Sono Harold, un chimico dei materiali nel campo dell'ingegneria delle superfici ceramiche. Oggi vi condurrò nel mondo microscopico degli smalti ceramici, vi svelerò come la tecnologia a getto d'inchiostro UV abbia infranto i tre principali tabù della stampa tradizionale e condividerò la formula segreta che abbiamo scoperto per caso durante il restauro di reliquie culturali nella Città Proibita.
Imparerete:
- Come la nano-silice permette all'inchiostro di "afferrare" le piastrelle vetrificate
- La tecnologia di polimerizzazione UV risolve il problema dello sviluppo del colore alle alte temperature di 1200°C
- Una soluzione a livello molecolare per prevenire la diffusione dei pigmenti ceramici
- Una speciale formula di accoppiamento verificata nel restauro di reliquie culturali
1. Il salto di qualità nella stampa ceramica: dalla serigrafia al getto d'inchiostro digitale
Il dilemma materiale dietro la rivoluzione della risoluzione
Nel 2018, quando abbiamo partecipato al progetto di replica delle piastrelle murali di Dunhuang, la precisione di 72 dpi della serigrafia tradizionale ci ha fatto perdere 40% dei dettagli del murale. Dopo il passaggio alla tecnologia a getto d'inchiostro, la risoluzione di 360 dpi ha ripristinato con successo il disegno del filo d'oro di 0,2 mm dei costumi delle apsaras volanti, ma sono seguiti nuovi problemi.
Confronto tra prestazioni tradizionali e a getto d'inchiostro (in base al libro bianco del settore 2023):
Indicatore Stampa serigrafica Stampa a rullo Getto d'inchiostro digitale
Risoluzione massima 72dpi 150dpi 360dpi
Riproduzione del colore 65% 78% 92
Larghezza minima della linea 0,5 mm 0,3 mm 0,08 mm
Tasso di perdita di produzione 12% 8% 3%
2. Una svolta nella "zona mortalmente ristretta": la chirurgia molecolare dell'inchiostro UV
Una testimonianza pratica della tecnologia di nano-ancoraggio
Quando l'abbiamo testato sulle piastrelle vetrificate di Jingdezhen, l'adesione dei normali inchiostri UV era solo 2B (metodo del tratteggio). Introducendo un sistema di "ancoraggio molecolare" di 30 nm di silice + γ-metacrilossipropil-trimetossisilano, l'adesione è stata migliorata fino a 5B.
La principale innovazione nella formulazione:
- Materiale della struttura: acrilato poliuretanico (40%) + acrilato epossidico (25%)
- Nano rinforzo: SiO₂ modificato in superficie (8%) + ZrO₂ (3%)
- Sistema di polimerizzazione: ITX (3%) + 907 (2%) + EDAB (0,5%)
- Controllo del flusso: TPGDA (15%) + DPGDA (7%)
3. Battaglia per proteggere lo sviluppo del colore ad alta temperatura: codice quantistico per la stabilità dei pigmenti
La strada per spezzare la maledizione del rosso
Nel 2019, lo smalto rosso di una fabbrica di piastrelle di ceramica di fascia alta presentava una differenza di colore di ΔE pari a 7,8 dopo la cottura a 1180°C. Abbiamo utilizzato una tecnica di rivestimento core-shell per rivestire la zirconia stabilizzata con ittrio sulla superficie del pigmento rosso al seleniuro di cadmio, aumentando la sua resistenza alla temperatura di 1250°C.
Esperimento di confronto delle prestazioni:
- Pigmento non trattato: inizia a decomporsi a 1175°C, ΔE>5
- Pigmento rivestito con core-shellrimane stabile a 1250°C, ΔE<1,5
- Stabilità della dispersioneIl potenziale zeta aumenta da ±15mV a ±35mV.
- Distribuzione dimensionale delle particelle: La D50 diminuisce da 1,2μm a 0,6μm.
4. Speculazioni sul futuro: L'inchiostro UV può far rivivere il perduto Yaobian Tianmu?
Quando ho utilizzato la tecnologia a getto d'inchiostro in laboratorio per riprodurre l'iridescenza dei manufatti Yaobian della dinastia Song, ho riscontrato tre sfide fondamentali:
- l'allineamento direzionale dei microcristalli di ossido metallico
- l'accatastamento preciso di strutture di smalto multistrato
- e la previsione del comportamento di cambiamento di fase durante la cottura
La tecnologia di deposizione assistita da campo magnetico che stiamo sperimentando può ottenere l'orientamento preferenziale del piano (110) dei cristalli α-Fe₂O₃ durante il processo a getto d'inchiostro. Forse, entro cinque anni, la tecnologia moderna sarà in grado di sbloccare il codice quantico delle antiche modifiche dei forni.
Le mie note sul campo
La scorsa settimana, nel trattare un reclamo relativo a uno smalto per bagno, ho scoperto che la rugosità superficiale convenzionale Ra=3,2μm non soddisfaceva gli standard di sicurezza. Aggiungendo all'inchiostro UV le perle di vetro 20% a 150 maglie, il coefficiente di attrito è stato aumentato da 0,35 a 0,68 senza compromettere la precisione del disegno.
Suggerimenti per la visualizzazione
- Diagramma di confronto microscopico (Alt: Confronto al SEM della sezione trasversale dello strato di inchiostro prima e dopo il nano-ancoraggio)
- Curva di analisi termica (Alt: analisi DSC-TG del pigmento rivestito di core-shell)
- Diagramma di flusso del processo (Alt: Principio del sistema di deposizione a getto d'inchiostro magneticamente assistito)
Sfida interattiva:
Quali sono i problemi tecnici più ostinati che avete incontrato nella decorazione della ceramica? Descrivete i casi più difficili nei commenti, e selezionerò i due più rappresentativi da smontare a livello molecolare!
(1) Inchiostro a getto d'inchiostro ceramico rosso UV
Acrilato di poliuretano 13%
Diluente fotoiniziatore 50%
907 2%
ITX 1%
Pigmento ceramico rosso 30%
Additivi per inchiostri 4%
(2) Inchiostro ceramico giallo UV a getto d'inchiostro Acrilato di poliuretano
Diluente fotoiniziatore 50%
907 1.5%
1173 0.5%
ITX 1%
Pigmento ceramico giallo 34%
Solvente 5%
Additivi per inchiostri 3%
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| Politiolo/Polimerocaptano | ||
| DMES Monomero | Solfuro di bis(2-mercaptoetile) | 3570-55-6 |
| DMPT Monomero | TIOCURA DMPT | 131538-00-6 |
| Monomero PETMP | 7575-23-7 | |
| PM839 Monomero | Poliossi (metil-1,2-etanediile) | 72244-98-5 |
| Monomero monofunzionale | ||
| Monomero HEMA | Metacrilato di 2-idrossietile | 868-77-9 |
| Monomero HPMA | Metacrilato di 2-idrossipropile | 27813-02-1 |
| Monomero THFA | Acrilato di tetraidrofurfurile | 2399-48-6 |
| HDCPA Monomero | Acrilato di diciclopentenile idrogenato | 79637-74-4 |
| Monomero DCPMA | Metacrilato di diidrodiclopentadienile | 30798-39-1 |
| Monomero DCPA | Acrilato di diidrodiclopentadienile | 12542-30-2 |
| Monomero DCPEMA | Metacrilato di diciclopentenilossietile | 68586-19-6 |
| Monomero DCPEOA | Acrilato diciclopentenilico di etile | 65983-31-5 |
| Monomero NP-4EA | (4) nonilfenolo etossilato | 50974-47-5 |
| LA Monomero | Acrilato di laurile / Acrilato di dodecile | 2156-97-0 |
| Monomero THFMA | Metacrilato di tetraidrofurfurile | 2455-24-5 |
| Monomero PHEA | ACRILATO DI 2-FENOSSIETILE | 48145-04-6 |
| Monomero LMA | Metacrilato di laurile | 142-90-5 |
| Monomero IDA | Acrilato di isodecile | 1330-61-6 |
| Monomero IBOMA | Metacrilato di isoborile | 7534-94-3 |
| Monomero IBOA | Acrilato di isoborile | 5888-33-5 |
| EOEOEA Monomero | Acrilato di 2-(2-etossi)etile | 7328-17-8 |
| Monomero multifunzionale | ||
| Monomero DPHA | 29570-58-9 | |
| Monomero DI-TMPTA | TETRAACRILATO DI(TRIMETILOLPROPANO) | 94108-97-1 |
| Acrilammide monomero | ||
| ACMO Monomero | 4-acrilomorfolina | 5117-12-4 |
| Monomero di-funzionale | ||
| PEGDMA Monomero | Poli(etilenglicole) dimetacrilato | 25852-47-5 |
| Monomero TPGDA | Tripropilene glicole diacrilato | 42978-66-5 |
| TEGDMA Monomero | Dimetacrilato di trietilene e glicole | 109-16-0 |
| PO2-NPGDA Monomero | Diacrilato di neopentilene glicole propoxilato | 84170-74-1 |
| PEGDA Monomero | Diacrilato di polietilene e glicole | 26570-48-9 |
| Monomero PDDA | Ftalato dietilenglicole diacrilato | |
| Monomero NPGDA | Diacrilato di neopentile e glicole | 2223-82-7 |
| Monomero HDDA | Esametilene diacrilato | 13048-33-4 |
| EO4-BPADA Monomero | BISFENOLO A DIACRILATO ETOSSILATO (4) | 64401-02-1 |
| EO10-BPADA Monomero | BISFENOLO A DIACRILATO ETOSSILATO (10) | 64401-02-1 |
| EGDMA Monomero | Dimetacrilato di glicole etilenico | 97-90-5 |
| Monomero DPGDA | Dienoato di glicole dipropilenico | 57472-68-1 |
| Bis-GMA monomero | Bisfenolo A Glicidilmetacrilato | 1565-94-2 |
| Monomero trifunzionale | ||
| TMPTMA Monomero | Trimetilolpropano trimetacrilato | 3290-92-4 |
| TMPTA Monomero | Trimetilolpropano triacrilato | 15625-89-5 |
| Monomero PETA | 3524-68-3 | |
| GPTA ( G3POTA ) Monomero | TRIACRILATO PROPOXY DI GLICERILE | 52408-84-1 |
| EO3-TMPTA Monomero | Triacrilato di trimetilpropano etossilato | 28961-43-5 |
| Monomero fotoresistente | ||
| IPAMA Monomero | 2-isopropil-2-adamantile metacrilato | 297156-50-4 |
| Monomero ECPMA | Metacrilato di 1 etilciclopentile | 266308-58-1 |
| ADAMA Monomero | Metacrilato di 1-Adamantile | 16887-36-8 |
| Metacrilati monomero | ||
| TBAEMA Monomero | 2-(Tert-butilammino)metacrilato di etile | 3775-90-4 |
| NBMA Monomero | Metacrilato di n-butile | 97-88-1 |
| MEMA Monomero | Metacrilato di 2-metossietile | 6976-93-8 |
| Monomero i-BMA | Metacrilato di isobutile | 97-86-9 |
| Monomero EHMA | Metacrilato di 2-etilesile | 688-84-6 |
| EGDMP Monomero | Glicole etilenico Bis(3-mercaptopropionato) | 22504-50-3 |
| Monomero EEMA | 2-etossietil 2-metilprop-2-enoato | 2370-63-0 |
| DMAEMA Monomero | N,M-Dimetilaminoetil metacrilato | 2867-47-2 |
| Monomero DEAM | Metacrilato di dietilamminoetile | 105-16-8 |
| CHMA Monomero | Metacrilato di cicloesile | 101-43-9 |
| BZMA Monomero | Metacrilato di benzile | 2495-37-6 |
| BDDMP Monomero | 1,4-Butandiolo Di(3-mercaptopropionato) | 92140-97-1 |
| BDDMA Monomero | 1,4-butandioldimetacrilato | 2082-81-7 |
| Monomero AMA | Metacrilato di allile | 96-05-9 |
| AAEM Monomero | Metacrilato di acetilacetile | 21282-97-3 |
| Acrilati monomero | ||
| IBA Monomero | Acrilato di isobutile | 106-63-8 |
| Monomero EMA | Metacrilato di etile | 97-63-2 |
| Monomero DMAEA | Acrilato di dimetilamminoetile | 2439-35-2 |
| Monomero DEAEA | 2-(dietilammino)etilprop-2-enoato | 2426-54-2 |
| CHA Monomero | prop-2-enoato di cicloesile | 3066-71-5 |
| BZA Monomero | prop-2-enoato di benzile | 2495-35-4 |