量通过逆压电效应转换成机械振动能,再通过正压电效应转换成电能,在能量的这两次转换中实现阻抗变换,从而在陶瓷片的谐振频率上获得高的电压输出,它要求材料具有较高的径向耦合系数Kp、机械品质因数Qm;低的介电损耗;压电、介电、弹性等性能参数具有较好的频率、温度、时间稳定性。

压电变压器与传统电磁变压器相比,具有体积小、质量轻、无电磁噪声、高升压比、高能量密度、高效率、耐高压高温与短路烧毁、耐潮湿、节约有色金属等优异性能,特别适应电子电路向集成化、片式化发展的趋势[6]。随着IT产业的快速发展,压电变压器已广泛应用于笔记本电脑、数码相机、掌上电脑、移动电话、传真机、复印机等电子信息类产品。最大能量转换效率大于95%、最大能量密度大于57.3W/cm3的压电变压器已有报道[7]。

(2) 陶瓷滤波器

陶瓷滤波器在交变电场作用下,压电陶瓷振子会产生机械振动,当外加交变电场增加到最小阻抗频率(fm)时,振子的阻抗变得最小,输出电流最大。当频率继续升高达到最大阻抗频率(fn)时,振子阻抗变得最大,输出电流最小,由此实现滤波功能。其制备材料要求各个参数的经时稳定性和温度稳定性要好,材料的机械品质因素要高、介质损耗小,机电耦合系数Kp能按滤波器对带宽的要求而定。

压电振子和压电变压器等器件在大功率工作状态下往往会因谐振时振动幅度大而引起应力破坏,振动时间长则会导致疲劳性破坏;振动时由于内摩擦和介质损耗产生的大量热而带来性能的恶化[8],这就要求相应的压电陶瓷材料具有高的力学强度、低的介电损耗。

3.2 压电换能器的应用

如表3所示,压电换能器主要利用正逆压电效应进行机械能和电能的转换。

(1) 超声马达

压电陶瓷换能器是超声马达的核心,对于工作在谐振状态的超声马达来说,要求压电陶瓷材料具有高 Qm和较小的 tanδ以提高器件的效率和降低发热;具有尽可能大的 Kp和d33,以实现低电压驱动和大的输出力矩[10]。此外,宽响应频率、高居里点、良好的时间和温度稳定性也是它高效工作的需要。国内外基本上都采用大功率压电陶瓷材料,如PZT-4、PZT-8、PCM-5、PCM-80、PCM-88制备超声马达,其材料性能如表4所示。

(2) 水声换能器

制备水声换能器的材料,除了要满足换能器的一般性能要求外,还应具体考虑换能器属于接受型、发射型还是接受发射型,以满足不同的具体要求。例如对于接收发射一体的换能器材料则要求高Kp值与适中的Qm和ε值;对接受型来说,要求压电常数g33或g31大,机电耦合系数Kp要高,材料的Qm较低以利于展宽接收频率范围,但太低Qm的值会使机械损耗增加,降低接收灵敏度;对于发射型,还要求强场下的介电损耗要小,Qm要大,压电性能不能衰退。

PZT压电陶瓷作为水声换能器的换能材料仍占首位,我国声学研究所研制的PZT压电陶瓷,常用的型号为PZT-4、PZT-5和PZT-8,如表4所示。PZT-4因具有较好的激励特性,可制备收发兼用的水声换能器;PZT-5较高的介电常数和机电耦合系数多用于接收型;而PZT-8因其突出的高激励特性而常用于大功率发射型。

4大功率压电材料及器件的研究现状及方法

4.1 大功率压电材料研究现状

至今大功率压电陶瓷材料的三元系列有几个较为成熟的系列:铌镁锆钛酸铅系,其特点为高Kp、介电常数、Qm和较好的稳定性;铌锌锆钛酸铅系,其特点是较优的稳定性、致密性、绝缘性、压电性。碲锰锆钛酸铅系,其特点是其压电性受机械应力和电负载的影响小。锑锰锆钛酸铅系,其特点是Kp和Qm都高,谐振频率受时间和温度的影响小。

而对大功率而言,往往要求PZT陶瓷具有高的介电常数、高的Qm等,故为了寻求更高性能的压电陶瓷材料,人们通过在PZT的基础上添加第三、第四组元制成了三元系、四元系压电陶瓷。1965年,日本松下电气科研人员首先成功制造了三元系压电陶瓷Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PZT (PCM)[12],它的性能比二元系PZT更加优越,且可通过在PCM中添加MnO2,NiO,CoO,Fe2O3,Cr2O3等改善PCM的烧结性、介电性、弹性性能和机械品质因素等。通过对三元、四元系PZT基压电陶广泛的探索研究表明:四元系压电陶瓷具有高εr 、高机械强度、低损耗、低劣化、低烧结温度、稳定性好、工艺性好等优点[5]。所研制的四元系列具有高Kp、高Qm、高εr、高压电常数、高矫顽场Ec和高机械强度的特点,并且容易烧结,压电常数、耐劣化性好。

如: Pb(Mn1/3Nb2/3)A(Zn1/3Nb2/3)BTiCZrDO3

Pb(Mg1/3Nb2/3)A(Mn1/3Nb2/3)BTiCZrDO3

Pb(Li1/2Nb1/2)A(Mg1/3Nb2/3)BTiCZrDO3

Pb(Sn1/3Nb2/3)A(Zn1/3Nb2/3)BTiCZrDO3

然而在大功率应用中,依然会产生众多的问题,主要有:谐振频率的漂移;Qm的降低;发热带来的机电耦合系数的减小和热稳定性变差。其中的热产生,会带来升温,当温度上升到一定值时,将使材料去极化,使材料的压电介电体系完全失去功效。故制备介电损耗低、Qm大的硬性材料在大功率器件中尤为重视。

4.2 大功率压电材料的研究方法

4.2.1 掺杂改性

掺杂改性是探索高性能压电材料的有效手段,它们主要通过取代离子的半径和价态的差异来影响材料性能的,如表5[13]所示。

锰是一种常见的硬性掺杂物,它作为稳定性材料,可以大大改善材料的抗老化性能,提高材料的机械品质因数(Qm),因而是大功率压电功能材料中最常用的添加元素之一[14]。Y.-H.Chen[15]报道,适量的Mn掺杂可显著地提高Qm,但同时降低了Kp。

PMN-PZT材料中掺入CeO2制备压电陶瓷材料,结果表明CeO2的加入,减小材料的晶胞参数,提高材料的机械品质因素Qm和机电耦合系数[16]。而在PMN-PZT材料中加入微量的PNN固溶体,不但可提高材料的相对介电常数和机电耦合系数,还可以降低材料的烧结温度,如Yoo J H等研究出用于驱动28W荧光灯的PNN-PMN-PZT四元材料体系[17]。

通过添加掺杂离子取代A位的Pb或B位的Zr、Ti来改善相应的介电性能和压电性能,如PNW-PMS-PZT系材料中适当调整B位离子和锆钛比可得到性能如下的压电陶瓷:εr=2138、tanδ=0.58%、Kp=0.613、Qm=1275、d33=380pC/N、Tc=205℃,适于大功率压电器件的制备[5]。

4.2.2 开发新的材料体系

压电单晶在某些方面具有优异的性能[18],如已发现并研制出的Pb(A1/3B2/3)PbTiO3单晶(A=Zn2+,Mg2+),其d33max=6000pc/N(压电陶瓷的d33max=850pC/N),K33max=0.95(压电陶瓷的K33max=0.8),其应变>1.7%,几乎比压电陶瓷应变高一个数量级,储能密度高达130J/kg(压电陶瓷储能密度小于10J/kg)。压电复合材料在水声换能器方面得到了较好的开发,如PVDF与铅基压电材料相比,除了高的g33外,制备的换能器更易于安装。

铅基压电材料的多元复合也是一种开发新的材料体系的方法。大功率压电材料如果有大的介电常数,则有利于输出较大的功率[19],而作为一种高介电常数、低烧结温度的驰豫铁电体P(Ni1/2W1/2)O3(PNW),将它作为第四组元加入到PMS-PZT,可得到了高介电常数材料PMS-PZT-PNW;同时,加入PNW还能起到降低烧结温度的作用。

铌镁锆钛酸铅PMN-PZT是典型的“软性材料”,其Kp可达0.72,机械强度高,抗张强度在500MPa以上,压电性能稳定[20];而铌锰锆钛酸铅PMnN-PZT是典型的“硬性材料”,其特征Qm可达6000。谭训彦等综合了二者的特点,研制得到的PMMN-PZT四元系压电陶瓷材料,其Kp=0.518,Qm=3887,tanδ=0.71%,εT33/ε0=701,d33=203pC/N,主要性能与PZT-8接近,基本上满足压电变压器的要求。

4.2.3 探索新的制备工艺

溶盐合成法(MSS)能在保证较优性能的情况下,降低PZT基烧结温度[21]。加入低温共烧助剂能保证较好的压电介电性能[22]。湿化学法[23]得到亚微米粉体;一步合成法较两步合成法好,能得到微细晶粒的材料结构,从而有利于提高材料的机械强度[24];文献表明较长的球磨时间带来粒径的减小,能得到更好的材料性能,即高振动速度和低发热[25];热压成形能得到较高的致密度,形成致密的晶界,有利于制备出高Qm的压电材料,同时探索最佳的烧结工艺也是十分有效可行的方法[26]。在烧结气氛方面,F.Xia[27]等报道了1mol%的PbO过量可消除烧绿石相并补偿烧结时候的PbO损失,从而有利于优良介电压电性能的获得。

理论分析表明[28],压电变压器在工作时本身所受到的机械应力是制约其工作效能的主要因素,所以材料的机械强度要特别高。为了满足这一要求,应选择微细晶粒的材料。适当的“辅加元素”,如锶、铈、铬等,有利于得到细晶的陶瓷。微晶(0.2~2μm)陶瓷不易开裂,而晶粒尺寸大于10μm的陶瓷易开裂[29],陶瓷晶粒尺寸的减小,从而晶界面积增大,有利于提高抵抗应力的能力,无论低电场还是高电场下,晶粒尺寸对损耗和发热都有作用[30]。

压电变压器已用于个人数字助理器的液晶显示驱动电路,因为PMN-PZT系列具有较高的Qm,而加入PbNW来提高其介电常数,用Nb2O5来提高陶瓷密度和晶粒细化,因为细微晶粒的材料,可使其机械强度提高一倍,由(Pb0.94Sr0.06)[(Ni1/2W1/2)0.02(Mn1/3Nb2/3)0.07(Zr0.51Ti0.49)0.91]O3+0.5wt%PbO+0.5wt%Fe2O3+0.25wt%CeO2+0.3%wt%Nb2O5的配方制备成Rose型,改变负载电阻和驱动频率[6]。当驱动频率为214.4kHz、输入电压为31.78V、输入电流为21.1mA时,变压器输出端的电压为293.2V,电流为2.2mA,能量效率达96.2%,同时变压器只出现3.6℃的温升。其性能如下:介电常数为1704,Kp为0.55,Qm为2041,晶粒尺寸为2.50μm,密度为7.71g/cm3。

5结语

压电陶瓷今后要解决的问题是实现大功率、高效率、高可靠性,为此,需要进一步研究压电陶瓷的组成、结构和制备工艺。锆钛酸铅以其优良的介电压电性能在一定时期内仍将被研究和应用,其掺杂改性、新体系的探索和制备工艺的改进仍将是其优良特性发掘的有效手段。

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28 Anita M.Flynn. Fundamental limits on energy transfer and circuit considerations for piezoelectric transformer[C].IEEE Ultrsonics Symposium,1998: 1463~1471

篇4

1)常规取穴结合头、项部取穴:头针可改善脑灌注,促进脑循环,加快受损部位侧支循环建立,以减轻脑细胞的损伤[9],促使支配手部神经的重塑以恢复手功能。常取头维、四白、四神聪、百会等穴位或焦顺发头针[10]。也有临床报道项部横向刺法[11]配合点刺井穴对脑卒中后手功能障碍有良好疗效,项部横刺涉及督脉、膀胱经、胆经,加强了气街四海的联系,使脉气通达四末,则手能活动。2)常规取穴结合腹针:腹针疗法[12]是蒲智云教授在长期临床实践中总结发明的,其理论核心是“神阙系统”,基本原则是调整阴阳、补偏救弊以恢复阴阳平衡。临床证实“腹五针”加足三里、三阴交结合局部取穴疗效优于单取局部,缩短疗程[13]。李雪[14]针刺腹针的基础上减少部分西药治疗,结果优于常规治疗。冯卫权等[15]取病灶侧商曲、患侧滑肉门、上风湿点、上风湿外点,证实腹针疗法能有效提高中风后肩手综合征的治疗效果。徐振华等[16]取穴引气归元、建里、健侧商曲、气旁,双侧滑肉门,患侧外陵、上下湿点,能有效改善患者运动功能、感觉功能。3)眼针取穴:张立涛等[17]根据经络所过、主治所及的循经取穴原则结合辨证分型,选取大肠经、小肠经、上焦三区通调三阳经气血,结合肝区、脾区、肾区疏调脏腑功能,调整阴阳。高占强等[18]治疗急性脑梗死配伍眼上、下焦区,疗效明显优于常规取穴。赵阳阳等[19]眼针取穴上、下焦区配合心、肝、肾区治疗急性脑梗死,总有效率优于对照组体针治疗,证实眼针对急性脑梗死有较好的临床疗效。4)董氏奇穴:董其昌所创重子穴、重仙穴对脑卒中后手功能障碍有较好临床疗效。针刺后泻法,痉挛弯曲手指即刻伸直,可配以十宣放血[20]。即刻效应100%,长期效应98%。

2结合现代医学研究取穴

现代医学理论表明,针刺得气与神经、肌肉运动点有关,而针刺得气是针灸效应的重要基础,故现代针刺除传统经穴以外还加入了针刺神经、针刺运动点。研究证实,伸—屈肌交替运动点针刺在临床治疗中具有明确疗效[21]。

3其他针法

3.1透刺法

透刺法是在毫针基本操作基础上发展而来,相对传统取穴少而精、针感强、刺激量大,疗效更好,擅取深邪远弊[22]。脑卒中后手指屈伸不利,针灸治疗多选透刺。取穴以合谷透刺居多,根据手指拘挛程度可选合谷透二间、三间、后溪等。针刺合谷得气后提至浅层透向后溪,予提插捻转泻法待患侧手四指由拘挛变弛软后,复取两针依照前法透向二间、三间方向。临床病例报告示[23]合谷透刺加上针刺曲池可有效振奋阳经经脉的牵拉作用,纠正局部肌腱、韧带和肌肉的拮抗失衡状态,从而改善手指拘挛状况。针刺合谷透后溪配合合谷透商阳,交叉透刺治疗中风后手指屈曲、强握、拘挛,疗效显著[24]。

3.2合谷刺法

《灵枢•官针》云:“合谷刺者,左右鸡足,针于分肉之间,以取肌痹”。历代医家对合谷刺法争议颇多,具体观点主要是一针多向刺和多针刺法[25],使针感向多方向传达,刺激力强,有效松解黏连,改善局部循环,以缓解手指拘挛。苍龟探穴与其相似,《金针赋》云“苍龟探穴,如入土之象,一退三进,钻剔四方”[26],与合谷刺的一针多向刺异曲同工。临床研究表明,苍龟探穴针法对中风后腕手功能障碍疗效显著[27]。

4讨论

篇5

流延法是LTCC生料带成型的重要手段,探索合适的多元溶剂与分散剂体系,优化多元玻璃/陶瓷粉体与粘结剂、增塑剂等有机体系的组成配比,通过流延制备出表面光顺、厚度均匀可控、高固含量的大面积生料带,以提高玻璃/陶瓷的烧结致密度,确保生料带与印刷金属浆料的共烧匹配,降低微电路插损等综合性能,一直是LTCC技术重点研究内容之一[9-10]。本文针对硼硅酸盐/氧化铝陶瓷复合材料体系的特点,在探索甲乙酮/乙醇、甲乙酮/异丙醇、异丙醇/乙醇等多种二元溶剂互溶组合的基础上[11-12],选择以具有较长支链的磷酸酯为分散剂[13],以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)作为粘结剂,设计优化溶剂体系和分散剂含量,以实现玻璃/陶瓷复合粉料在有机体系中的均匀分散与悬浮稳定浆料的制备。阐述了浆料组成与悬浮液流变性能以及流延生料带性能之间的关系规律。

2实验

2.1实验原料实验用玻璃/陶瓷,分别为自制的宽频低损耗Ca-Al-B-Si-O多元硼硅酸盐玻璃、α-刚玉氧化铝陶瓷。在1530℃保温2~4h熔制的硼硅酸盐玻璃经水淬、破碎后,快速磨球磨1.5~3.0h,测得粉体的中位径为3.12μm,比表面积为3.49m2/g。α-氧化铝陶瓷纯度≥99.9%,中位径为2.3μm,比表面积为3.34m2/g。选用磷酸酯类分散剂,通过测试与评价玻璃/陶瓷粉体在3种溶剂体系的分散行为,选用了3种沸点相近且互溶的溶剂,分别为乙醇、异丙醇和甲乙酮,二元溶剂质量比为m(异丙醇)/m(乙醇溶液)=68∶32,m(甲乙酮)/m(乙醇溶液)=44∶56,m(甲乙酮)/m(异丙醇溶液)=21∶79。用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)作为粘结剂,等质量的聚乙二醇(PEG)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)作为增塑剂。

2.2试样制备玻璃与氧化铝陶瓷料,按质量百分比55∶45混合均匀,与溶剂、分散剂、氧化锆球共混24h,加入粘结剂与增塑剂再次混合24~36h得到流延浆料,设计的系列浆料组成配比如表1所示,通过改变溶剂量确保浆料粘度相近,真空脱泡后流延。流延所得生料带在室温下自然干燥24h。生料带的表面纹理、开裂与否、拉伸强度、对基带的附着力以及体积密度等,会随着玻璃/陶瓷与有机成分比值,以及增塑剂/粘结剂比值的变化而改变。实验设计引入下列2个参数X=无机粉体/(无机粉体+分散剂+粘结剂+增塑剂)Y=增塑剂/粘结剂用冲压机从流延生料带上冲出直径为21.46mm的圆片,在模具中放入10层圆片,叠合的温度75℃,压力制度为21MPa保压10min。

2.3性能测试用Malvern-2000激光粒度分析仪,测定玻璃粉体粒度分布;阿基米德法测其开气孔率;用美国Brookfield公司(R/S)型流变仪测定玻璃/陶瓷悬浮液的流变性能,剪切速率范围分别为0~300s-1,然后从300s-1~0,时间分别为200s;用BrookfieldKU-2型粘度计测试浆料的粘度;用JSM-5900扫描电子显微镜观察表面形貌;用Agilent4294A阻抗仪测试10MHz介电性能。

3结果与讨论

3.1溶剂种类与分散剂含量对玻璃/陶瓷浆料流变性能的影响

图1为3种不同二元溶剂制备的浆料流变曲线(未添加粘结剂和塑化剂),分散剂添加量为粉体总量的1%(质量分数),玻璃/陶瓷固含量为32%(体积分数)。由图1可看出,3种浆料都呈现出剪切变稀的特性。相同的剪切速率下,甲乙酮-异丙醇溶液剪切粘度最低,且流变曲线重合度较好,说明此种浆料在剪切速率变化过程中能够迅速恢复,流动性好,所以选择甲乙酮-异丙醇作为溶剂。图2为分散剂含量对玻璃/陶瓷悬浮液流变性能的影响。当分散剂含量较低时,剪切速率-剪切应力曲线斜率较大,表明浆料有较大的剪切粘度;随着分散剂添加量增多,剪切粘度下降,当用量超过1.5%(质量分数)后,粘度反而增大。分析其原因是分散剂用量偏少时,粉体颗粒表面分散剂覆盖层太薄,难以产生足够强的位阻作用与静电排斥作用,浆料整体上表现出流动性变差,粘度较大;随着分散剂用量增加,颗粒的表面被充分覆盖,产生足够强的空间位阻作用,浆料粘度下降,流变性能明显改善,体系趋于稳定;当进一步增加分散剂用量后,多余的分散剂分子溶解在溶剂中,分子链互相缠结,使浆料的粘度上升,流动性变差,所以分散剂的最佳用量为粉体的1.5%(质量分数)。流延浆料对玻璃/陶瓷系生料带结构与性能的影响不同X、Y值的流延配方设计如表1所示。设计1#~2#,保持Y值为0.75,固含量X值从0.65增加到0.71,目的是为了得到烧结致密的试样;设计2#~4#是为多层生料带叠压时,在层与层之间能形成很好的粘结,维持X=0.71的恒定值,适当增加粘结剂的用量;4#~5#设计目的与1#~2#一致,是进一步提高固含量以期得到更致密的烧结试样;同时需要设计5#~6#来调整粘结剂用量确保层与层之间的粘结性能。流延实验结果表明,采用上述不同的X、Y值配制的浆料,流延所制备的生料带,均与膜带之间的粘附力较小,生料带干燥后,容易从膜带上剥离下来;随着玻璃/陶瓷固含量X值的增加,粘附力逐渐减小;高密度流延生料带与多层带的良好叠合是一对矛盾体,X、Y值优化是关键。如表2所示实验表明,保持Y值不变,增加玻璃/陶瓷料含量X值,在相同体积内无机粉体的体积比增大,1#~2#生料带的密度随之增大,但4#~5#密度的变化规律并非一致,这是因为增塑剂的用量减少后粘结剂相对过量,就会阻碍粉体颗粒的重排与紧密堆积体积密度明显减小,气孔率增大。流延带干燥过程中,增塑剂可以促进粉体的重排与紧密堆积,减小颗粒迁移的阻力,可以得到致密程度更高的生料带,较多的增塑剂还可以降低浆料的粘度,提高浆料中无机粉体的体积含量,得到较大密度的生料带,同时起到作用,使流延带表面更加平滑。叠压过程(21MPa、75℃、保压10min)增大了试样的密度,75℃高于粘结剂的Tg,有机成分软化,得到更致密的试样。3#流延带具有最大的体积密度和最小的气孔率,因此将3#作为此玻璃/陶瓷最佳流延配方。压后的试样于温度精密控制的电炉中进行常压烧结。图3为硼硅酸盐玻璃/氧化铝陶瓷料的DSC曲线图。posites由图3可看出,玻璃化转变温度Tg在638.6℃附近,高于此温度,玻璃开始出现液相,当温度达到835.1℃时,玻璃开始析晶,并且在906.2℃出现一个明显的放热峰,由此可以知,玻璃从开始软化到析晶的温度区间很宽,这可以保证玻璃/陶瓷有充分的烧结致密化过程。图4为3#生料带在不同烧结温度下的XRD图。从图4也可以看出,800℃下玻璃未析晶,而850℃下出现钙长石相,与图3的差热分析相吻合,同时说明了图3差热曲线835.1℃对应的是玻璃中钙长石相的析出。为了得到致密的试样,需要抑制玻璃/陶瓷试样的析晶以及保证玻璃能够产生粘性流动,因此确立其烧成制度为2℃/min升至550℃后保温3h排除有机物,保温120min后以5℃/min快速升温至保温。ferenttemperature表3为不同配方流延的生料带烧成试样的体积密度、烧成收缩率、相对密度、介电常数与介电损耗。根据流延工艺参数分析,烧成收缩率主要与流延配方中有机物的含量与流延带的气孔率有关,1#~2#有机物的含量降低,有利于烧结收缩率减小;2#~3#增加粘结剂用量,降低了样品的气孔率,烧结收缩率随之下降;进一步提高固含量X值,烧结收缩未下降反而上升,原因是玻璃/陶瓷含量增大后,生料带中的气孔率上升明显,导致收缩增大(如4#~6#)。玻璃复合陶瓷的烧结机制属于液相烧结,玻璃产生粘性流动润湿氧化铝颗粒,排出气孔,所以不同X、Y值的流延配方烧成的试样体积密度、气孔率相当,相对密度能够达到95%以上,10MHz频率测试的相对介电常数在7.70左右,3#烧成试样介电损耗最低,达到2对基体材料与印刷金属浆料等共烧匹配而言,热膨胀系数是基板的重要指标之一,基体材料与印刷金属浆料的热膨胀系数相差大,异质材料就会在共烧过程中产生机械应力,从而造成多层电路基板的翘曲变形甚至碎裂,影响产品质量与可靠性。对3#生料带850℃烧成试样多次测试表明,25~500℃范围内玻璃/陶瓷的热膨胀系数在(7.30~7.65)×10-6/℃,达到了大面积多功能模块封装对低温共烧玻璃陶瓷材料的要求。在3#生片上印刷银电极浆料,多层热压叠合,在850℃下共烧,烧成结果如图5所示。Fig5Photographof3#greentapesco-firedwithsilverpaste可以看出,银电极与基板的匹配良好,表面平整,渗透小,无翘曲变形。

3.2微观结构分析与表征

篇6

【关键词】二硼化钛;复合材料;微波烧结;致密性

0 引言

陶瓷在高温条件下仍具有很高的硬度,但是陶瓷的脆性限制了它的应用。为了改善其性能,可采用液态金属铜(Cu)作粘结剂,促使陶瓷的硬质相致密化,从而提高陶瓷的性能。研究发现,随着Cu含量的变化,TiB2颗粒之间的孔隙逐渐被金属相填充,使其致密性、韧性、强度都得到很大的提高。

1 原位合成制备TiB2/Cu陶瓷

通过TiB2基体内部利用元素间或元素与复合相间的化学反应合成强化相。于是将Ti粉、B粉和Cu粉按Ti+2B+xCu―>TiB2+xCu反应方程式进行配料。利用球磨机在无氧条件下球磨样品粉末5h,充分混合后真空干燥。干燥后将粉末放置于压力机中,梯度增压到20MPa,保压5min后取出压片,以同样的方法分别压制3组含铜量为15%、25%和35%的样品压片,经适当的烧结制取TiB2/Cu复合材料。

2 XRD射线测试分析与总结

已知在烧结过程中,Ti、B及Cu可能会发生以下化学反应:

2Ti + O2 = 2TiO

Ti + O2 = TiO2

4Ti + 3O2 = 2Ti2O3

Ti + 2B = TiB2

Ti + B = TiB

为了确定合成产物的反应方向和最终相,对上式反应的反应自由能进行了理论计算。计算后发现在TiB2,TiB及TiCu三种可能产物中,TiB2的反应自由能最低。这说明在Ti-B-Cu体系中,TiB2是在理论上最稳定的相。根据自由能计算参考数据可知,TiCu是可以可按下式和B反应而转变为TiB2。反应式如下:

TiCu + 2B = TiB2 + Cu

通过用XRD射线测试后所得到的衍射峰的强度和衍射峰的数目可以看出,如图1所得到的XRD射线测试的峰值图,图中含有TiB2和Cu,于是可以确定,通过用原位合成的方法能够得到TiB2/Cu复合材料,根据成分配比,TiB2颗粒的体积分数应达到80%左右。这一结果基本满足要求。但同时在样品中也发现有少量TiO、TiO2、CuO、TiB等杂质,可能与烧结过程发生氧化有关。

图1 样品复合材料X射线谱

3 金相显微镜的测试与分析

通过金相显微镜的测试,我们根据3组对照实验可以发现:随着Cu含量的增加,TiB2复合材料的颗粒逐渐变小,空洞也在减少。如图2所示的3组电子扫描的图片。三组对比试验可以发现,金属确实能够改变TiB2陶瓷的致密性。

图2 3组Cu含量为15%(a)、25%(b)、35%(c)的电子扫描的图片

由图2给出的3组分别含Cu15%、25%和35%的TiB2/Cu复合陶瓷的扫描照片。其中,灰色是TiB2相,白色是Cu相,黑色是孔洞。孔洞的存在主要来源于可能是在烧结过程中杂质或单质硼(B)的挥发造成。从图中可以看出,该组织较为致密,仅有少量孔洞。同时从图中可以看出,随着Cu含量的增加,TiB2颗粒的尺寸逐渐减小。可能是随着Cu含量的增加,体系中的液相逐渐增多,抑制了TiB2颗粒的长大,另外随着Cu含量的增加,金属铜填充了陶瓷的空洞。

4 密度的测定与分析

用阿基米德排水法来测量复合材料的密度。利用浸在液体里的物体受到向上的浮力作用,浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力的原理,实现对陶瓷材料密度的测量。利用式F浮=ρ水gV排,分别计算出15%、25%和35%的陶瓷复合材料的密度是6.32g/cm3,6.54g/cm3和7.03g/cm3。根据密度测定可以发现:随着铜质量分数的增加,TiB2复合材料的密度也随之增加。同时,由密度可以得出材料的相对密度,于是根据铜质量分数不同时,材料相对密度的变化。可以看出:随着Cu含量的不断增加,致密度呈逐渐增加趋势,但是增加幅度逐渐变缓。

5 结束语

(1)将Ti粉、B粉和Cu粉按照一定的比例混合,通过原位合成的方法是能够得到一定量的TiB2/Cu陶瓷材料;

(2)在TiB2陶瓷中添加金属(Cu)粘结剂是能够改变陶瓷材料的一些性能包括致密性。

【参考文献】

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篇7

关键词:磁制冷;磁热效应;磁制冷材料

中图分类号:TM271 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)06-0135-02

1 引言

制冷业耗能占社会总耗能的15%以上。目前普遍使用的气体压缩制冷技术其卡诺循环效率最高仅为25%左右,而且气体压缩制冷中使用的气体制冷剂会破坏大气臭氧层并引起温室效应。探求无污染、绿色环保的制冷材料和研发新型低能耗、高效率的制冷技术是当今世界需要迫切解决的问题。目前,基本的人工制冷方式有以下几种。(1)液化气体制冷:利用液体气化时要吸收热量的特性,其基础是先将气体加压到其沸点以下来进行液化;(2)气体膨胀制冷:利用气体绝热膨胀来实现制冷,空气压缩机就是采用了这一方式;(3)热电制冷:利用半导体的温差特性,但它的效率极低,不能大规模应用,目前主要用在冷量需求较小的小型制冷器中;(4)化学制冷:利用有吸热效应的化学反应过程。其中,较为广泛应用的是液体气化制冷,包括蒸汽压缩式、吸收式、喷射式制冷等方式。

利用磁热效应进行制冷具有绿色环保、高效节能的特点。在热效率方面,磁制冷可以达到的理想卡诺循环的60%~70%,而气体制冷的效率一般只有20%~40%。此外,磁制冷工质的磁熵密度比气体大,制冷装置可以做得更紧凑。同时磁制冷需要的磁场只需要电磁体、超导体磁体等提供,无需压缩设备,没有运动部件的磨损问题,从而机械振动和噪声小,可靠性高,操作方便,工作周期长。气体制冷工质一般都是对环境存在污染或有毒的物质,在现代环保呼声越来越高的情况下面临挑战。因此,需要加快研究小型、无污染、高效率的新型制冷技术,磁制冷技术就是一个很好的技术解决途径。

2 磁制冷原理

磁热效应(Magnetocaloric effect,MCE)是指对磁性材料进行磁化或退磁时所产生放热或吸热的现象,其本质是材料内部的磁有序度发生改变(熵的改变),引起材料本身的吸热放热行为。磁热效应的主要应用是在磁制冷方面。与传统的气体压缩膨胀制冷过程非常相似,磁致冷也有类似的制冷原理。由于磁制冷技术采用磁性材料,对周围环境没有污染。而且,在热效率方面,磁制冷技术也远高于目前普遍使用的气体压缩制冷技术。对于当今社会,绿色高效的磁制冷技术有着十分广阔的应用前景。

3 磁制冷循环

磁制冷技术是依靠一套完整的热力学循环来实现的。常见的磁制冷循环主要是以下3种。

(1)卡诺循环。由两个等温过程和两个绝热过程组成。主要用作低温磁制冷循环。磁工质通常为顺磁盐。这种循环结构简单,效率较高。不足之处在于制冷温区较小,需要较高的外场,并且外场操作比较复杂。

(2)埃里克森循环。由两个等磁场过程和连个等温过程组成。这种循环可以用作较大的制冷温区(>20K)。效率略低于卡诺循环。该循环要求蓄冷器具有较高的热传导性,对外部热交换器的热接触要求较高,相应的磁制冷机结构复杂。

(3)布雷顿循环。由两个等熵过程和两个等磁场过程组成。该循环制冷温跨可实现最大化,并且可以使用不同大小的磁场。同时,对蓄冷器的热传导性要求很高,也需要外部热交换器。4磁制冷材料

由于磁制冷技术具有绿色环保、高效节能、稳定可靠的特点,近些年来已经引起世界范围的广泛关注。美国、中国、荷兰、日本相继发现的几类室温乃至高温区巨磁热材料大大推动了人们对绿色环保磁制冷技术的期待,例如:Gd-Si-Ge、LaCaMnO3、Ni-Mn-Ga、La(Fe,Si)13基化合物、MnAs基化合物等。这些新型巨磁热效应材料的共同特点是磁熵变均高于传统室温磁制冷材料Gd,相变性质为一级,并且多数呈现强烈的磁晶耦合特点,磁相变伴随显著的晶体结构相变的发生。这些新型材料还表现出不同的材料特点,例如,美国Ames国家实验室于1997年发现的Gd5(Si2Ge2)合金具有巨大磁热效应,绝热温变AT高于单质稀土Gd的30%,磁熵变高于Gd的100%。但是这类材料在合成过程中往往需要对原材料Gd进一步提纯,通常商业购买的Gd纯度为95~98at.%(原子比),价格200美元/公斤,用商业纯度Gd制备的Gd5(Si2Ge2)合金不具有巨磁热效应。如果将原材料Gd提纯至≥99.8at.%(原子比)所合成出的Gd5(Si2Ge2)方表现出巨磁热效应,而纯度至≥99.8at.%的Gd的价格为4000美元/kg,大大增加了材料的制备成本。研究还表明,原材料中杂质的存在(如0.43at.%C,0.43at.%N,1.83at.%O)或者引入少量C元素均会使Gds(Si2Ge2)的一级相变特征消失,巨磁热效应也随之消失。另外几类新材料中,MnAs基化合物原材料有毒,NiMn基Heu-sler合金具有滞后损耗大的特点等等。

近10多年来发现的几类新材料中,目前被国际上广泛接受、最有可能实现高温乃至室温区磁制冷应用的是La(Fe,Si)13基化合物,该合金具有原材料价格低廉,相变温度、相变性质、滞后损耗可随组分调节等特点,室温附近磁熵变高于Gd的一倍。多个国家的单位、实验室纷纷将La(Fe,Si)13基磁制冷材料用于样机试验,例如:2006年,美国国家航天技术中心首次将La(Fe,Si)13基材料用于样机试验,初步结果证明其制冷能力优于Gd,进一步地,该公司于2010年的最新样机试验结果证明:La(Fe,Si)13基材料的室温制冷能力可达到Gd的2倍。

La(Fe,Si)13基化合物在制备过程中稀土原材料均使用商业化的单质元素。人们知道,地壳中含有丰富的La、Ce稀土元素,Ce元素丰度最高、其次是Y、Nd、La等,并且许多稀土矿石的天然成分是La为20%~30%、Ce为40%~60%及其它稀土和非稀土混合物。提纯过程中获得约1:2比例的LaCe合金比分别获得单质的La和Ce要容易得多。商业化LaCe合金的价格也比商业化单质元素La、Ce便宜许多。如果能以商业化的LaCe合金作为原材料,制备出具有NaZn13结构的巨磁热La(Fe,Si)13基化合物,对于开发材料的磁制冷应用将具有重要实际意义。

篇8

关键词:延时再次空气灌肠复位术;小儿肠套叠;临床观察

    肠套叠是指人体肠管中的一部分套入了另一部分之中,从而导致的肠梗阻问题,也是临床上较为常见的一种急腹症。临床上较为常见的肠套叠类型为回肠末段的肠管套入结肠中所形成的回结型肠套叠[1-2]。肠套叠主要分为慢性和急性两种,小儿肠套叠多属于急性发作,若肠套叠发病时间过长会严重影响小儿的血液循环,进而导致肠坏死,对小儿的生命造成威胁。 1 资料与方法

1.1  一般资料:选取我院2010年1月~2011年1月收治的110例小儿肠套叠患者为试验对象,男62例,女48例,年龄7~67个月,平均(36.3±4.2)个月。患者从发病到入院接受治疗的时间间隔3~87 h,平均(44.5±2.1)h。将患者以发病到入院治疗的时间间隔为依据划分为三组:A组患儿时间间隔在12 h之内,共48例,占40%;B组患儿时间间隔在12~24 h之间,共42例,占35%;C组患儿时间间隔在24 h以上,共20例,占25%。

1.2  治疗方法:所有患儿均在数字胃肠机的监控下,接受空气灌肠复位术治疗,具体治疗方法为:首先检查患儿是否存在休克或腹膜炎等空气灌肠禁忌证。对于无禁忌证的患者,在实施灌肠治疗前,先进行0.5 mg/kg盐酸哌替啶的肌内注射,以起到镇静的效果。在患儿直肠内插入18 F的Foley导管,同时将15 ml的气体注入球囊内,从而达到扩张球囊的效果,避免Foley导管和气体从处泄露。将起初的气体压力控制在8 kPa左右,若患儿出现肠套叠问题,则套入肠管会在局部产生软组织密度影,向充气结肠的远侧突出,使得充气结肠上端出现杯口征。这时,将气压升至13 kPa左右,但要控制在15 kPa之下。若复位操作过程不顺利,则可进行间歇性注气法,同时进行腹部包块按摩。如腹部团块全部消除,则可视为肠套叠复位成功,在气体灌入三个回肠以上时,患儿便能够安然入睡。

1.3  统计学处理:使用SPSS 17.0软件对数据进行统计学分析,用χ2检验两组患者之间数据资料,以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

    经过治疗,两组患者临床症状都有所缓解,其中,A组患者的治疗有效率为96%,B组患者的治疗有效率为90%,C组患者的治疗有效率为80%。A组、B组患者的总成功率相比C组均显著提高,差异有统计学意义(P<0.05);A组与B组患者总成功率相比,差异无统计学意义(P>0.05)。详见表1。

表1  三组患者的临床治疗效果对比分析(%)

组别

例数

空气灌肠成功率

初次灌肠

再次灌肠

三次灌肠

总成功率

A组

48

44

33

19

96①

B组

42

42

29

19

90①

C组

20

40

25

15

80

注:与C组比较,①P<0.05

3 讨论

    肠套叠是临床上较为常见的一种小儿肠梗阻疾病,其主要的发病年龄集中在2岁以内的儿童,发病率约为80%左右。肠套叠的主要原因在于儿童回盲部分较为游离,肠蠕动会发生异常,因而常导致肠功能失调。小儿肠套叠的临床症状主要表现为呕吐、腹部肿块、血便、阵发性腹痛等。小儿肠套叠若进行及时的钡剂或空气灌肠复位,则该疾病的临床诊断和治疗并不十分困难,关键在于把握好临床治疗的时机,并使用恰当的临床治疗方法,这样能够有效提高小儿肠套叠的临床治愈率,降低并发症的发生几率。通常情况下,小儿肠套叠以空气灌肠作为主要的临床诊断和治疗方法[3-4]。

    本次试验结果表明,延时再次空气灌肠复位术治疗小儿肠套叠具有显著的临床治疗效果,能够有效缓解患儿的各项临床症状,且能够巩固空气灌肠复位术的临床治疗效果,并提高临床治疗的成功率,具有较高的临床推广和使用价值。

4 参考文献

[1] 周光礼.空气灌肠复位术诊断与治疗小儿肠套叠[J].中国实用医刊,2010,37(1):87.

[2] 毛东良.空气灌肠复位术治疗小儿肠套叠312例临床分析[J].航空航天医药,2010,21(12):2204.

篇9

关键字:膝骨性关节炎,针刺,温针灸

膝骨性关节炎(Knee osteoarthritis KOA)又称退行性膝骨关节炎,常见于中老年人群中,特别是女性肥胖者或体力劳动者,是比较难治疗的一种骨性关节病。临床的主要表现为疼痛,尤其在关节负重时,如下蹲起立时或上下楼时膝关节酸痛胀。其发病机制尚未完全清楚,一般认为与年龄和关节软骨长期磨损所致,也可由物理应力损伤软骨细胞,导致了酶的释放,随后基质遭到破坏,或物理应力直接损坏胶原结构所致[1]。随着我国人口老龄化,退行性膝关节炎的发病率也在日益增加。因此,有效的防治、降低复发率,不仅可以提高中老年人的生活质量,也可以减轻家庭和社会的经济负担。笔者在临床实习期间,针刺配合温针灸治疗膝骨性关节炎1例,效果显著,现报道如下:

患者桑某某,女,60岁,山东济南人。因双膝乏力、疼痛行走困难2年,于2013年12月就诊针灸科。两周前由于受寒出现双膝关节疼痛,按压疼痛加剧,入夜更甚;劳累或长时间活动、天气变化时明显加重。遇寒痛增,得热稍减;关节无灼热,伴关节僵硬,以晨起及座位站起时明显,活动后可缓解。舌淡,苔白,脉沉细缓。X线摄片检查:示关节面不规则,关节间隙狭窄,软骨下骨质硬化,以及边缘唇样改变,骨赘形成。查体:膝关节周围压痛(+),关节活动可闻及响声。西医诊断:双膝骨性关节炎。中医诊断:骨痹(阳虚寒凝)

治疗:令患者仰卧位,在患侧膝关节窝处垫一软垫使膝关节屈曲,所选穴位常规消毒,选用规格0.30×40mm(1.5寸)针,鹤顶、梁丘、血海、阳陵泉、阴陵泉、足三里、三阴交直刺1~1.2寸;内膝眼向外上方成45°角斜刺1~1.2寸,外膝眼向内上方成45°角斜刺1~1.2寸。诸穴均快速刺入皮肤后行平补平泻手法得气。行针得气后,内外膝眼加温针灸(将艾条切成2cm的艾柱,置于针柄上,每穴3壮)。留针期间用 TDP 照射治疗仪照射局部。针刺1天1次,温针灸隔天1次,10天1疗程。经上述方法治疗两个疗程后患者双膝关节疼痛基本消失,上下楼梯无明显不适,晨僵现象消失,膝关节周围压痛(-),关节活动未闻及响声。随访2月患者自诉双膝关节无明显疼痛,活动正常,生活质量大幅度提升。

按:本病在中医中属于“骨痹”、“痛痹”、“筋痹”、 “鹤膝风”等范畴。《黄帝内经》首次提出了痹症的病名,《素问・痹论》曰:“风寒湿三气杂至,合而为痹。”《素问长刺节论》云:“病在骨,骨重不可举,骨髓酸痛,寒气至,名骨痹。”《素问痹论》云:“痹在骨则重,在脉血凝而不流,在筋则屈不伸。”“骨痹”病在关节筋骨,其发病是诸多因素作用于关节所致,本虚标实是其基本的病理表现。肾虚为本,痰瘀互结、邪(风、寒、湿)滞经络为标。所以治疗应以祛风散寒,温经通络,除痹止痛为原则。关于治疗穴位的选择大多以病变局部取穴为主,配合循经远道取穴,以达到舒筋通络,除痹止痛的作用。

犊鼻又称外膝眼,属于足阳明胃经的穴位,内膝眼属于经外奇穴,二穴均为治疗膝痛的常用穴。《针灸集成》谓膝眼主治膝冷痛不已;《针灸资生经》言治膝及膝下病、膝髌痈肿。梁丘,足三里,为足阳明胃经输穴,胃经循行“抵伏兔,下入膝腆中”,取此二穴可通经活络、消肿止痛,善治膝部疼痛。《针灸大成》云:“梁丘丰膝脚腰痛,冷痹不仁,跪难屈伸”;且阳明经多气多血,足三里为阳明经合穴,为补虚保健要穴,可补益气血。三阴交为足三阴经交会穴,取之可疏肝止痛、健脾除湿、强肾键骨,正如《针灸甲乙经》云:“胫痛不能久立,湿痹不能行,三阴交主之”。阳陵泉属于足少阳胆经的合穴,八会穴中的筋会,筋脉、筋气汇聚之处。《针灸甲乙经》曰:“筋急,阳陵泉主之。”《马丹阳天星十二穴歌》曰:“阳陵居膝下,外廉一寸中,膝肿并麻木,冷痹及偏风,举足不能起,坐卧似衰翁,针入六分止,神功妙不同。”鹤顶穴为经外奇穴“屈膝,在膝上部,髌底的上方凹陷处”位于膝部,具有缓解膝部的疼痛,疏通局部的经络之功效。诸穴合用可以达到运行气血,舒经活络,消肿止痛之功。

温针灸又名针上加灸、针柄灸、烧针尾、传热灸,是毫针针刺与艾灸相结合应用的一种方法。《针灸聚英》温针条载:“王节斋曰,近有为针者,乃楚人之法。其法针于穴,以香白芷作圆饼,套针上,以艾蒸温之,多以取效。”所以温针灸既有针刺的通调作用,又有温散作用,充分发挥了温经散寒,祛风除湿,行气活血,消肿止痛的效能。现代研究[2]发现,艾灸时产生近远两种红外线辐射,分别作用于机体深层组织和表浅部位,产生深层消炎和温热效应。温针灸时通过针身、针柄将热量更好地传导入深层肌肉组织、筋骨等发挥良性调节作用。

参考文献:

篇10

关键词:陶瓷装饰;喷墨打印;陶瓷墨水;分散法;溶胶-凝胶法;反相微乳液法;过渡金属配合物

1 前 言

陶瓷装饰采用喷墨打印的原理为:将着色剂制成多色墨水,通过喷墨打印的方式将其直接打印到陶瓷表面上,烧成产品后能稳定发色[1~2]。喷墨打印技术与现有的陶瓷装饰手段相比,具有如下优点[3~10]:第一,产品逼真细腻,可以获得比常规瓷砖更丰富的纹理变化;第二,能够实现个性化设计与制造。喷墨印刷只需在电脑上输入设计图案就可以运行,有利于多种图案小批量的陶瓷制品生产;第三,喷墨打印无需接触坯体,可降低瓷砖破损率;第四,在瓷砖立体造型面上,尤其是各种凹凸浮面砖和斜角面上,可以印刷出更逼真的仿油画、仿树皮、仿木纹、仿高档岩石陶瓷砖等产品。

目前,国外许多色釉料公司已掌握喷墨打印这一领域的核心技术,并应用到陶瓷装饰行业中,如美国的福禄(Ferro),西班牙的陶丽西(Torrecid)、伊比利亚(Chimigraf Ibérica SL),意大利的爱斯玛格拉斯(Esmaglass)、卡罗罗比(Colorobbia)。国内的一些企业也研制出了陶瓷喷墨墨水,但在稳定性、发色效果及喷墨打印机兼容性等方面还有待进一步提升。

采用连续喷墨打印的陶瓷墨水必须满足其基本的性能要求[1]。陶瓷墨水是由着色剂分散在液体载体里所形成的多相液体流体。喷嘴里流体的速度较高,大约为20m/s;孔径较小;剪切速率较高,大约500s-1。分散体中的颗粒尺寸应尽可能小,以防止沉淀出生。否则,会导致喷头堵塞。为了使其达到足够的发色强度,在不影响其他参数的情况下,墨水中颜料的含量尽可能高些。

2 陶瓷墨水的制备工艺

陶瓷喷墨墨水常用的制备方法有分散法、溶胶-凝胶法、反相微乳液法,但也可以采用过渡金属配合物溶于水、过渡金属配合物溶于有机溶剂等方法。

2.1分散法

分散法是将着色剂粉末与溶剂、分散介质等成分混合后,采用球磨和超声波来进行分散,最终获得稳定的悬浮液[11]。分散法制备简单,但需要将陶瓷色料磨成亚微米颗粒,并均匀分散在墨水中。细度越细,所需能量越大,很难控制颗粒的粒度分布。此外,研磨不仅会引入污染物,而且会影响晶体结构,最后会影响到产品的发色效果。原料颗粒趋向于产生棱角分明的形状,导致流变性能下降和容易发生磨损[1]。

柯林刚等[12]先将分散剂NNO溶解于水中,然后加入一定配比的聚羧酸类化合物混合,再加入无机颜料和1, 2-丙二醇、二甘醇等助剂,充分搅拌、混合,最后加入锆珠进行研磨、离心、过滤,最终获得陶瓷表面装饰墨水。

张翼、黄小芬于2009年申请了陶瓷喷墨打印用棕色颜料及其制备方法[13]、陶瓷喷墨打印用黑色颜料及其制备方法[14]和陶瓷喷墨打印用锆铁红色颜料的制备方法[15]的专利。棕色陶瓷颜料的原料包括:CuO 0~10%、Cr2O3 10%~30%、A12O3 20%~40%、SiO2 0~10%、Fe2O3 20%~40%、ZnO 20%~40%。将原料细化并混合均匀,经1100~1300℃煅烧,通过超微细化处理,分离超微细化粉体得到成品。黑色陶瓷颜料的原料包括:ZrO2 0~5%、Cr2O3 30%~50%、Fe2O3 20%~40%、CuO 0~10%、Co2O3 10%~30%、 NiO 10%~20%。将原料细化并混合均匀,经1100~1300℃煅烧,通过超微细化处理,分离超微细化粉体得到成品。锆铁红色颜料的原料及添加比例为:硅源l mol、氧氯化锆1~1.2 mol、纳米氧化铁0.03~0.3 mo1、矿化剂 6~7 g,加水配成混合液。经喷雾干燥造粒,煅烧温度为900~1100℃、漂洗、烘干、粉碎,得到产品。获得的三种产品的悬浮性和着色力更高,符合喷墨打印油墨的要求。在仿古砖釉面或透明釉下具有高温稳定性,其发色鲜艳,装饰效果好。

王双喜等[16]于2010年申请了一种Mn-Al红陶瓷色料的制备方法的专利。该发明分别以硝酸锰和硝酸铝为原料,乙酸铵等为有机燃烧剂,以无水氯化钙、氟化钠、氯化钠、硼砂、碳酸钙和磷酸铵中的一种或一种以上为矿化剂,通过燃烧法合成工艺,得到Mn-Al红陶瓷色料。该发明制得的Mn-Al红陶瓷色料粒径分布窄、呈色稳定,可用于喷墨打印装饰用陶瓷墨水的制备。

2.2溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法(Sol-Gel)[17]以无机物或金属醇盐作为前驱体,在液相中将原料混合均匀,并发生水解、缩合化学反应,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,溶胶经陈化,胶粒间缓慢聚合,形成三维空间网络结构,网络间充满了失去流动性的溶剂,形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米级结构的材料。该方法用于制备陶瓷墨水时,只利用溶胶的制备这一步骤[12]。溶胶凝胶法和分散法最大的区别在于溶胶墨水只包含颜料的前躯体而非陶瓷颜料本身。首先,水以液滴干燥的方式通过蒸发失去,凝胶阶段趋向于使墨水中不同陶瓷组分相互隔离。溶胶表现出许多适合制备陶瓷喷墨打印墨水的性能,克服了由传统颜料研磨成亚微米尺寸制备陶瓷墨水所带来的问题。溶胶墨水在打印阶段并不显现出最终的颜色。溶胶-凝胶法虽然可以获得分散性良好、稳定性高的陶瓷墨水,但是长期放置会出现沉降现象。

郭艳杰等[12]采用Sol-Gel法制备了含四种不同陶瓷颜色,并适合于连续式喷墨打印用的墨水。青色陶瓷墨水溶胶液:首先,用异丙醇铝水解制备氧化铝溶胶,在电磁的搅拌下,按比例依次往氧化铝溶胶中滴入氯化镍和硼酸溶液制得稳定的青色陶瓷墨水溶胶液。品红色陶瓷墨水溶胶液:在电磁搅拌下,按比例依次往氯化铝溶胶中滴入硝酸锌、硝酸铬和硼酸溶液,制得稳定的品红色陶瓷墨水溶胶液。黄色陶瓷墨水溶胶液:在玻璃容器中加入ZrOCl2・6H2O的水溶液,将该容器置于70℃的水浴中,在电磁搅拌下加入规定量的混有HNO3的NH4VO3溶液,用氨水将混合液调至pH=4,制得稳定的黄色陶瓷墨水溶胶液。黑色陶瓷墨水溶胶液:将NaOH溶液滴入强力搅拌的FeCl3溶液中,得到氢氧化铁溶胶,在电磁搅拌下加入定量的氯化钴溶液,制备成稳定的品黑色陶瓷墨水溶胶液。把这四种溶胶按一定比例混合均匀,然后加入适量的表面活性剂、粘结剂和导电盐,最后获得彩色陶瓷墨水。