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[關鍵詞]納米SrTiO3；包覆；介電常數；介電損耗
中圖分類號：TS980.3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）16-0400-01
1.引言
由于納米SrTiO3具有極大比表面能和表面積，極易團聚，因此制約其納米材料的優異性能，而且SrTiO3基陶瓷材料也存在著不足，如SrTiO3電容器在高溫高壓領域中晶界勢壘會減弱，導致漏電流增大[1]。為了克服這些缺點，科研工作這對SrTiO3基陶瓷進行改性。目前，其改性方法主要表面包覆改性[2，3]和摻雜[4]兩種。而傳統摻雜改性的方法是將摻雜后的SrTiO3粉體經球磨、混合、成型和燒結而實現，但這種方法很難充分混合，化學計量難以控制。因此，本工作研究采用非均勻形核法在納米SrTiO3基陶瓷粉體表面包覆MgO，以改善其性能。
2.實驗過程
以CH3（CH2）11SO4Na作為分散劑，將通過溶膠-水熱法自制的納米SrTiO3制備成穩定的懸浮液；然后加入MgCl2?6H2O作為包覆物，磁力攪拌30min，包覆物的量分別為：1mol%、3mol%、5mol%、10mol%；加入適量KOH溶液，經洗滌、干燥、800℃煅燒后即可得包覆SrTiO3末樣品，再在1320℃下造粒燒結2h，最后制成MgO包覆SrTO3基復合陶瓷。
3.結果和討論
3.1 MgO包覆納米SrTiO3基復合陶瓷的XRD分析
將燒結好的陶瓷樣品，用日本理學Rigaku D/Max 2500V型的X射線粉末衍射儀對樣品進行測試。如圖1所示XRD圖譜分析的結果。隨著包覆量的增大，可以看到圖中做標記的地方出現雜峰，對皮PDF標準卡片可以知道，雜峰為MgO。說明在高溫燒結后樣品只存在SrTiO3和MgO兩個相。第二相MgO相在SrTiO3晶界析出，形成第二相MgO，最終形SrTiO3陶瓷基相的包覆相，符合我們的預期。
3.2 MgO包覆納米SrTiO3基復合陶瓷的介電性能分析
3.2.1介電常數ε的變化
由圖2中左圖的曲線可以看出，隨著MgO包覆量增加，SrTiO3基包覆陶瓷介電常數一直減小，其原因是：MgO的相對介電常數只有10左右，而室溫下純SrTiO3的介電常數為300，根據復合效應，MgO包覆量的增加必然會導致SrTiO3基包覆型復合陶瓷介電常數的降低。同時，隨著氧空位的增加將會破壞Ti-O鏈的諧振動從而降低SrTiO3基包覆型復合陶瓷的自發極化能力使居里溫度下降[5]。從而造成室溫下SrTiO3基包覆型復合陶瓷介電常數下降。
3.2.2介電損耗tanδ的變化
從圖1右圖中的曲線可以看出，隨著包覆量的增加，介電損耗不斷減少。鐵電陶瓷材料的高頻損耗機理目前還不清楚，一般認為主要是結構損耗占主導作用，這種損耗與材料結構的緊密程度有關。曲遠方[6]曾指出凡是影響儲能陶瓷電解質電導和極化的因素都會影響其介電損耗，因此復合陶瓷的化學成分、相結構、芯-殼結構等因素都會影響復合陶瓷的介電損耗。因此，室溫下復合陶瓷的介電損耗比較低。
4 結論
本實驗工作用MgO納米SrTiO3進行包覆后，SrTiO3基包覆型復合陶瓷介電性能明顯改善，介電常數減小，居里峰變寬。而且隨著包覆介質MgO的不斷加入，其介電系數和借點損耗的不斷降低，所以在一點程度上包覆離子可以改善其電性能，但是當包覆的第二相越來越多時候，反而影響本基體的性能。
參考文獻
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作者簡介
關鍵詞：壓電陶瓷，摻雜，BNT，BKT
壓電陶瓷的發現和發展距今已有50余年的歷史，尤其是近20年來，壓電陶瓷和壓電器件的原材料有了很大的發展。壓電陶瓷在信息、航天、激光和生物等諸多高新科技領域的應用甚廣，這些應用主要是與這類材料具有穩定的化學特性、優異的物理性能、易于制備成各種形狀和具有任意極化方向的特性緊密相連[1-3]。
目前，大規模使用的壓電陶瓷仍然是傳統的以PZT為基的多元系壓電陶瓷，且在電子學、微電子學等諸多高科技領域得到廣泛的應用，但這類陶瓷中的PbO(或Pb3O4)的含量約占原材料總重量的70%，難以制備致密陶瓷，且憑借當今的科技水平還不能使沉積在地表或游離于空氣中的鉛完全回收再利用，這將使得在制備、使用及廢棄后的處理過程中，都會給人類和生態環境帶來嚴重危害。隨著近來各國環保戰略的加強，無鉛壓電陶瓷的研發取得了很大的成績，出現了很多具有實用前景的陶瓷體系，尤其鈦酸鉍鈉系壓電陶瓷更是受到當前各國科研工作者的青睞[4-9]。
然而，從近年來的研究進展可以看出，無鉛壓電陶瓷不可能馬上替代鉛基壓電陶瓷在電子元器件的原材料使用上的主導地位，只有逐漸改善才是更為務實。因此，本論文根據ABO3鈣鈦礦型陶瓷的多元系復合原則，采用傳統陶瓷制備技術和電子陶瓷工業用原料，制備了新型0.82（Bi0.5Na0.5)TiO3-0.18(Bi0.5K0.5)TiO3體系壓電陶瓷，并研究了該體系壓電陶瓷的壓電、介電、鐵電性能。。
1.實驗
本著實用化的目的，采用傳統的陶瓷制備工藝技術，以Bi2O3、Na2CO3、K2CO3、TiO2為起始原料，根據0.82（Bi0.5Na0.5)TiO3-0.18(Bi0.5K0.5)TiO3（簡記為BNT-BKT）陶瓷體系的化學計量比進行配料，其中x分別為0，0.005，0.01，0.03，0.05。首先將原料混合物振動球磨12h，充分混合、粉碎后，然后在860～900°C下，經3h的預燒合成陶瓷粉體；合成后的陶瓷粉末充分研磨并過60目分樣篩后，加入適量的粘結劑，造粒得到流動性好的顆粒；在一定壓力下干壓成型，獲得厚度為1.0～1.5 mm、直徑為 12.0 mm的生坯片；并在1140°C下、燒結4h得到致密的陶瓷片。將清洗好的陶瓷片用真空濺射儀鍍上銀電極，在硅油溫度為80°C～100°C、極化直流電壓為3.5 kV/mm～4.5 kV /mm的條件下極化20～30min，放置24h后，測試各項性能。用ZJ-3A準靜態測量儀（中國科學院聲學研究所）測量d33；采用HP4294A阻抗分析儀測量陶瓷樣品的諧振頻率、反諧振頻率、諧振阻抗和電容，然后計算出陶瓷的機電耦合系數kp；用LCR數字電橋（TH2816A）在常溫下測得1kHz時陶瓷樣品的介電常數εr和介電損耗tanδ；采用RadiantPrecision Workstation鐵電測試系統測試陶瓷樣品的電滯回線。
2. 結果與討論
2.1錳摻雜對壓電性能的影響
圖1 BNT-BKT+xmolMnO2陶瓷的壓電常數d33和平面機電耦合系數kp與組分的關系圖
圖1為錳摻雜對BNT-BKT體系陶瓷的壓電常數d33和平面機電耦合系數kp的關系圖。不難發現，d33在摻雜量x=0.005時出現峰值，之后隨著x值的增加而減小。平面機電耦合系數kP隨著錳摻雜量x值的增大而增大，在x=0.005時kP達到最大值，之后又逐漸減小。。摻雜少量的錳提高了材料的壓電常數，摻雜量進一步增加，壓電常數出現了明顯的下降。這是因為摻錳引起氧空位，一方面起到了燒結促進劑的作用，有利于晶粒的長大，然而壓電常數受晶粒大小的影響隨晶粒尺寸的增大而增大，所以可以提高陶瓷材料的d33值；另一方面，氧空位也阻礙了鐵電疇壁的運動，又會降低d33的值。錳摻雜量較少時，晶粒尺寸長大占據主要地位，d33值隨錳含量的增加而增大；而當錳含量進一步增加，氧空位增多，對鐵電疇壁的阻礙作用增強，d33值隨之減小，在這兩種作用下，陶瓷材料的壓電性能表現出隨錳含量的增加先增大后減小的規律。
2.2錳摻雜對介電性能的影響
圖2 BNT-BKT+xmolMnO2陶瓷的介電常數、介電損耗與組分的關系圖
圖2為BNT-BKT陶瓷的介電常數和介電損耗與組分的關系圖。從圖2可以看出：陶瓷的介電常數εr隨著錳摻雜量x的增加而不斷減小，當x=0.01時達到最小，之后隨著錳的摻雜量的增加而逐漸增加。另外，圖2也反映了錳摻雜量x和介電損耗tanδ之間的關系，由圖中可以看出，介電損耗tanδ在x=0.005時最小，在出現峰值之后隨著x的增加，介電損耗tanδ也不斷增大。說明在本實驗中，錳摻雜量為0.005時陶瓷的介電性能最好。綜上所述，可以得到錳摻雜對介電性能影響的原因是當x≤0.005時，錳呈現硬性摻雜的作用，當x≥0.005時，由于晶粒過分長大，氣孔增多，陶瓷不致密，因此致使樣品的介電性能降低。
2.3錳摻雜對鐵電性能的影響
圖3 BNT-BKT+xmolMnO2陶瓷在室溫下的電滯回線
圖4 BNT-BKT+xmolMnO2陶瓷的剩余極化強度Pr和矯頑場強Ec 與組分的關系圖
圖3為BNT-BKT陶瓷在室溫下的飽和電滯回線圖，通常，飽和電滯回線是為了展示該體系陶瓷優良的鐵電性能。從圖3可以看出：在一個寬的組分范圍內，獲得了飽和的電滯回線展示了鐵電性能。圖4為錳的摻雜量對剩余極化強度Pr和矯頑場強Ec的影響關系圖。不難發現，Pr隨著錳摻雜量的增加而減小。錳摻雜使樣品的剩余極化強度明顯下降，體現了明顯的受主摻雜的特點。。矯頑場強Ec在錳摻雜量x=0.03時達到最值2.43kV/mm，此時的剩余極化強度為4.54μC/cm2，之后隨著錳的摻雜量的增大而減小，表明添加錳可以降低矯頑場強，使壓電性能得以充分體現。
3.結論
(1) 對0.82（Bi0.5Na0.5)TiO3-0.18(Bi0.5K0.5)TiO3無鉛壓電陶瓷錳摻雜的改性研究表明：摻雜為受主摻雜的特性，錳離子主要以+2、+3價對材料進行硬性取代，產生氧空位，使陶瓷變“硬”，導致介電常數d33變小，機電耦合系數kp變小，剩余極化強度Pr顯著降低，機械品質因數Qm有所增加。(2) 本實驗利用固態氧化物為原料，采用傳統的固相反應法進行陶瓷粉體的制備，并采用壓制成形工藝制備出0.82（Bi0.5Na0.5)TiO3-0.18(Bi0.5K0.5)TiO3陶瓷,進行錳的摻雜實驗，實驗中不斷研究其新的摻雜量,以期達到最優配比。從而得出在錳摻雜量占陶瓷總物質的量的0.005時，陶瓷的壓電、介電、鐵電性能較優。
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論文關鍵詞：陶瓷產品 貿易壁壘 品牌戰略營銷
論文由于世界經濟的回暖以及我國上調陶瓷產品的出口退稅率使得我國陶瓷產品出口市場回暖，但是各國貿易壁壘高筑，貿易摩擦加大，以及我國陶瓷企業自身存在的一些問題使得我國陶瓷出口企業面臨越來越大的壓力。針對這一現狀，筆者認為陶瓷企業應依靠科技創新突破貿易壁壘;繼續維持歐美市場，積極拓展新興市場;適當調整產品結構，加快海外品牌戰略營銷，而行業協會及政府職能部門應充分發揮其作用。
前言
2008年，在國際金融危機爆發以及全球經濟增速下滑的不利因素影響下，我國陶瓷產品出口金額為80. 31億美元，同比增長了20. 93 %，依然保持了一定的增長。據海關統計，2009年廣東省出口各類陶瓷產品金額達40. 1億美元，比2008年同期增長了6.6%。2009年，廣東陶瓷產品月度出口規模不斷擴大，各月出口額同比基本呈增長趨勢，12月出口4. 1億美元，同比增長了21. 2 %，僅次于9月成為2008年以來月度出口第二高位。2009年，廣東省陶瓷出口的3大市場依次為中東、歐盟、東盟。中東自2008年開始超越歐盟，持續2年占據第一大出口市場地位，并與第2位的歐盟出口額差距不斷擴大，2009年廣東陶瓷產品對中東出口金額達8. 1億美元，在上年大幅增長了41.2%的基礎上繼續增長了22.2%，比歐盟多出口9 243萬美元，是上年同期的26倍。此外，對歐盟和東盟出口額分別為7. 2億美元和5. 4億美元，分別增長了8.9%和8. 5%。另外，廣東陶瓷對非洲出口量明顯增長，出口金額為3. 4億美元，同比增長了36. 8%。世界主要國家的經濟在不同程度的回暖，我國陶瓷產品出口有望進一步增加，但是受貿易壁壘及其它因素的影響，我國陶瓷產品出口也面臨著許多挑戰。
1我國陶瓷產品出口面臨的挑戰
各國貿易保護主義抬頭，技術性貿易壁壘使我國陶瓷產品出口面臨越來越大的壓力。
1.1國際貿易保護主義抬頭，貿易壁壘高筑
長期以來，我國陶瓷產品物美價廉，深受國外經銷商和消費者的喜愛，出口金額成倍增長。然而，自從2008年金融危機發生后，國外多個國家為保護本國陶瓷企業的發展和應對危機，都增加了陶瓷產品的技術壁壘，以此保護本國企業度過這一特殊時期。例如，2008年，菲律賓正式對外實施陶瓷磚的強制性標準PNS ISO 13006:2007，同時執行陶瓷磚進口許可證制度。該標準修改采用國際標準ISO 13006;1998，在耐化學腐蝕性方面的要求上要嚴于國際標準，其余性能要求和國際標準要求相同。而企業要達到此標準、取得進口許可證需耗費大量的時間和人力以及財力，短期內我國陶瓷磚產品對菲律賓出口可能會受到較大影響。俄羅斯、沙特阿拉伯、尼日利亞、馬來西亞、伊朗等國家和地區實行的陶瓷產品強制性認證、放射性檢測和裝運前檢驗等技術性壁壘也日益苛刻，這對我國陶瓷產品出口造成了不小的障礙。技術壁壘增加了我國陶瓷企業開拓國外市場的難度。
2009年以來世界各國對我國陶瓷產品發起多起訴訟，并呈現上升趨勢。如2008年，厄瓜多爾對中國平板家用陶瓷器皿和衛生潔具啟動“特保”調查;土耳其與中國陶瓷工業協會簽訂了陶瓷出口總量控制協議書;印度對中國陶瓷產品反傾銷案提起‘舊落復審”，最終上元歐聯建筑陶瓷有限公司、新明珠陶瓷集團有限公司等7家佛山陶瓷企業被認定不存在傾銷，繼續獲得市場經濟待遇;廣東東鵬陶瓷有限公司、廣東宏陶陶瓷有限公司所提交信息不真實，不符合市場經濟地位待遇要求，不能獲得市場經濟待遇，反傾銷稅以印度盧比來征收，每平方米征收155盧比反傾銷稅;佛山浩宏陶瓷有限公司、佛山鴻運貿易有限公司、圣路易斯陶瓷有限公司、香港建材有限公司拒絕現場核查，被列為不合作出口商。如果經濟進一步惡化，這種貿易摩擦將會愈演愈烈。
1. 2我國陶瓷企業對國外的產品認證較少，失去了進入這些市場的通行證
國際上很多國家有關于陶瓷產品的認證，如北美的UPC、澳大利亞的W ELS、歐盟的CE、英國的WRAS等，這些認證是進人目前世界上主要中高檔衛生陶瓷市場的通行證，但是我國陶瓷企業普遍對國外的產品認證熱情不高，取得的認證較少，從而失去了進人這些市場的通行證。佛山2009年1 ~5月出口至美國的衛生陶瓷產品金額同比減少了60.1%，出口至澳大利亞的衛生陶瓷產品金額同比減少了31. 6%，出口至歐盟的衛生陶瓷產品金額同比減少了41%。其中一個主要的原因就是佛山很多衛生陶瓷企業沒有這些市場的認證。
2促進我國陶瓷產品出口的對策 1依靠科技創新突破貿易壁壘
面對國際經濟形勢的惡化，越來越多的國家開始實施各種近似苛刻的技術標準制造貿易壁壘這一趨勢，要解決好貿易保護，我國陶瓷企業首先要做的就是依靠科技創新實行產業標準升級。要突破技術性貿易壁壘首先是產品必須符合標準要求，為確保投放市場的產品符合標準，生產廠家應建立產品質量控制體系。陶瓷產品除要符合當地技術標準，還應符合當地居民的生活習慣和思維方式。目前，在出口壓力逐漸增大的情況下，我國陶瓷企業應更加重視相關國際標準，繼續加大科技創新的投人，提升產品質量;應該充分利用各種社會力量和資源，與國內外研究機構、大專院校及設計單位開展合作，有條件的陶瓷企業可以建立博士后工作站，以此為研發的龍頭，瞄準國際高端市場進行技術攻關，提高創新水平和科技成果產業化的能力，同時，努力培養和引進一批適應國際化經營的團隊，加快國際化步伐。
2. 2行業協會及政府職能部門應該充分發揮其作用
行業協會及政府職能部門可以在以下幾個方面有所作為:①建立陶瓷出口預警機制，幫助企業及時了解我國陶瓷主要出口市場技術標準的發展動態，隨時掌握市場動向，并針對可能出現的復雜問題，及早做好相關準備。②成立出口陶瓷技術壁壘研究小組。充分利用政府相關部門的技術優勢，充分了解反傾銷調查和特別保障措施的國家和地區，深人研究國際標準，幫助企業跨越國外技術壁壘。 3維持歐美市場，積極拓展新興市場
根據近幾年的資料統計，美、日、歐市場占我國出口份額的60%以上。但美、日、歐由于金融危機導致的經濟滑坡，使需求量大大減少。據了解，2009年廣交會參展企業中來自歐洲、美國、日本的訂單都有不同程度的減少，導致企業出口定單急劇減少，使得眾多出口型企業面臨生存壓力。不過在當前，面對眼前困境，一方面，盡力維持歐洲、美國、日本幾大市場，積極邀請新老客戶到場采購;另一方面，企業應加大投人力度，把尋找新興市場作為又一重點，大力開拓東南亞、南亞、中亞、中東、非洲、南美等新興市場，這些市場是今后我國陶瓷出口量增長的動力所在。 4適當調整產品結構，加快海外品牌戰略營銷
從2008年11月1日起，我國調高部分勞動密集型和高技術含量、高附加值商品的出口退稅率，其中日用陶瓷及藝術陶瓷出口退稅率提高到11%。從2009年6月1日起，我國再次上調部分產品的出口退稅率，其中實驗室、化學或其他技術用瓷器提高到13%。綜上可見，我國陶瓷產業升級正在穩步進行，相關部門積極引導陶瓷企業生產高技術含量和高附加值產品已初見成效。為此建議:一是相關部門進一步關注陶瓷產業升級進程，推動陶瓷生產企業擴大利潤空間;二是陶瓷出口企業抓住機遇，進一步改變“低質低價”的經營方式，努力提高出口產品檔次，注重品牌競銷，充分利用在產業升級的機遇掌握主動。
晉江建筑陶瓷企業轉產仿古磚已被證明是該地企業發展的另一個重要方向，而做仿古磚就是做文化，因此需要注重文化的推廣和宣傳以提高產品的附加值。另一方面是產品出口要善于“借勢”。由于國際市場的多元化，不同國家、不同文化、不同消費習慣的用戶對產品質量、花色品種等方面的要求也有很大的差異。陶瓷企業要充分發揮自身優勢，揚長避短，學會與進口國的經營公司或熟悉進口國市場特點的國際廠商進行合作，更好地在競爭激烈的國際市場中分得一杯羹，實現雙贏。同時，為確保在占領國外市場時規避反傾銷的風險，也要通過“借勢”出口來適當照顧合作廠商的利益，這樣合作廠商出于自身利益的考慮不僅不會加人反傾銷行列，還會協助企業在進口國進行斡旋，從而起到規避風險的作用。在此次危機爆發之前，潮州幾家外貿型企業就已在東南亞市場開始自主品牌營銷，以品牌加盟的形式開設專賣店，因此在經濟危機發生時企業所受影響較小。
有自主品牌的出口企業，要想方設法在國外設立自主營銷窗口，直接面對國外消費者并掌握市場信息，爭取更大的利潤空間。例如東鵬陶瓷目前已在歐洲、美國、香港、韓國等海外市場設立了4個品牌專賣店，這種營銷模式效果很好。
在當前貿易壁壘層出不窮、貿易設限花樣翻新的情況下，有條件的企業要積極探索收購國外品牌的途徑，利用國外品牌在國際市場銷售渠道，就能夠有效地打破貿易壁壘、化解貿易設限。
關鍵詞：粉體科學與工程基礎；教學；工程思維能力
中圖分類號：G642.4 ？搖文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）03-0071-02
《粉體科學與工程基礎》是我院無機非金屬材料專業的一門重要的專業基礎課，主要從理論上論述粉體在幾何特征、堆積、物理、界面化學、機械力化學、粉體力學、流體力學、流態化等方面的性質和變化規律。其教學目的是使學生系統地掌握粉體材料的基本性質、制備理論及操作過程等的理論知識，從而能根據材料的性能要求，從粉體科學的角度，對粉狀原材料的顆粒幾何特征和表面物理化學性質進行正確的表征和合理的設計，為進一步學習粉體制備與處理工藝及裝備技術奠定基礎，使學生能從粉體過程工程的層面，掌握正確、合理地運用粉體材料制備工藝和裝備技術的技能，從而培養他們進行材料設計、研究、開發和制備的能力。由于課程改革，本課程的學時數已減少為32學時，而教學大綱所要求的知識點卻沒有減少，因此，如何在少的學時數中使學生能夠系統掌握本門課的知識成為教師在教學中所面臨的問題。同時，本課程在三年級下學期或四年級上學期開設，這時的學生已進入專業課的學習，并且即將面臨畢業論文寫作，如何能將本課程的知識與學生的專業課結合起來，理論聯系實際，培養學生的工程思維能力和工程方法的訓練，也是我們在教學中要著重關注的問題。為此我們通過《粉體科學與工程基礎》各環節的教學來培養學生的工程思維能力。
一、理論教學中培養工程思維能力
《粉體科學與工程基礎》作為《粉體科學與工程》的基礎篇，其課程內容與材料、冶金、化學工程、礦業、建筑、食品、醫藥、能源、電子及環境工程等諸多領域都有極大的關系，是一門跨學科、跨行業的綜合性極強的基礎學科。本課程作為大三和大四學生的專業基礎課，在課程講解中，注重理論結合實際，將課堂知識與實際的工程例子結合，激發學生學習的興趣，最大限度地調動學生的學習情緒，使他們成為學習的主體。
1.課堂教學注重理論聯系實際。為提高課堂教學質量，教師上課之前認真備課，熟悉課程內容，精通所教課程的專業知識，在課堂上向學生講清楚各章節的基本原理及其在生產實際中的應用，并通過相關的習題訓練使學生鞏固所學知識，同時，教師也要不斷地把與課程內容相關的前沿知識和學科的發展動態提供給學生。在課堂教學中，盡量結合學生的專業學習和認識實習，選擇一些與現實生產、生活聯系緊密的工程問題進行引導、分析、討論和歸納總結。例如，在顆粒流體力學章節的教學中，先以北方常見的沙塵暴的形成和傳輸為例，如果風持續的時間很長，形成懸移的浮塵能夠被輸送到很遠的地方，所經過的地區就會出現沙塵暴；當風速減弱到一定程度后，浮塵就會降落，該地就會出現降塵天氣，說明顆粒的粒度、流體（空氣）的速度是影響顆粒沉降的主要因素。再以顆粒在流體中的兩種沉降方式：重力沉降和離心沉降為例，舉例選礦生產中常用的重力選礦機和水泥生產中的離心選粉機，通過講述設備的工作原理和設備結構，引導學生理解顆粒在流體中的兩種運動方式，引導學生如何在生產實際中根據顆粒的大小選用適宜的設備。例如，《顆粒堆積》一章是本課程的基礎篇，涉及顆粒的大小和分布的計算、等徑球形顆粒的堆積結構，教師詳細講解應用較多的經典顆粒尺寸分布和堆積理論，讓學生明白堆積顆粒系統中的顆粒尺寸分布在許多產品的生產中起著重要作用，它不僅影響著最終產品的性質，如氣孔率、密度、強度等，而且許多工藝性質也取決于顆粒尺寸分布，如泥漿粘度、注漿速度、干燥速度等等。根據學生的專業特點舉例講述水泥顆粒分布對水泥性能和混凝土施工性能的影響；陶瓷工業中密實陶瓷與多孔陶瓷的制備與顆粒堆積與分布的影響，并布置學生課外通過學校的圖書館資源以及其他網絡上的電子資源去查詢“利用顆粒大小和分布制備多孔陶瓷的方法”“陶瓷注漿成型中顆粒大小與分布對成型密度的影響”，用PPT的形式進行課堂交流。這種交流拓寬了學生的知識面，另外通過學生自己查閱科研文獻也激發他們的創新思維，強化對工程觀念的檢驗和應用，同時也能培養學生對“粉體科學與工程基礎”課程的興趣，有利于工程觀念的建立和提升。
2.課堂教學注重工程方法訓練。工程實際問題多數因為影響因素眾多而變得相當復雜，依據現有的科學理論還難以弄清問題的本質，在目前的階段還做不到用嚴密的理論思維方式去解決，只能用工程近似的辦法來解決工程具體問題。工業上處理工程問題的常用方法有數學分析法、實驗研究法和數學模型法等。教學中根據課程內容將這些工程方法教授給學生，以培養學生的工程意識。例如以流體在顆粒固定床層中的透過流動時壓降的計算為例，對于有無數個顆粒構成的固定床而言，顆粒間的空隙形成許多可供流體通過的細小通道，這些細小通道是曲折而又相互交錯、大小和形狀也很不規則，流體通過如此復雜的通道時的壓降自然很難直接用數學分析的方法求出。這時可引導學生借用數學模型法來解決。即，將床層中復雜的不規則的通道簡化成一組管徑為de、長度為Le的平行細管，細管的內表面積等于床層顆粒的全部表面積、細管的全部流動空間等于顆粒床層的空隙容積，將顆粒層內的實際流動過程大幅度簡化，按這種簡化后的模型，流體通過固定床的壓降等同于流體通過一組當量直徑為de、長度為Le的細管的壓降。簡化后的模型根據圓管中流體定態層流流動時的沿程阻力損失計算公式，引入固定床流動摩擦系數λ′為模型參數，建立數學模型，通過實驗來確定模型參數和檢驗數學模型的有效性。最后采用康采尼或歐根公式計算床層壓降，[1]就把一個復雜的實際工程問題簡化為一個簡單的流體流動問題。學生在其中經歷了提出問題、分析問題、解決問題的過程，既加深了對公式的理解和認識，又掌握了一種實用的工程問題解決方法。
二、實驗教學中強化工程思維能力
實驗教學是理論聯系實際環節，針對課程的內容而進行的驗證、理解、鞏固和提高的實踐教學環節。通過實驗培養學生工程實驗的方案設計、流程組織、實驗操作、數據處理、歸納總結等實驗能力。“粉體力學”是本門課的重點，粉體的流動性是粉體力學性質的最重要的表征。教師首先在教學中詳細講解粉體流動性的內涵以及各種測試方法，然后聯系工程實際舉例說明粉體的流動性在粉體工程設計中的應用。比如，在粉末冶金、食品、制藥、鋼鐵和農業等生產過程中，廣泛涉及到顆粒物質流動，如工業上常見的筒倉卸料、傳輸、混合、流態化和固氣分離等，把握粉體材料的流動特性，對于防止發生粉料堵塞、控制粉體內顆粒成分的均勻性和一致性都具有至關重要的意義。水泥廠中許多操作過程都會涉及到粉體的重力流動。“粉體力學”實驗中設立了粉體流動性綜合實驗（Carr指數法）和粉體剪切實驗（直剪實驗）。兩組實驗分別分成六組，每組兩人，每組的粉體種類不同、粒徑相同，或種類相同、粒徑不同，要求學生按規定測試步驟完成實驗后，比較各組的測試計算結果，總結出影響粉體流動性的因素。學生通過實驗自我總結出粉體流動性與粒子的形狀、大小、表面狀態、密度、空隙率等因素關系，引導學生比較Carr指數法和直剪實驗兩者的實驗方法和評價指標的不同，分析兩者用于工程實際時的使用范圍及不足之處，并提出改進意見。通過學生主動思考，可以將工程思維在實驗環節得到強化和深化，變為學生自覺主動的習慣。
三、結合學院科技競賽，應用工程思維能力
我院從2010年起每年組織“材料性能設計與制備”大學生科技競賽活動，全院大二到大四的本科生自由組合參加，競賽旨在加強學生在材料性能設計與制備方面的綜合知識，提高學生分析問題，方案設計及動手實踐能力，開拓創新。教師在上課時積極鼓勵學生參加競賽活動，并擔任競賽指導老師。這兩屆的競賽活動圍繞“輕質高強”材料制備，根據任課教師的研究方向，選定以多孔陶瓷為目標。首先由老師講解，要求學生以所學的“顆粒堆積”理論為指導，通過查閱文獻資料，學生確定了有代表性的三種制備方法：顆粒堆積成孔工藝法、添加劑造孔工藝法，發泡工藝法。學生綜合運用各方面知識，全面考慮材料多方性能，綜合比較幾種方法后自主設計詳細的實驗方案，并經指導教師修改認可后進入導師實驗室進行原料準備、球磨混料、成型、燒結、測試等工藝，在實驗中不斷修改和完善實驗方案，最終完成制備。學生對這種競賽活動非常積極，因為比賽過程中，不僅要求同學們有扎實的理論基礎，還要應用工程思維能力，勇于實踐探索，將理論基礎和動手實踐相結合，同時也使學生團隊合作意識增強。這種綜合運用所學學科知識、自我設計創新科研性、自我制備的方式對培養學生創造性、獨立科研工作能力具有重要意義。
[關鍵詞] 禪文化 陶藝創作 創作啟示
釋迦牟尼在靈山會上說法，他拿著一朵金婆羅花，面對大家，不發一語，這時聽眾們面面相覷，不知所以。只有迦葉會心一笑。于是釋迦牟尼便高興地說：“吾有正法眼藏，涅妙心，實相無相，微妙法門，不立文字，教外別傳，付囑摩訶迦葉。”于是，釋迦牟尼就將法門付囑迦葉，禪就這樣開始傳承下來。
禪，是一種文化，雖然古老，但不陳舊。
禪文化是一種高深的智慧，是無言教的宗教。拋開了外相的約束，以人為本，重在內心的體悟，是對感性和理性的超越。“佛祖拈花，迦葉微笑”，是直接的心心相印，他沒有語言，不立文字，在這一點上禪與藝術是相通的。禪是直指人心的，藝術是心領神會的。語言文字可以起輔助作用，但它是引導人們產生真實的感覺，而非概念。
陶藝是藝術，也是一種文化，正因為這樣，禪文化與我們的陶藝創作在某些意義上講是相通的。正是禪與藝術的相通，才值得我們去細細品味，細細體驗……
一、禪文化簡述
1.什么是文化
談到文化，一般人都把它理解為：“人類在社會實踐活動過程中所獲得的物質和精神的生產能力，以及所創造的物質和精神財富的總和”。這是廣義的文化。狹義的文化則是僅指精神生產能力和精神產品，包括一切社會意識形態，如科學、哲學、藝術、宗教等等。實際上，這種理解僅僅是一種現象上的描述，并不是“文化”的本原意義。“文化”一詞，在中國傳統哲學中，是有獨特含義的。
“文”，原指鳥獸皮毛之色彩、花紋，后引申為文字、文辭，禮樂制度，法令條文，文雅的儀表，以及與武相對的懷柔的教化手段等等，有時還作動詞用，當“文飾”、“妝飾”講。“化”主要是指“教化”。合而言之，“文化”的含義可以概括為個體、社會和環境的德化與美化，以及相關的創造活動和精神產品。
2.什么是禪文化
佛教傳入中國后，與中國的文化相結合，形成了八個主要派別。隨著時間的推移和歷史的變遷，不同的派別有了不同的命運。尤其不可忽視的是禪宗，禪宗作為一個獨立宗派出現，是從唐代開始的。⑴它在發展過程中融入了更多更新的內容，有了濃厚的本地特色，以其旺盛的生命力在中國的土地上開花結果。禪宗以“不立文字，教外別傳，直指人心，見性成佛”為宗旨，在社會各階層中廣泛流傳，并由于一些高級知識分子加入到參禪、悟禪的行列，故衍發出形形的禪文化。禪文化就是借助禪的理念、禪的智慧、禪的修行方法，實現個體、社會與環境的德化與美化。
（1）禪文化的基本內容。禪文化的基本內容包括如下幾個層面：一是禪的理論與禪的證悟。這是禪文化的核心，或者說活的靈魂。它純粹是一種精神的凈化和提升過程。可以稱為“禪心”；二是禪在日常生活中的體現和應用。禪是不分職業和場所的。不同職業的人，都可以在各自的工作崗位中落實禪、運用禪、體現禪。生活中的每個場景，也同樣如此。走路中有禪，喝茶中有禪，為人處世中有禪，藝術生活中有禪。禪是無處不在的。當禪的精神落實到生活中的時候，換句話來說，當生活被禪的光芒所照亮的時候，生活本身便成了“禪境”；三是禪心、禪境的再現和傳達。當一個人證悟了禪心之后，他將不滿足于一己之享受，他還必須通過種種方便，主要是藝術活動，再現和傳達自己在禪修過程中所得到的智慧和禪悅，以便與更多的人分享。實際上，這是一種審美的教化。我們可以稱之為“禪藝”。
（2）禪文化的基本特征。禪文化，作為一種精神創造活動，與一般的創造活動相比，表現出無我之我、無法之法、無為之為的特色。所謂的無我之我，就是將自我意識淡化到了極點，表現出物我一如的自然的平淡；所謂的無法之法，就是依法而不執著于法，達到了一種“無法”的高度自由的境界；所謂的無為之為，就是完全超越了個人的功利目的，即遠離了一切對得失成敗的顧慮。無我、無法、無為表明，禪者在其創造、再現、傳達富有禪意的活動中，其內心完全處于一種虛靈的狀態，寂而不枯，靈而有定，謂之虛靈。
禪文化，作為傳達禪心、禪境的藝術產品，一般都表現出空靈、真實、自然的品質。空靈是指契入宇宙人生的真實性之后所表現出來的一種審美特征。從結構上看，空靈之境往往表現為一種“矛盾的寂態”：于幽靜中顯生機，有限中顯無限，短暫中顯永恒，平淡中顯神奇，充實中顯虛靈，無序中顯有序，一法不立中顯萬法皆備。因此，在以表現禪境為主題的種種藝術活動中，藝術家們特別注意強調要捕捉生命中的這種“矛盾的寂態”。例如，無限的空間與有限的景物，永恒的時間與短暫的人生，以及遠近、高低、黑白、虛實、濃淡、枯潤、抑揚、清濁等意象的矛盾，以此來表現生命之形而上的渴求、價值和意義。
再者還會體現出自然的藝術品質。所謂自然，就是巧奪天工，返樸歸真，看不出人為的痕跡。細究起來，自然有兩層含義：一是如其本來，沒有遮蔽，沒有歪曲，完全符合實相；二是超越了物我、心境的二元對立，安住于“不二”之境。顯然，這種自然是一種高度自由的審美境界。
二、個人陶藝創作中對禪文化的受用
閑暇之余，無憂無慮地捧起一本諸如《禪趣人生》、《名家談禪》之類的書，靜靜地閱讀，增加一些自己對禪文化的了解。其實，文學、宗教和藝術本是一母同胞，它們身上流淌的是一樣鮮紅的血液。如果沒有對禪文化的明了，或許也就沒有我現在的陶藝作品。因為陶藝創作不只是一種單純的創造活動，在陶藝創作中，表現著人的思維方法，作品則用來表達作者個人的情感，實現自己的創作觀念。
1.陶藝創作之一
曾經讀到下面這樣幾句話:“藝術是自我，并且‘自我’所涵納的大文化越是廣博，聲音就越強烈，即榮格所說要傾訴出人類的最強音。”
我的陶藝作品之一《涅》，如圖一所示，正是試圖在傾訴、表現一種“自我”。在對禪文化的認識過程之中，使我得以明白人生是一場苦旅，人要擺脫痛苦，投入生命之流中追求永恒，必須先洞察苦諦。要洞察苦諦，就須將自己投入生死交融的涅之中，要么在涅中毀滅，要么在涅中永生。證得涅，是人生之大樂趣。
在這一作品的表現上，三塊圓盤的邊緣做成類似荷葉邊的自然痕跡，體現出禪文化在傳達禪心、禪境中真實的品質；中間部分根據明火執仗、左右為難、冷眼旁觀三個成語變形成三個人的舞蹈圖案，表達一種掙扎、尋找、動感，恰似對禪的證悟，即一種精神的凈化和提升過程；圖案邊緣做出的樹葉舞動的形態，表現一種再生。向上的無止境，是這一作品的精神所在，恰在此處是禪心、禪境的再現和表達。
2.陶藝創作之二
我的陶藝作品之二名為《歸依》，如圖二所示。前面已談到，禪文化作為傳達禪心、禪境的藝術產品，一般會表現出自然的品質。而這件陶藝作品，似乎是我在試著追求自然，回歸自然。因為在現代的水泥城市字典中，每一點綠都是珍貴的，生命的美好，在于對綠的向往，只有自然的美，才是真正永恒的。在歷經種種虛華變遷之后，令我們最崇尚與渴望的，一定是對質樸純粹的回歸。
長時間對禪文化的喜愛與認識，給我以曠達和平靜，而陶藝創作，正是我個人內心情感最直接的表露，反映出我對人生的理解和追求。禪文化所實現的德化與美化，用現代的語言來說，就是要優化自身素質，和諧自他關系。正是在對禪文化的受用過程中，才給了我以智慧和輕松，多了一點藝術修養，藝術精神，給我的人生增添了無盡的生氣活力和生活秩序的和諧。而藝術的完美也是離不開和諧的，和諧精神是藝術所不可少的。
三、禪文化對陶藝創作的啟示
1.融禪心、禪意于陶藝創作之中。關于佛教怎么樣影響繪畫等藝術創作問題，鈴木大拙在《禪學講座•禪的無意識》中講過這樣一件事：某一禪寺的住持想叫畫家在法殿的天花板上畫一條龍，但畫家因從沒看見過龍而感到為難。住持就對他說：重要的不是你是否看到過龍，而在于你自己首先得變成一條活生生的龍，把自己的心集中在上面，當你覺得非畫不可的時候，你就為它賦形。畫家照著住持的話去做，結果在他的無意識中，見到了作為自己化身的龍，并把它畫出來，這就是現存于京都妙心寺法殿天花板上的那條龍。由此，鈴木說：“只是看是不夠的，藝術家必須進入物體之內，從里面去感覺它。”
所謂“進入物體之內，從里面去感覺它”，實際上是指藝術家不要也不能把自己與對象截然分開為二物，藝術創作的過程是作者以自身之無意識去喚醒對象、進而與對象合而為一的過程。這個過程是一種重新創造，而這種重新創造的源泉――鈴木認為――是“禪的無意識”。其實簡單地理解就是融禪心、禪意于藝術創作之中。
在我們的陶藝創作中，的確也應如此，我們須將自己內心對這個世界、對人生、對世間萬物禪者般的體驗與感受，融匯到我們的陶藝創作思維之中，加以潤色，來進行創作。于不可思議中，一花一世界，一葉一如來，個中藝術無人能會也。
2.虛靜生思的審美情趣。現代美學家宗白華先生指出：“‘靜照’是一切藝術及審美生活的起點。”的確，審美心態的虛靜專一與禪文化提倡的“內心虛靈”實無不可逾越的鴻溝。如果陶藝創作中滲入禪文化，一定會顯得出靈性和深幽。因為當創作者以空靈的心去觀察世界，面對世界，內心與外物合一時，才能體會到空寂的禪意，從而進行的陶藝創作，就會表現出一種超然物外的空寂，然后以“象外之象、意外之意”，運用永恒完整的藝術語言，描繪出一個極靜的空靈意境，追求自我精神的完善，追求心靈虛明澄清的自我娛樂和解脫，追求物我兩忘的最高境界。
在我的藝術瓷作品《寂》（如圖四所示）的創作過程中，對此啟示我有著一些自我的體驗。這一組作品是兩個造型相似的瓶，每一個瓶的下半部分都是在表面上作出了許多的紋理，從口部往下開始采用傳統的青花裝飾來手繪一些紋樣，然后施灰釉；下面有紋理的部分在施釉的時候從下往上開始噴一種偏藍的影青，從下往上的一種過渡，自然、細膩而安靜。這件作品也是我對禪文化認識的一種表現，想通過兩個瓶子靜靜地對話展現一種寂靜的美，也讓人通過這種空寂而有所思，這也許是更深一點的追求。
3.展現自然的藝術品質
禪文化作為傳達禪心、禪境的藝術產品，具有自然的品質。而我們的陶藝創作，也要在陶藝作品中去展現自然的藝術品質。我們要模仿自然，但并不是說我們真去刻畫那自然的表面形式，乃是直接去體會自然的精神，感覺那自然憑借物質以表現萬相的過程，然后以自己的精神、理想、情緒、感覺、意志貫注到陶藝創作里面制作陶藝作品，使陶藝作品而精神化。我們要在陶藝作品重現自然，提高自然。
例如,日本陶藝家鈴木治的作品（如圖五、圖六所示），有著豐富的文化內涵,也有著一些禪的風范。
鈴木治的作品基本上是以立方體或長方體為基礎，再在其中進行一些凹凸的形態處理，造型極其簡潔。他的陶質作品基本上選擇溫暖的磚紅色土質，采用泥板成型工藝，在平整的表面上留下細微的凹點，給人以親切的觸模感。他善于在泥質、色澤及造型上用最少和最簡單的元素、方式、語言，來表達最豐富的情感和藝術氛圍，展現一種自然氣息。
4.運用多元的思維方法
運用多元的思維方法，這一點對陶藝創作來說有著重大意義的。因為藝術作品的成功與否，不僅在于表現技法的嫻熟應用和創作，而往往取決于藝術創造性思維能力和效果。因此只有多元思維方法的運用，才能在我們的陶藝創作中既不失傳統又會有新的突破，才能創作出更有新意和蘊味的陶藝作品。當然這種種的思維方法在我們所看到的陶藝作品中也是有所體現的。
一件優秀陶藝作品的創作，固然可以借助以上種種構思手段，但是最為根本的還在于思維觀念的靈活性和開創性。一件陶藝作品，有時要運用多種思維方法，綜合思索，才能成為成功之作。
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