中国粉体网讯 每一片美丽的瓷器都彰显着中华儿女的勤劳与智慧，它们是中华文明璀璨历史的见证，是古老先民对美好生活的向往与追求。中国作为陶瓷之乡，瓷器文化在几千年的历史演变中对世界文明的形成与发展产生了重大而深远的影响。即使是现代化飞速发展的今天，瓷器依然作为一种传递美与智慧的文化代表，向世界展示着中华民族博大精深的文化底蕴。作为瓷器文化的传承者与创新者，景德镇陶瓷大学研究生院副院长、博士生导师、教授常启兵，正在用自己的匠心和匠艺助推中国瓷器文化走向更加广阔的舞台。
执着创新，让中国红在中国瓷器上熠熠生辉
景德镇陶瓷大学是中国唯一一所以陶瓷为特色的高等学校，这里为众多瓷器科研工作者提供了广阔的施展空间，常启兵就是其中之一。作为江西省“5511”优势科技创新团队项目负责人，他不仅是江西省“井冈学者”特聘教授，还入选江西省百千万人才工程，是江西省青年科学家培养对象。他不是一位瓷器制作者，却在用科技力量支撑着千年瓷器文化的发展和创新。
自2009年博士后出站后，常启兵便不断发现当前瓷器发展过程中的技术瓶颈，并进行攻关，将中国红融入到瓷器中便是其中之一。
众所周知，中国人对红色有着独特的情感，到大红喜字，从我们的国旗，红色已经成为了中国一种极具代表性的色彩，许多陶瓷制品会以红色为主色调呈现。然而，从古代的土法颜料，到现代的陶瓷色料，一代代中国人努力地将红色凝固在喜欢的瓷器上，却因受到诸多条件的限制，始终存在种种不理想的制约因素。虽然人工合成的镉硒红色料在陶瓷上可呈现纯正鲜艳的大红色调，但缺点是耐温性极差，高于800℃便会分解并变黑，使其应用受到限制。将锆英石包裹镉硒红色料之后，虽克服了高温，但其颗粒粒径较大，呈色强度较低。
随着喷墨打印技术成为当前建筑陶瓷装饰技术的主流，将大红色陶瓷色料应用于喷墨打印中也成为必然。然而其它颜色均顺利研发，但大红色料存在世界性难题。为提升分辨率，陶瓷喷墨打印机的喷头孔径非常细小，一般只有40μm。这要求粉体粒径小于2μm才能避免粉体堵塞喷头。而包裹大红色料一般在5~10μm，无法满足要求。若加以研磨，则会破坏硅酸锆包裹层，色料颜色变浅直至失色。这让大红墨水的研发被诸多关键技术难题阻碍，成为一个世界性难题。
常启兵不相信世界上存在永远解不开的难题，为了让民族的底色永久留存在陶瓷制品上，他与广东宏宇集团通力合作，开始了长期而艰难的科研攻关，希望找到新的方法和思路，让中国红和中国瓷器的融合成为一道亮丽的风景线。
功夫不负有心人，在常启兵及其团队的不懈努力下，一种用于高温大红色喷墨墨水制备的色料及熔剂配方被研发而成，经过高温（1080℃～1230℃）煅烧后，色料的大红色发色纯正、鲜艳夺目。同时，他们研发出高稳定性的陶瓷装饰用高温大红色喷墨墨水，该墨水可与其他颜色的墨水配合使用，符合当前喷墨打印机对墨水的性能要求，墨水即使静置30天，也不会有沉淀，不会堵塞喷头。相关技术经广东省科技厅鉴定为国际先进水平。
以此为基础，广东宏宇集团开发出了以高温大红色喷墨墨水为红色基元色的陶瓷砖产品，其质量优于原有的红色墨水的打印效果，使陶瓷产品表面装饰的颜色更加鲜艳，接近于自然的原色，色彩范围更为宽广，且关键的放射性指标也达到国家标准的要求，受到了众多消费者的青睐，为企业新增销售收入17375万元，新增税收884万元，经济效益和社会效益显著。
十年磨剑，开创分离膜技术应用新途径
进入21世纪以来，欧美和日本等发达国家在高新技术研发领域投入了大量的人力、物力和财力，用于水处理的高性能陶瓷分离膜技术便是其中之一。我国膜产业在新世纪也有了长足发展，据中国膜工业协会预计，“十三五”期间我国膜产业市场以20%以上的速度递增，2020年，膜市场规模将超过5000亿元，市场前景非常广阔。
为了在这场创新“竞技赛”中不落人后，常启兵自2005年开始就积极参与到加快膜产业核心技术和关键设备的重点突破与产业化的队伍中，并且一干就是10余年。这期间，他尝尽了实验失败带来的艰辛滋味，却最终守得云开见月明，不仅成功地突破了理论限制，并经过工程实践，形成了一套具有自主知识产权的用于水处理的高性能陶瓷分离膜的制备与应用技术。
在项目研究中，常启兵采用了优化颗粒级配，利用纳米颗粒作为助烧结剂，以粉体表面修饰技术获得高稳定的陶瓷浆料，通过1200㎡陶瓷膜中试线的验证，全部采用国产原料，所生产的陶瓷膜在孔隙率、强度、渗透通量和膜孔径分布等多项性能达到世界先进技术水平。针对特定的应用体系，发展出亲水性纳米氧化物涂层、憎水性有机涂层以及高电导的氧化石墨烯修饰改性陶瓷膜修饰技术，利用涂层的特殊表面，在改善修饰陶瓷微滤膜渗透通量的同时，也提高了膜渗透选择性。在电场辅助下，表面荷电的石墨烯修饰陶瓷微滤膜还具有脱盐性能，形成了独有的陶瓷膜表面修饰改性技术。将陶瓷膜的表面修饰技术、高效陶瓷膜组件技术、陶瓷膜设备自动化技术等进行技术集成，设计出高效节能、适应性强的陶瓷膜过滤设备，过滤通量提高了20%～30%，打破了以往微滤膜不能进行高效含油废水处理的技术壁垒。
目前，相关技术已经实现了产业化应用，仅在2016—2018两年间，便为企业新增销售额1720万元，新增税收292万元。凭借其创新性，该项目荣获2016年由中国科学技术协会主办的全国科技工作者创新创业大赛金奖。对此，常启兵倍感欣慰，同时也深知自己的创新之路还远远未完，持续为企业开发新的陶瓷膜产品，满足更多应用需求成为自己的历史责任。
科艺结合，让艺术殿堂生机勃勃
瓷泥是陶瓷成型的基础，传统陶瓷泥料主要是利用组分中的黏性原料实现泥料的塑性，然而，传统陶泥料大多存在易干燥开裂、延展性不强、塑性加工性能不佳等问题，这导致以传统泥料为基础的陶瓷制品造型比较单一。为让陶瓷艺术再现新的光彩，常启兵带领团队通过合理添加塑性剂、润滑剂、保湿剂等，开发出了高薄、高透的瓷泥。
所开发出的瓷泥有三大特点：一是高薄、高透，泥料可碾压至0.1mm，这是传统陶瓷泥料无法企及的，大幅增加了陶瓷的透光性，因此可设计出各类光影陶瓷艺术品；二是高柔韧性，可随意折叠、编织且不开裂，可用于陶瓷衍纸、陶瓷编制等艺术陶瓷；三是适于批量加工，可通过辊轧、冲压、模压等方式批量制备陶瓷工艺品，让陶瓷艺术满足日常生活需求。为设计开发各类光影陶瓷艺术品而提供了必须的材质基础。正是由于突破了陶瓷产品成型的关键问题，结合陶瓷大学深厚的陶瓷文化底蕴，如今，常启兵的办公室摆放着众多赏心悦目的陶瓷工艺品，在灯光映衬下，美轮美奂。
项目期间，常启兵还将相关技术应用于氧化锆陶瓷上，通过泥料优异的可塑性，研发出可以满足5G通讯使用的手机陶瓷背板，实现曲面手机陶瓷背板的一体化成型，将能有效简化现有的工艺流程，降低制备成本。基于在此方面的技术开发，常启兵带领团队所提出的“手机陶瓷背板一体化成型工艺开发”，荣获了“儒乐杯”2018年江西省青年科技创新项目大赛创意组优秀奖，为相关企业带来了丰厚的经济收益。
创新不止，让传统陶瓷材料插上高新技术翅膀
正如办公系统中激光打印取代喷墨打印一样，激光陶瓷打印技术是下一代的陶瓷装饰技术。在这新的技术面前，我国与其他陶瓷强国处于同一起跑线上。为此，常启兵希望我国陶瓷装饰技术能够实现突破而处于世界前列。为此，他采用多种先进技术手段，开发了多种新型陶瓷色料。例如开发出喷雾燃烧法、介孔塌陷法、碳酸锆铵分解法等多种方法，制备出了ZrSiO4包裹炭黑色料，目测呈明显的黑色，粒径合适，无须后续处理，可直接应用于釉料中，色料为环保材质，对人体健康无害，价格相对低廉，可以替代现有黑色色料，具有较好的经济效益。
采用微乳液-水热合成海胆状的超细蓝色超细CoAl2O4色料，溶胶-凝胶-微乳液法制备黄色Pr-ZrSiO4色料，有机物辅助燃烧控制红色YAl1-xCrxO3色料，以及溶胶-凝胶-喷雾法制备C@ZrSiO4色料等等，相关研究获得2项国家自然科学基金资助，授权发明专利10余项，这为陶瓷激光打印技术奠定了物质基础。为获取可靠性、色彩更丰富的激光打印用陶瓷色料，常启兵计划解决激光打印用陶瓷色料固态流动性问题，关键影响因素为球形超细陶瓷色料的微-纳结构的形成过程。
为获得球形超细粉的微-纳结构，拟采用硬微乳液法制备超细色料。前期的实验已制备出Pr-ZrSiO4粉体，尽管粒径较大，但其表面已经初步具有所预期的微-纳结构，还需进一步根据表面修饰分子的要求，继续调整微-纳结构。超细陶瓷色粉的流动性直接会影响激光陶瓷打印系统的自动供料、图案中颗粒堆积和分布以及余料的回收等过程，进而影响图案的完整性和分辨率。采用浸涂法在超细陶瓷色料表面接枝具有憎水效果的光敏树脂单体，进行憎水性和紫外光敏性表面修饰。通过研究超细陶瓷色料的粒径、空气湿度、静电场强度等对表面修饰前后超细陶瓷色料的安息角、堆积密度和静电吸附量的影响，来认识影响超细陶瓷色粉的固态流动性的关键因素。相信通过这些研究，常启兵一定能突破陶瓷激光打印的屏障，实现技术和产业化的突破。
产学研融合，让技术为企业盈利保驾护航
常启兵秉承“技术为行业服务”思想，带领团队先后与广东宏宇集团、江西金环颜料有限公司、江西八六三实业有限公司、江西冠亿研磨股份有限公司等7家企业建立长期技术合作和科技服务，促进企业技术升级。在高性能陶瓷膜修饰及产业化制备相关技术研发过程中，共获授权发明专利16项。以这些专利技术作为技术入股，联合创办了重庆兀盾纳米材料有限公司，公司注册资金2000万元，主要生产陶瓷膜及其膜装备。
利用陶瓷膜技术为江西八六三实业有限公司开发出小蜂窝陶瓷，2016—2018年期间，新增销售1720万元，新增税收292.4万元。高塑性泥料技术已应用于江西宜美陶瓷文化发展有限公司，新增利润380万元，税收47万元。依托相关技术，“手机陶瓷背板一体化成型工艺开发”获得“儒乐杯”2018年江西省青年科技创新项目大赛创意组优秀奖，获2016年中国科学技术协会主办的全国科技工作者创新创业大赛金奖（江西省唯一的金奖，全国共计30项）。2019年，常启兵荣获产学研合作促进奖，以奖励他在推动政产学研用协同创新工作，以及在营造产学研合作的创新体系过程中做出的突出贡献。
科研反哺教学，让科研的种子在学生心中生根发芽
作为一位老师，他深知自己的基本职责是教书育人，但他更知道将知识与实践相融合，让学生在学习中不断提升创新能力，才是培育人才的真正目标。
在教学过程中，常启兵时刻关注学生的变化，他觉得老师上课就像是在表演，想要吸引学生，就必须了解学生在想什么，从而利用自己对问题的理解以通俗易懂的形式讲给学生。课堂之外，他总是积极引导学生开展科技创新活动，将科研的种子播撒到学生的心中。为了迎接祖国70周年华诞，常启兵带领2019级博士研究生班以具有中国文化特色的陶瓷作为媒介创作了《中国疆域图》，向祖国生日献礼。
在经过18天的紧张工作之后，当华北、华南、华中、华东与东三省、西北、西南、海南、港澳台以及南海九段线最终拼合为一体时，一件尺寸为1.4m见方的宏伟中国版图呈现在老师和同学们面前，大家都心潮澎湃，激动不已！这是以学校自主研发的高性能陶瓷泥料——纤维瓷泥为主要原材料，运用衍纸工艺将8种颜色的泥片进行揉卷、捏塑、拼贴等手法创作而成，利用泥料超高的柔韧性、可塑性勾勒出完整流畅的祖国疆域及海岸线，不但表达对伟大祖国的美好祝福，还彰显出学校在专业上的突破和创新。
正是由于在教学和科研上始终走在时代的前沿，常启兵赢得了属于自己的荣誉，被学校评为“优秀教师”和“教书育人”先进个人称号，2018年获得省级教学成果二等奖，2018年获得教育部评选出的“优秀创新创业导师”称号。在担任着学校“互联网+”大学生创新创业大赛指导老师期间，他所指导的《心想瓷成——陶瓷3D打印》获得2016年全国“互联网+”大学生创新创业大赛银奖和最佳人气奖。《用于水处理的高性能陶瓷膜》和《瓷情瓷景——陶瓷光影文化》获得全国“互联网+”大学生创新创业大赛铜奖。
但是常启兵也知道，对学生的未来来说，这些还远远不够，只有更多的深入到实践中，才能为未来打下坚实根基。于是，他凭借着自己对行业发展的敏锐洞察力，将带领更多的学生融入到科研中去，同时进一步推广应用，实现产业化发展。
天行健，君子以自强不息。常启兵始终在攻坚克难的道路上砥砺前行。他未雨绸缪，将困难想象在实践的前面，通过自己的科研攻关将难题一一化解；他一路驰骋，在陶瓷大学所提供的宽广科研平台上，不排斥点滴的成功，不惧怕成批的障碍，将祖国千百年流传下来的国粹踵事增华。（撰稿：舒铭泽 江 珊 舒 鹏）
（中国粉体网编辑整理/平安）
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