CN111574055A - 一种耐磨损的日用陶瓷制品及其制备方法 - Google Patents

一种耐磨损的日用陶瓷制品及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐磨损的日用陶瓷制品及其制备方法，所述耐磨损的日用陶瓷制品包括日用陶瓷坯体和釉面层，所述釉面层由包括以下重量份的原料制成：钠长石粉20～28份、钙长石粉15～20份、烧滑石粉10～14份、硅硼铝钙石粉6～8份、石英粉35～42份、煅烧高岭土12～15份、硅酸钠3～4份、碳化硅2～5份、氮化硅2～4份、短切玄武岩纤维7～9份、硅灰石晶须4～5.5份、氧化钛4～5份；其中，碳化硅和氮化硅的重量份之和为4～7份。本发明的耐磨损的日用陶瓷制品通过精选原料组成，并优化各原料含量，制得的耐磨损的日用陶瓷制品的釉面平整、光滑、且细腻，具有光润的质感，品质好；耐磨性能优异；硬度高；光泽度高，外观光亮精美。

Description

一种耐磨损的日用陶瓷制品及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷制品领域，具体涉及一种耐磨损的日用陶瓷制品及其制备方法。
背景技术
陶瓷制品是人们日常生活中最常见的器具之一，陶瓷的发展史是中华文明史的一个重要的组成部分，其中陶瓷的发明和发展更具有独特的意义，随着近代科学技术的发展，近百年来又出现了许多新的陶瓷品种，它们不再使用或很少使用粘土、长石、石英等传统陶瓷原料，而是使用其他特殊原料，甚至扩大到非硅酸盐，非氧化物的范围，并且出现了许多新的工艺，使陶瓷具有了各种各样的特殊功能。
日用陶瓷的产生可以说是因为人们对日常生活的需求而产生的，日常生活中人们接触最多，也是最熟悉的瓷器，如餐具、茶具、咖啡具、酒具、饭具等。
但是，目前所使用的日用陶瓷制品还存在以下问题：
1、釉面耐磨性能差，在使用过程中，容易造成表面刮花，进而造成不美观，容易沾污，且沾污后难以清洁等问题；
2、釉面平整度较差，不够光滑，不够细腻，甚至存在釉泡(气泡)等缺陷；
3、光泽度、硬度、外观、强度等综合性能差。
发明内容
基于上述情况，本发明的目的在于提供一种耐磨损的日用陶瓷制品及其制备方法，可有效解决以上问题。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种耐磨损的日用陶瓷制品，包括日用陶瓷坯体和釉面层，所述釉面层由包括以下重量份的原料制成：
钠长石粉20～28份、钙长石粉15～20份、烧滑石粉10～14份、硅硼铝钙石粉6～8份、石英粉35～42份、煅烧高岭土12～15份、硅酸钠3～4份、碳化硅2～5份、氮化硅2～4份、短切玄武岩纤维7～9份、硅灰石晶须4～5.5份、氧化钛4～5份；
其中，碳化硅和氮化硅的重量份之和为4～7份。
优选的，所述釉面层由包括以下重量份的原料制成：
钠长石粉24份、钙长石粉17.5份、烧滑石粉12份、硅硼铝钙石粉7份、石英粉38份、煅烧高岭土14份、硅酸钠3.6份、碳化硅2.5份、氮化硅3.3份、短切玄武岩纤维8份、硅灰石晶须4.8份、氧化钛4.5份。
优选的，所述釉面层还包括以下重量份的原料：稀土氧化物3～3.5份。
优选的，所述稀土氧化物为三氧化二钇和氧化镧的混合物。
优选的，所述三氧化二钇和氧化镧的质量之比为1：(0.4～0.48)。
优选的，所述釉面层还包括以下重量份的原料：高硼熔块3～4份。
优选的，所述高硼熔块的硼含量为11.5～14.5％，铅含量小于0.01％。
优选的，所述钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉的粒度均为4000～5000目。
优选的，所述煅烧高岭土的粒度为5000～6000目。
本发明还提供一种所述的耐磨损的日用陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：
A、日用陶瓷坯体的制备；
B、按重量份分别称取：钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉、煅烧高岭土、硅酸钠、碳化硅、氮化硅、短切玄武岩纤维、硅灰石晶须、氧化钛、稀土氧化物和高硼熔块，备用；
C、将钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉、煅烧高岭土、硅酸钠、碳化硅、氮化硅、短切玄武岩纤维、硅灰石晶须、氧化钛、稀土氧化物和高硼熔块置于高细球磨机中进行研磨混合，并加水调节固含量为60～64％，得到釉料；
D、将步骤C得到的釉料施釉至步骤A的所述日用陶瓷坯体表面，晾干后，得到施釉日用陶瓷坯体；
E、将所述施釉日用陶瓷坯体逐渐升温至650～700℃，烧制1.5～2h；然后再升温至1150～1180℃，继续，烧制3～4h；最后降温至580～600℃，保温1.5～2h；然后随炉冷却，得到所述耐磨损的日用陶瓷制品。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的耐磨损的日用陶瓷制品通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉、煅烧高岭土、硅酸钠、碳化硅、氮化硅、短切玄武岩纤维、硅灰石晶须、氧化钛、稀土氧化物和高硼熔块等，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，提升产品的质量稳定性，制得的耐磨损的日用陶瓷制品的釉面平整、光滑、且细腻，具有光润的质感，品质好；耐磨性能优异；硬度高；光泽度高，外观光亮精美。此外，抗折强度高，力学性能好，且密度低，具有轻质特性，综合性能好。
本发明的耐磨损的日用陶瓷制品添加适当比例的钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉、煅烧高岭土、硅酸钠，相互配合，相互补充，烧结后结构致密而且细腻，气孔、凸点等缺陷少，保证了本发明的耐磨损的日用陶瓷制品的釉面整体致密而细腻，从而保证了产品(本发明的耐磨损的日用陶瓷制品)的耐磨性能，硬度，以及光泽度等综合性能良好。
本发明的耐磨损的日用陶瓷制品中适当比例碳化硅、氮化硅、短切玄武岩纤维的添加，相互配合，起到良好的协同作用，其中，碳化硅、氮化硅主要起到增加产品耐磨性能，提高产品硬度的作用，可大大提升产品的耐磨性能，硬度，但是两者的导热性能好，添加量过多容易导致产品在盛装高温食物等时，烫伤使用者，本发明的发明人经过大量实验发现：短切玄武岩纤维的添加，不仅可与碳化硅、氮化硅相互配合，起到良好的协同作用，大大提升产品的耐磨性能，硬度，还可减少碳化硅、氮化硅，降低产品的导热系数。
本发明的耐磨损的日用陶瓷制品中适当比例硅灰石晶须的添加，可降低产品的热膨胀系数，提高产品的耐高温性能。
本发明的耐磨损的日用陶瓷制品中适当比例氧化钛的添加，进一步提升了使本发明的耐磨损的日用陶瓷制品的表面光泽度，且还具有一定杀菌效果。
本发明的耐磨损的日用陶瓷制品中釉面层还包括稀土氧化物，稀土氧化物优选为三氧化二钇和氧化镧的混合物。稀土氧化物添加后，在本发明的原料体系中，与其他组分相互配合，起到良好的协同作用，进一步提升了本发明的耐磨损的日用陶瓷制品的釉面整体致密而细腻，进一步提升了产品(本发明的耐磨损的日用陶瓷制品)的耐磨性能，硬度等。
此外，本发明的耐磨损的日用陶瓷制品中所述日用陶瓷坯体，可以是本领域常用的日用陶瓷坯体，如素烧日用陶瓷坯体，也可以是没有经过的素烧的(沥干的)日用陶瓷坯体。
本发明的制备方法工艺简单，操作简便，节省了人力和设备成本。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
实施例1：
一种耐磨损的日用陶瓷制品，包括日用陶瓷坯体和釉面层，所述釉面层由包括以下重量份的原料制成：
钠长石粉20～28份、钙长石粉15～20份、烧滑石粉10～14份、硅硼铝钙石粉6～8份、石英粉35～42份、煅烧高岭土12～15份、硅酸钠3～4份、碳化硅2～5份、氮化硅2～4份、短切玄武岩纤维7～9份、硅灰石晶须4～5.5份、氧化钛4～5份；其中，碳化硅和氮化硅的重量份之和为4～7份。
在本实施例中，所述釉面层优选由包括以下重量份的原料制成：
钠长石粉24份、钙长石粉17.5份、烧滑石粉12份、硅硼铝钙石粉7份、石英粉38份、煅烧高岭土14份、硅酸钠3.6份、碳化硅2.5份、氮化硅3.3份、短切玄武岩纤维8份、硅灰石晶须4.8份、氧化钛4.5份。
在本实施例中，所述釉面层优选还包括以下重量份的原料：稀土氧化物3～3.5份。
在本实施例中，所述稀土氧化物优选为三氧化二钇和氧化镧的混合物。
在本实施例中，所述三氧化二钇和氧化镧的质量之比优选为1：(0.4～0.48)。
在本实施例中，所述釉面层优选还包括以下重量份的原料：高硼熔块3～4份。
在本实施例中，所述高硼熔块的硼含量优选为11.5～14.5％，铅含量优选小于0.01％。
在本实施例中，所述钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉的粒度均优选为4000～5000目。
在本实施例中，所述煅烧高岭土的粒度优选为5000～6000目。
本实施例还提供一种所述的耐磨损的日用陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：
A、日用陶瓷坯体的制备；
B、按重量份分别称取：钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉、煅烧高岭土、硅酸钠、碳化硅、氮化硅、短切玄武岩纤维、硅灰石晶须、氧化钛、稀土氧化物和高硼熔块，备用；
C、将钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉、煅烧高岭土、硅酸钠、碳化硅、氮化硅、短切玄武岩纤维、硅灰石晶须、氧化钛、稀土氧化物和高硼熔块置于高细球磨机中进行研磨混合，并加水调节固含量为60～64％，得到釉料；
D、将步骤C得到的釉料施釉至步骤A的所述日用陶瓷坯体表面，晾干后，得到施釉日用陶瓷坯体；
E、将所述施釉日用陶瓷坯体逐渐升温至650～700℃，烧制1.5～2h；然后再升温至1150～1180℃，继续，烧制3～4h；最后降温至580～600℃，保温1.5～2h；然后随炉冷却，得到所述耐磨损的日用陶瓷制品。
实施例2：
一种耐磨损的日用陶瓷制品，包括日用陶瓷坯体和釉面层，所述釉面层由包括以下重量份的原料制成：
钠长石粉20份、钙长石粉15份、烧滑石粉10份、硅硼铝钙石粉6份、石英粉35份、煅烧高岭土12份、硅酸钠3份、碳化硅2份、氮化硅4份、短切玄武岩纤维7份、硅灰石晶须4份、氧化钛4份；其中，碳化硅和氮化硅的重量份之和为6份。
在本实施例中，所述釉面层还包括以下重量份的原料：稀土氧化物3份。
在本实施例中，所述稀土氧化物为三氧化二钇和氧化镧的混合物。
在本实施例中，所述三氧化二钇和氧化镧的质量之比为1：0.4。
在本实施例中，所述釉面层还包括以下重量份的原料：高硼熔块3份。
在本实施例中，所述高硼熔块的硼含量为11.5％，铅含量小于0.01％。
在本实施例中，所述钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉的粒度均为4000目。
在本实施例中，所述煅烧高岭土的粒度为5000目。
在本实施例中，所述的耐磨损的日用陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：
A、日用陶瓷坯体的制备；
B、按重量份分别称取：钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉、煅烧高岭土、硅酸钠、碳化硅、氮化硅、短切玄武岩纤维、硅灰石晶须、氧化钛、稀土氧化物和高硼熔块，备用；
C、将钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉、煅烧高岭土、硅酸钠、碳化硅、氮化硅、短切玄武岩纤维、硅灰石晶须、氧化钛、稀土氧化物和高硼熔块置于高细球磨机中进行研磨混合，并加水调节固含量为60％，得到釉料；
D、将步骤C得到的釉料施釉至步骤A的所述日用陶瓷坯体表面，晾干后，得到施釉日用陶瓷坯体；
E、将所述施釉日用陶瓷坯体逐渐升温至650℃，烧制2h；然后再升温至1150℃，继续，烧制3h；最后降温至580℃，保温1.5h；然后随炉冷却，得到所述耐磨损的日用陶瓷制品。
实施例3：
一种耐磨损的日用陶瓷制品，包括日用陶瓷坯体和釉面层，所述釉面层由包括以下重量份的原料制成：
钠长石粉28份、钙长石粉20份、烧滑石粉14份、硅硼铝钙石粉8份、石英粉42份、煅烧高岭土15份、硅酸钠4份、碳化硅5份、氮化硅2份、短切玄武岩纤维9份、硅灰石晶须5.5份、氧化钛5份；其中，碳化硅和氮化硅的重量份之和为7份。
在本实施例中，所述釉面层还包括以下重量份的原料：稀土氧化物3.5份。
在本实施例中，所述稀土氧化物为三氧化二钇和氧化镧的混合物。
在本实施例中，所述三氧化二钇和氧化镧的质量之比为1：0.48。
在本实施例中，所述釉面层还包括以下重量份的原料：高硼熔块4份。
在本实施例中，所述高硼熔块的硼含量为14.5％，铅含量小于0.01％。
在本实施例中，所述钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉的粒度均为5000目。
在本实施例中，所述煅烧高岭土的粒度为6000目。
在本实施例中，所述的耐磨损的日用陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：
A、日用陶瓷坯体的制备；
B、按重量份分别称取：钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉、煅烧高岭土、硅酸钠、碳化硅、氮化硅、短切玄武岩纤维、硅灰石晶须、氧化钛、稀土氧化物和高硼熔块，备用；
C、将钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉、煅烧高岭土、硅酸钠、碳化硅、氮化硅、短切玄武岩纤维、硅灰石晶须、氧化钛、稀土氧化物和高硼熔块置于高细球磨机中进行研磨混合，并加水调节固含量为64％，得到釉料；
D、将步骤C得到的釉料施釉至步骤A的所述日用陶瓷坯体表面，晾干后，得到施釉日用陶瓷坯体；
E、将所述施釉日用陶瓷坯体逐渐升温至700℃，烧制1.5h；然后再升温至1180℃，继续，烧制4h；最后降温至600℃，保温2h；然后随炉冷却，得到所述耐磨损的日用陶瓷制品。
实施例4：
一种耐磨损的日用陶瓷制品，包括日用陶瓷坯体和釉面层，所述釉面层由包括以下重量份的原料制成：
钠长石粉24份、钙长石粉17.5份、烧滑石粉12份、硅硼铝钙石粉7份、石英粉38份、煅烧高岭土14份、硅酸钠3.6份、碳化硅2.5份、氮化硅3.3份、短切玄武岩纤维8份、硅灰石晶须4.8份、氧化钛4.5份；其中，碳化硅和氮化硅的重量份之和为5.8份。
在本实施例中，所述釉面层还包括以下重量份的原料：稀土氧化物3.25份。
在本实施例中，所述稀土氧化物为三氧化二钇和氧化镧的混合物。
在本实施例中，所述三氧化二钇和氧化镧的质量之比为1：0.44。
在本实施例中，所述釉面层还包括以下重量份的原料：高硼熔块3.5份。
在本实施例中，所述高硼熔块的硼含量为13.2％，铅含量小于0.01％。
在本实施例中，所述钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉的粒度均为4500目。
在本实施例中，所述煅烧高岭土的粒度为5500目。
在本实施例中，所述的耐磨损的日用陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：
A、日用陶瓷坯体的制备；
B、按重量份分别称取：钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉、煅烧高岭土、硅酸钠、碳化硅、氮化硅、短切玄武岩纤维、硅灰石晶须、氧化钛、稀土氧化物和高硼熔块，备用；
C、将钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉、煅烧高岭土、硅酸钠、碳化硅、氮化硅、短切玄武岩纤维、硅灰石晶须、氧化钛、稀土氧化物和高硼熔块置于高细球磨机中进行研磨混合，并加水调节固含量为62％，得到釉料；
D、将步骤C得到的釉料施釉至步骤A的所述日用陶瓷坯体表面，晾干后，得到施釉日用陶瓷坯体；
E、将所述施釉日用陶瓷坯体逐渐升温至675℃，烧制1.8h；然后再升温至1165℃，继续，烧制3.5h；最后降温至590℃，保温1.8h；然后随炉冷却，得到所述耐磨损的日用陶瓷制品。
下面对本发明实施例2至实施例4得到的耐磨损的日用陶瓷制品以及普通日用陶瓷制品进行性能测试，测试结果如表1所示。
上述实施例2至实施例4中的所述日用陶瓷坯体及其制备方法如下：
一种日用陶瓷坯体，由包括以下重量份的原料制成：
钠长石23份、钙长石17份、方解石35份、凹凸棒黏土29份、钠基膨润土12份、硅硼铝钙石6份、石英12份、硅酸铝纤维管9.5份、硅酸钠4.8份、发泡剂2.6份、稳泡剂1.1份、减水剂1份。
其中，所述发泡剂优选为十二烷基苯磺酸钠。
其中，所述减水剂优选为FDN-Ⅱ缓凝高效减水剂。
其中，所述稳泡剂优选为聚二甲基硅氧烷和硬脂酰胺丙基聚二甲硅氧烷的混合物。
其中，所述聚二甲基硅氧烷和硬脂酰胺丙基聚二甲硅氧烷的质量之比优选为1：0.72。
所述的日用陶瓷坯体的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取钠长石、钙长石、方解石、凹凸棒黏土、钠基膨润土、硅硼铝钙石、石英、硅酸铝纤维管、硅酸钠、发泡剂、稳泡剂和减水剂，备用；
B、先将稳泡剂和减水剂溶于水中，然后将钠长石、钙长石、方解石、凹凸棒黏土、钠基膨润土、硅硼铝钙石、石英、硅酸铝纤维管、硅酸钠置于高细球磨机中，加入稳泡剂和减水剂的水溶液，进行球磨混合70min，并控制固含量为71％，得到坯浆；
C、进行除泡，然后将发泡剂加入坯浆中，搅拌混合均匀；然后进行发泡，当发泡体积增大2.5倍时，定型得到粗坯；然后经自然阴干，利坯，得到生坯；
D、逐渐升温至540℃，烧制4h；随炉冷却，得到所述日用陶瓷坯体。
表1
Figure BDA0002500698770000081
从上表可以看出，本发明的耐磨损的日用陶瓷制品具有以下优点：釉面平整、光滑、且细腻，具有光润的质感，品质好；耐磨性能优异；硬度高；光泽度高，外观光亮精美；此外，抗折强度高，力学性能好，且密度低，具有轻质特性，综合性能好。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐磨损的日用陶瓷制品，其特征在于，包括日用陶瓷坯体和釉面层，所述釉面层由包括以下重量份的原料制成：
钠长石粉20～28份、钙长石粉15～20份、烧滑石粉10～14份、硅硼铝钙石粉6～8份、石英粉35～42份、煅烧高岭土12～15份、硅酸钠3～4份、碳化硅2～5份、氮化硅2～4份、短切玄武岩纤维7～9份、硅灰石晶须4～5.5份、氧化钛4～5份；
其中，碳化硅和氮化硅的重量份之和为4～7份。
2.根据权利要求1所述的耐磨损的日用陶瓷制品，其特征在于，所述釉面层由包括以下重量份的原料制成：
钠长石粉24份、钙长石粉17.5份、烧滑石粉12份、硅硼铝钙石粉7份、石英粉38份、煅烧高岭土14份、硅酸钠3.6份、碳化硅2.5份、氮化硅3.3份、短切玄武岩纤维8份、硅灰石晶须4.8份、氧化钛4.5份。
3.根据权利要求1或2任一项所述的耐磨损的日用陶瓷制品，其特征在于，所述釉面层还包括以下重量份的原料：稀土氧化物3～3.5份。
4.根据权利要求3所述的耐磨损的日用陶瓷制品，其特征在于，所述稀土氧化物为三氧化二钇和氧化镧的混合物。
5.根据权利要求4所述的耐磨损的日用陶瓷制品，其特征在于，所述三氧化二钇和氧化镧的质量之比为1：(0.4～0.48)。
6.根据权利要求5所述的耐磨损的日用陶瓷制品，其特征在于，所述釉面层还包括以下重量份的原料：高硼熔块3～4份。
7.根据权利要求6所述的耐磨损的日用陶瓷制品，其特征在于，所述高硼熔块的硼含量为11.5～14.5%，铅含量小于0.01%。
8.根据权利要求6所述的耐磨损的日用陶瓷制品，其特征在于，所述钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉的粒度均为4000～5000目。
9.根据权利要求6所述的耐磨损的日用陶瓷制品，其特征在于，所述煅烧高岭土的粒度为5000～6000目。
10.一种如权利要求6至9任一项所述的耐磨损的日用陶瓷制品的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
A、日用陶瓷坯体的制备；
B、按重量份分别称取：钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉、煅烧高岭土、硅酸钠、碳化硅、氮化硅、短切玄武岩纤维、硅灰石晶须、氧化钛、稀土氧化物和高硼熔块，备用；
C、将钠长石粉、钙长石粉、烧滑石粉、硅硼铝钙石粉、石英粉、煅烧高岭土、硅酸钠、碳化硅、氮化硅、短切玄武岩纤维、硅灰石晶须、氧化钛、稀土氧化物和高硼熔块置于高细球磨机中进行研磨混合，并加水调节固含量为60～64%，得到釉料；
D、将步骤C得到的釉料施釉至步骤A的所述日用陶瓷坯体表面，晾干后，得到施釉日用陶瓷坯体；
将所述施釉日用陶瓷坯体逐渐升温至650～700℃，烧制1.5～2h；然后再升温至1150～1180℃，继续，烧制3～4h；最后降温至580～600℃，保温1.5～2h；然后随炉冷却，得到所述耐磨损的日用陶瓷制品。
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