德克顿究竟是什么?
这是我们第26期的第五篇文章,印刷订阅者上周收到了这期刊物。在这篇文章中,查尔斯·C·曼恩解释了他如何开始热爱瓷器。我知道我有点像厨房设备的迷,好的?所以也许当我告诉你我和妻子买了一个很时尚的电磁炉时,你不必像我的表亲那样做出夸张的翻白眼,毕竟这是个对中产阶级来说有点昂贵的东西?也许你能想象当时那种恼怒,当我发现这个时尚的电磁炉——我提到过它很贵吗?——并没有包含必要的光滑烹饪表面,并且你需要从另一家公司单独购买烹饪表面,这一点在官网上并没有明确介绍,而那个表面不能是钢化玻璃,虽然我本以为电磁炉上有一块这样的玻璃,每平方英尺的价格大约是30美元,但却需要一种新的、名为德克顿的特殊材料,价格是其五倍。我问天,‘德克顿究竟是什么?’结果我的问题有两个答案。第一个答案是,德克顿是由西班牙公司Cosentino在2013年发明的一种人造材料,具有惊人的耐热、耐压、耐划伤、耐碎裂和耐污渍的特性——这种高科技物质在三十年前几乎是不可能被制造出来的。另一个同样真实的答案是,德克顿基本上是瓷器。矛盾的是,瓷器既是人类最古老的高科技之一,又是最年轻的高科技之一。最早的原始瓷器是在三千多年前创造的,当时这是一个令人震惊的技术成就,与几乎同时期的铁冶金的发展一样前所未有。铁科技在19世纪中叶再次繁荣,当时贝塞麦和西门子-马丁炼钢工艺的发明使制造商能够生产便宜且高质量的钢。如今,瓷器正在复兴——实际上,高科技陶瓷是材料科学持续上升的关键元素,材料科学是研究物质的结构与其物理特性之间关系的学科。虽然现在人们的关注主要集中在数字世界的崛起和人工智能的爆发,但这种关注有时会掩盖材料科学对我们物理世界和建筑环境的持续、同样重要的转型。释放出如此无处不在以至于几乎不可见的创新洪流,材料科学实际上改变了我们周围的墙壁。瓷器提醒我们,创造新物质的驱动力在很长一段时间内在历史中发挥了强大的作用。瓷器的初步开发始于北方中国的陶工们开始实验一种不寻常的粘土,这种粘土颜色像白垩,颗粒细腻,称为高岭土。高岭土因其颜色而受到重视,这种颜色在油漆、涂层和填料中都很有用。陶工们发现,将这种柔软、白色、看似平凡的泥土在极高温的条件下烧制,会产生惊人的效果。普通粘土看起来像无定形的胶状物,但实际上由数量庞大的微观晶体组成。这些晶体有一种不寻常的结构:扁平的片状物像纸牌一样叠放在一起,松散地通过羟基(氢和氧结合在一起,在化学术语中为- OH)结合在一起。当粘土在窑中加热时,羟基振动并解放出来,导致片状物分开并重新形成长针状晶体,相互锁定成坚固的结构。同时,自由的羟基结合形成水分子,在炽热的窑中蒸发,留下新晶体中的氧。高岭土中富含高岭石,一种由铝、硅、氧和氢组成的矿物——Al2 Si2 O5 (OH)4,括号中的意思是每个分子有四个羟基。当在窑中加热时,高岭石也会失去羟基并重新组织成一张由针状晶体构成的三维网。但当温度升高到大约1200摄氏度,远高于陶器的典型烧制温度时,高岭土会发生其他变化。硅和氧解放出来,形成二氧化硅,形成厚厚的液态玻璃,填充网状结构周围和内部的所有空隙,创造出一种密集、连续、半透明的基体——瓷器。在中国,和世界其他地方一样,陶瓷产业数千年来一直是基础产业。粘土是建筑(砖、土坯、夯土)、烹饪(锅、餐具)、艺术(油漆和雕塑)甚至通信的主要部分——粘土板是最早的书写材料。但瓷器是一场巨大的飞跃,是多项创新的结合。普通的窑无法达到烧制瓷器所需的温度,部分原因是它们位于“屋顶”的排气口几乎和热量产生的速度一样快地排出热空气,从而使窑冷却。
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