在包头，在稀土高新区，有一种陶瓷因与稀土“结缘”而变得与众不同：不含铅、镉，还具有了神奇的抗菌抗病毒新功能。两年的研发历程道阻且长，但成果斐然，在获得一系列奖项后，2021年8月16日，包头中科陶瓷科技有限公司开发的稀土釉抗菌抗病毒陶瓷文创系列产品的开发建设项目被列入2021年度储备库出库名单，系自治区首家入选该名单的项目和企业。
猜想：在釉料里添加稀土颜料
2017年秋，对于如今的稀土釉抗菌抗病毒陶瓷是一个不同寻常的季节。如今已是中科万象董事长的周效当时在张洪杰院士的“稀土硫化物颜料项目组”，在做稀土颜料应用项目的过程中，他们对稀土颜料添加到陶瓷中进行了尝试。“如果将稀土颜料涂抹在陶瓷素坯表面进行烧制，会发生什么变化？”这样的“猜想”引人好奇。
正是带着这样的好奇心，周效和同事出发前往景德镇，将带来的稀土颜料交给景德镇的陶瓷工匠们，一个月后，他们收到了一个陶瓷样品。当时的参与者、后来的项目负责人梁磊后来回忆：“添加了稀土颜料的陶瓷呈青色、粉色、浅绿色等，色泽非常漂亮。我们觉得效果不错，池主任（中科院包头稀土研发中心主任池建义）也看了，觉得这个东西挺好，于是立了项。”
实际上，在立项前周效他们去了四五趟景德镇，他们本着学习、交流的目的，多次往返包头与景德镇之间，和景德镇当地有实力的厂家和关系不错的合作伙伴进行合作。“除了景德镇，我们还去了广东潮州、福建，把全国几个知名的陶瓷产地都跑了一遍。”周效回忆，他们在这些地方了解了我国的陶瓷行业和产品现状，“我们拿着材料在景德镇等各个地方做了一些实验，等实验效果不错，就从南方借上坯，在包头开始了新的系统性实验。”周效说。
接下来的困难是釉料配方，釉料配方属于核心机密，周效根据资料查阅的釉料配方进行试验，都没有办法烧制成功。虽说找不到正确的釉料配方，但他们知道成熟的釉中应该有哪些主要成分，接下来就要明确每个成分在釉料中的作用。
通过控制变量法，在数百次实验过后，周效和他的研发团队终于知道了这10多个组分的具体作用。接下来，周效和他的研发团队根据烧制出来的釉料，一点一点加减某些物质的量，用这种近乎于最笨的办法，终于创制出满意的釉料。
研发：稀土釉陶瓷有了抗菌功能
梁磊解释，稀土釉陶瓷是利用稀土自身独特的电子层结构“晕染”釉料，经过1200摄氏度到1300摄氏度左右高温烧制，对釉料里其他物质起到改性和发色的效果，形成雪花、彩虹、樱花、满天星、冰裂等釉变效果。“我们之所以做这个项目，是因为市面上的一些颜色比较鲜艳的陶瓷，会含有大量的铅、镉，有的铅含量甚至在30%以上，虽然烧成瓷器后，不会对人身体有害，但是如果盛放酸性东西，会导致铅、镉的溶出，进入人体和血液以后不容易排出。而我们做出来的所有稀土釉陶瓷，在保证颜色鲜艳、表面光亮的前提下，不含任何重金属，也就是说，我们跟市面上的陶瓷相比，更绿色、更健康，对人体没有危害。”梁磊介绍。
2018年初，稀土釉陶瓷项目组成立。“据我了解，当时这是世界上首个稀土釉陶瓷项目。”梁磊说。
2018年三四月份，周效和他的研发团队用小炉子烧制出了首批成品稀土釉陶瓷。随后，他们研发出一系列添加了稀土颜料的釉料，从2017年到2019年，这一过程前后花了差不多两年时间。
如果说最初只是想看看添加了稀土颜料的陶瓷是什么样？随着实验的持续进行，周效和其研发团队已开始将实验范围从稀土颜料的添加，拓展到稀土元素的添加和稀土陶瓷材料的制备上。
如今的产品更多的强调功能性，如果稀土釉陶瓷具备了抗菌性，其产品无疑将更加贴近人们的生活。事实上，周效从一次次查找文献中已经发现，稀土元素的添加可以使一些釉料具有抗菌性，而当时国内市面上的陶瓷普遍还没有抗菌的概念。有了新的目标，周效和他的研发团队又开始了大量实验。“我们在做实验的过程中一步一步研发出一种稀土复合抗菌材料，把这个材料加进釉料里有抗菌的效果。”周效说。
2018年10月左右，表面具有抗菌功能的稀土釉陶瓷正式研发成功。
产品研发出来后，研发团队首先将具有抗菌功能的稀土釉陶瓷寄到江西做了检测，因为觉得检测结果不够具体，他们又将样品寄到了广东省微生物分析检测中心，做了有毒有害6项检测，检测报告结果显示，送检的陶瓷样片有毒有害6项检测结果是“NO”，这就意味着，他们生产的稀土釉陶瓷可以经口服、盛饭、盛水都没有问题。“我们研发的具有抗菌功能的稀土釉陶瓷，金黄色葡萄球菌抗菌率大于99.99%，大肠杆菌抗菌率为99.9%，抗菌率都超过了99%。”梁磊说。
据了解，目前，具备耐磨、抗腐蚀、无辐射、无铅镉溶出、具有抗菌功能等优点的稀土釉陶瓷已经申请了4项国家专利。
推广：打造文旅“包头名片”
市场对具有科技创新含量的稀土釉陶瓷作出良好反馈。梁磊告诉记者，他们曾带着稀土釉陶瓷参加了在深圳举办的2018年中国国际高新技术成果交易会。“在交易会上，我们带去试销的200套稀土釉瓷器供不应求，销售一空。一个小茶杯能卖到398元。”他说。
2019年4月，周效和他的项目团队通过科技成果转化的形式创立了包头中科陶瓷科技有限公司，中科万象品牌也应运而生。当年11月7日，从呼和浩特传来喜讯，稀土釉陶瓷荣获2019内蒙古自治区文化创意旅游商品大赛金奖，这也是我市唯一获此殊荣的参赛商品。此前的六七月份，他们与包头东河机场开展了长期战略合作，稀土釉陶瓷作为包头稀土文化的代表开始在包头东河机场进行全方位展示。在内蒙古第三届中蒙博览会上，时任自治区领导还将稀土釉陶瓷中的一套最贵重的礼盒作为礼品，送给了蒙古国总理。
2020年，稀土釉抗菌陶瓷又荣获“中国旅游商品大赛”银奖。
科学研发没有止境。通过检测和一些开放性实验，周效和他的研发团队发现，添加不同的稀土元素和不同的稀土复合抗菌材料，不仅能够让陶瓷替代铅、镉，有增亮、抗菌作用，还有易清洁、耐摔等“惊喜”。“2020年新冠肺炎疫情发生后，我们联系专门检测机构做了稀土复合抗菌材料对于幽门螺旋杆菌和新冠病毒的抗病毒性，结果显示我们材料对于新冠病毒的抗病毒性达到99.11%。”周效说。
稀土灵耀釉新品茶壶，这是目前稀土釉抗菌陶瓷中的最高端产品。
在中科院包头稀土研发中心创新产业园中科陶瓷的产品展厅内，茶具、咖啡杯、马克杯、餐具、花瓶、摆件等器形多变而美丽，富有艺术气息，其中一套流光溢彩、色泽独特的稀土釉陶瓷“灵耀”系列茶具的拳头产品更是令人惊艳。“我们是全国首次以把现代科技和传统文化做了一个结合，相对于其他的文创产品，我们产品的科技含量是非常高的。”周效介绍，正是因为独具特色，2021年8月16日，包头中科陶瓷科技有限公司开发的稀土釉抗菌抗病毒陶瓷文创系列产品的开发建设项目被列入2021年度国家文化和旅游科技创新工程项目储备库出库名单，这是自治区第一个入选该名单的项目和企业。“未来，我们希望把我们文创的目光和市场投向全国。”周效说。
目前，稀土釉陶瓷主要围绕餐具、茶具、摆件三大品类进行研发、生产。“另外，最近我们在开发一款纯紫砂的耐热陶瓷和高硬度值耐摔陶瓷，我们正在这两个方向做一些研发，围绕这些新功能，包括耐热的紫砂锅、高档的摆件、餐具都将是我们接下来产品开发的主要方向。”周效告诉记者。
来源：包头新闻网
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发表于 2021-9-14 08:59:02
