中央工业实验所窑业实验室
1928 年冬,时任工商部部长的孔祥熙(图7-5),鉴于工业试验与研究,为发展工业必要的基本途径,呈请国民政府筹设工业试验所。他在呈文中称:“窃维工业之振兴,必本于科学而科学之昌明,尤于试验是以世界各国,对于工业之如何改良,商品之如何鉴别,标准之如何规定,以及制造方法之如何检验,盖无一不以科学为基础,更无一不以试验为依据……且我国通商大埠如上海、天津、汉口等处,外人所设之化验机关亦复不少,兼以国内自设之化验机关又无完善之设备……以致我国研究工业及运销商品者,往往假手于外人所设机关,为之化验取其凭证以为依据,不待我国工商业之主权被人侵害,亦且工商业之生命受人操纵。”这里孔部长指出了我国欲改良工业,但却缺乏相关试验检验工业产品的科研机构的局面。同时,由于受国货运动的影响,国内对于工业产品鉴定的需求愈加强烈,“工商各界以其出品来部,呈请奖励证明者肩踵相接,自应妥为审核详加指导,方足以进行,但国货之真伪,制造之优劣,既非目力所能鉴别,亦非徒手所能分析,势不能不借助于精密之仪器及纯粹之药品,否则虽有专家亦将束手”。在这种情况下,时任工商部部长的孔祥熙鉴于国内外形势发展及其职能所在,于是“祥熙一鉴于东西各国之成规,二惕于工业主权之旁落,三迫于工商界之要求职责所在未敢因循”[15]。故此申请创办中央工业实验所。但由于当时“战事未平,国库支绌,未克即时实现”,只能在部内先设一化学实验室,以应时需。然“振兴工业为富国之基,而工业之兴,必胚胎于学术,欲工业之发达,求学术之应用,自当以试验为唯一之要图”[16]。况且我国地大物博,矿产资源丰富,“仅设一实验室断不足以国家工业发展所需要”。
图7-5 孔祥熙(1880—1967)
在国内局势稍微稳定、国货运动日益高涨的背景下,工商部会同铁道部、卫生部筹议创建中央工业实验所,后中央决定由工商部单独创办该所。1930 年7 月5 日,中央工业试验所正式成立,“首任所长为徐善祥,之后所长分别为吴承洛、欧阳仑、顾毓瑔”[17]。所址设在南京水西门外原江南造币厂旧址,该所起初内设化学与机械两组,化学组分设分析、酿造、纤维及窑业四个试验室。[18]该所的工作方针有以下七个方面:
(一)协助工业技术组织之改进——工业试验与研究,为工业进步之唯一途径,值此工业衰落之际,工业试验,日见重要。本所既负工业试验之重任,自应与国内各国货工厂打成一气,合力促工业之改进,一年来,本所对于各种工场之声请,无不立予技术上之协助,且更近一步自动向各工厂访问征询试验问题,以服务的态度,协助其技术组织之改进,故各工厂与本所之合作关系日增,本所之服务范围因而日广。
(二)国货工业原料之研究与试验——中国号称地大物博,土地之广大,故无疑议,而物产之多博,则尚待研究与考查,盖产品种类即多,产量未必定丰,产量即使丰足,而品质未必即佳,品质即使适宜,采用是否经济,尚属一大问题。故中国工业原料问题,有待于研究试验者,实较任何工业原料问题为急切,年来本所对于各项重要工业原料,予以有系统之研究与试验,检定其物理及化学之品质,试验其制造性质,更研究其利用之经济与否,以研究试验之结果,供工业上之采用。
(三)国货工业品品质之试验——年来国货工业制品,以提倡国货运动而增加品质优良者,固不在少,而取巧贬质以图渔利者,亦比比皆是,致使社会人士,对于国货之信仰,无由固定。故提倡国货之根本问题,还在提高其品质,减底其成本,使与外货相较,处于不败之地,年来本所对于各种重要国货,曾分别予以试验,以断其品质之优劣,进而以服务的态度,促其改进。
(四)促成各种工业之试验研究工作——工业问题,千头万绪,试验与研究,决非一二机关所能尽举。在欧美工业前进国家,各个工厂各个工业,皆有实验室及研究组织,于各个工业上,虽极细之问题,无不加以深刻之研究。本所范围不大,设备亦甚有限,即联合全国之各试验所各研究室,亦不能解决工业上各种问题。故本所除实际负责各种工业问题之试验研究外,犹力促各种工业自行举办试验研究工作,由本所加以指导,并交换各种试验所得之结果。
(五)与国内工业试验及研究机关合作——先进国内工业试验及研究机构,为数甚少,人才更属有限,而各机构之工作,每有重复之处,殊非经济合理之道。宜使全国试验研究工作,在合理之方式下,分工而合作,使人尽其才,物尽其用,来与中央研究院各研究所、各工科大学、各省市工业试验机关及私人团体,于工作方面,已有相当分工合作办法,庶研究与试验值效能,得以增加,而无谓之耗费,得以减除。
(六)与建设行政机关谋技术之疏通——现今负责建设行政之机关,系统不一,工作甚少联络,为增进效率,内部工作之疏通,乃属必要。本所与全国经济委员会公路处曾合作开办汽车机务人员训练所,并研究棉籽代替柴油问题等。
(七)与国内专家合作——工业技术部门繁多,学者各有所专,本所范围有限,决不能罗致天下英才,聚于一室,除随时向本部及部署各机关之技术人员,请其协助研究外,为集思广益之计,经分别请素负时望学有专长之各专家,为本所通讯研究员,庶每一专门问题发生时,本所可以随时征询意见。[19]
图7-6 赖其芳(1899—1985)
图7-7 赖其芳在昆明讲话稿
在该方针的指导下,窑业实验室制定了本部门的工作职责“为改良中国窑业,及研究新颖艺术,并试制特种瓷器起见,故本组设立窑业实验室”。窑业试验室首任主任为赖其芳(图7-6)[20]窑业实验室设备有“陶瓷材料试验研究仪器及高热电炉等设备,并各种辘轳泥条机、碎石机、石盘碾磨机、电动机等共数十件。内有新式窑炉多座”[21]。在配套设施方面,该所“设置工人住宅一所,计住房六十余间;教室、俱乐部、合作社、办事处各一间,游戏场一处,新村公园一处”[22]。
该实验室的业务范围“除代外界检定窑业原料产品外,更征集各地陶瓷原料,作物理实验(如天然状态之观察、淘汰实验、干燥试验、烧火试验及耐火度试验等),化学实验(如近成分析、示性分析等),以检定何处瓷土最宜制瓷,而且最经济。就原料分析所得结果,计算配合烧成,确定良好坯釉之配合比例,及其范围,上述各项试验,均得有相当结果。此外关于窑炉之改造及烧磁适当火度之试验等,均有精细研究。至日用瓷品,已试制多次,成绩颇佳。现在从事于电瓷之研究,刻已制成电磁碍子多种,将来完成后,拟再从事于科学用磁之制造,并求日用美术瓷品之改进”[23]。
由于业务量的增加及业务范围的逐渐扩充,原化学组下的窑业实验室改称为窑业试验所,至此该窑业所业务范围也逐渐扩大,主要包含有原料之物理化学试验、窑炉及烧成之试验、电气用瓷器制造试验、化学用瓷器制造试验、红砖变色问题之研究、瓷器颜色釉制造实验、化学玻璃之检定实验、煤灰熔点试验等八个方面。在该所成员的共同努力下,窑业试验所在上述业务中均取得了一定的成绩,中央工业试验所所长顾毓瑔予以了肯定:“本所窑业试验所工作,对于原料之试验,坯釉之配合,及工业用品之试制,最为着重一年半以来,已稍有结果。”现将窑业试验所主要试验项目及成绩略述如下:
(甲)窑业原料之试验。我国窑业原料,分布极广,几乎无地无之,即就陶土而论,亦极为丰富,安徽、江西、浙江、湖南、四川各省,以及北方沿太行山脉一带,其产量尤丰,惜无精密之调查语统计,诚为憾事。然原料之优劣,与坯釉之精粗,制品之良窳,关系甚大,故试验原料,实为研究窑业问题之基本工作。本所年来对于原料之试验,除代外界检定窑业原料外,更征集各地原料,加以试验,以此较其优劣,而定期用途,其试验事项,分物理实验与化学实验两种,物理实验中之原性试验,塑干性试验,烧成性试验,化学试验中之近成分析,示性分析等,均得有相当结果,统计本年所有实验之原料,已达二十余种,兹将国内陶土之产地,及征集原料之区域,关于我国陶土产地和该所征集原料列表内容暂略。
(乙)窑炉及烧成之试验。研究窑业,除原料问题外,以窑炉及烧成问题最为重要,中国旧式窑炉,系用薪柴为燃料,供给困难,故成本较昂,窑内火度,亦颇不均匀,为最大之缺点,烧成方法,则仅恃多年经验,毫无学理之根据,故对于烧成之结果,绝无把握,而多视为神秘作用,本所对于此种问题极为重视,已研究之事项,为:(一)燃料之选择,应用烟煤为燃料,并考查其性质。(二)窑炉大小形式及各部构造之设计,查窑炉之设计,有必要条件1.火度均匀;2.燃料节省。(三)烧法之研究,1.热度进行之状态;2.通风之强弱,还原之程度;3.烘烧、攻烧、本烧,所需时间之长短;4.保持一定温度时间之久暂;5.制品之良窳,与烧成之关系,上述各项,均经详细研究,一年以来先后试烧数十次,成绩颇佳。
(丙)电气用瓷器制造试验。近年吾国电气事业,日益发达,电气用瓷需求剧增,本所一年前,曾着手试验,其经过曾在工业中心三卷八期发表,嗣后对于坯釉之配合,更加以改良应用赣、皖、浙所产之原料,制成电瓷碍子多种,送由建设委员会电气实验室,试验结果良好,试验结果暂略。
(丁)化学用瓷制造试验。化学用瓷器在科学上,具有特殊地位,近年我国化学工业,日渐发达,其需求因亦随之而激增,故化学用瓷之试制,实属刻不容缓之举。本所曾应用苏赣各省,所产之瓷土,作基本原料,试制化学用瓷多种,作下列各项试验结果,颇为良好。
(戊)红砖变色试验。防空声中,红砖之销路,大受打击,本市各大砖厂,均请代作变色问题之研究,金城宏业两公司分别检送原料到所,请做实验。
(己)瓷器颜色釉制造实验。颜色釉在瓷器装饰上,占重要位置,非惟光彩可观,且能弥补天然原料之缺憾,借以提高物品之价值,但瓷器颜色釉,因着色剂之不耐高热,及有不安定之变化等问题,欲得圆满之结果,殊非易事。本所应用氧化钴、氧化铬、氧化锰、氧化铜、氧化铁、氧化铀六种着色剂,混合基础釉中,用摄氏一千三百度之火度烧成后,研究呈色之变化,现已告一段落,其详细报告,将于工业中心上发表,实验结果暂略。
(庚)化学玻璃之检定实验。本所受上海中央化学玻璃厂之请,试验该厂所制化学玻璃多种,业经作种种试验,如机械之强度比重急冷抵抗性,耐酸耐碱中性度,柔化温度等项,同时检定耶拿(Jena)与排越(Pyrex)化学玻璃之品质,以资比较,此项工作业已完成,据试验结果,该厂制品之品质,实不弱于舶来品。
(辛)煤灰熔点试验。近年因煤屑燃烧炉及机械式投炭装置,日渐发达,故煤灰之熔点问题,对于窑炉之设计,益增其重要性,按熔点试验,有间接法与直接法之别,间接法者,乃将灰分分析之结果,用适当方式计算值,以比较熔融之难易;直接法者,乃将灰分制成三角锥,实测其熔点高后者所得结果,较为正确,本所曾向各大工厂征集所用煤灰以试验其熔点,计先后收到煤灰十二种,经用直接法加以试验,其结果暂略。[24]
该所在这一时期内对我国陶瓷教育方面的贡献主要有以下几个方面,其一,有效地弥补和丰富了我国传统产业的科学化分析研究数据和方法。该所在成立窑业实验室之初,便聘请了获得美国麻省理工学院陶瓷工程专业博士学位的赖其芳主持窑业实验室的工作,在赖的带领下,窑业实验室获得了我国陶瓷原料产地及其物理化学性能方面的大数据,并针对不同地方制定了不同的改良方法,如本所对于苏州及处州两处原料的检验及改良方法,有如下记载:“苏州土可配合做电瓷及化学用瓷之用,处州土可配合作日用瓷器之用。关于制造方法之改进,可分为七项,1.电瓷坯裂之防止;2.釉裂之防止;3.坩埚变形之防止;4.石膏型之改良;5.石膏之分析,烧炼时间,烧炼温度凝结时间强度等;6.注坯泥浆之浓度,及电解质加入之影响;7.成坯速率之比较;8.坯内螺旋之制造)。”[25]这些数据资料和改进瓷业的方法,为我国陶瓷教育提供了珍贵的理论知识和试验方法,丰富了教学内容。
其二,加强了中央与地方科研教育机构的联系。仅以该所与江西为例,在顾毓瑔于1936 年所做的《一年半以来之中央工业试验所》报告(图7-8)中提到,该所窑业实验室先后向江西陶业管理局、江西陶业实验所、江西陶业学校等科研教育机构征集陶瓷原料,并就试验内容及方法进行了探讨与合作。
图7-8 《一年半以来中央工业试验所》报告
1937 年“七·七事变”后该所奉命西迁。此时该所已拥有技正(7 人)、技工(7 人)、技佐(10 人)、秘书(1 人)、事务员(4 人)、学习员(1 人)、练习生(20 人)及雇员(10 人)等各种人员61 名,设有所长室、化学组、机械组和总办公厅等9 个内部机构,由顾毓瑔任所长,李尔康任化学组主任,伍无畏任机械组主任,李长龄任总办公厅事务长。[26]
1938 年初,该所划归属于经济部管理,是年6 月公布了《经济部中央工业试验所组织条例》,在人事方面条例规定:设所长1 人(荐任);技正6 至10 人(其中2 人委任,其余荐任);事务主任1人(荐任);技士10 至16 人(其中6 至8 人荐任,其余委任);技佐10 至16 人;事务员4 至8 人(均由所长遴请、经济部委任)。此外,该所还可聘用特约研究员以及酌用雇员并招收练习生和学徒。[27]实验所西迁后,在交通险阻、物资缺乏、财力日绌、极度困难的情形下仍惨淡经营、推进工作,以适应军事民生的需要,更以配合国防计划的推行。此间先后成立17 个试验室、11 个实验工厂、3 个推广改良工作站。[28]在17 个试验室中,陶业试验室作为其中之一,偏重工业制造的研究与试验。11 个实验工厂中陶业示范实验厂列为其中之一,3 个推广改良工作站之一为南川陶业推广工作站。[29]
该所成立之初就设有窑业试验室,经常派员分赴各陶瓷产区进行调查并征集各地样品作物理试验与化学分析,以供陶业界参考。该所在对陶业原料进行分析研究的同时,于1939 年11 月在四川盘溪成立窑业原料实验工厂从事耐火材料的制造,1940 年6 月正式出品。此外,该所历年从事的试验与研究项目还有:磁器胚釉的试验;电气用瓷制造试验;化学用磁制造试验;瓷器颜色釉制造试验;四川耐火材料的研究;玻璃制造的研究;矾砖中提制氧化铅的研究。
陶瓷工业的研究与改良是将固有陶瓷工业中最不易解决的一个步骤,即原料的处理工作由该所来承担。该所将各项陶瓷原料用现代的方法来粉碎、磨细、配合以供给固有的陶瓷工业,使手工业可用原有的传统技艺完成各项制品,从而使现代科学与固有工艺合而为一,这种方法对陶瓷工业的改良帮助很大。
依该所组织条例规定:该所以工业原料研究、工业技术的改良、工业成品的鉴定、工业示范与推广为工作范围。其目的是通过工业原料的研究,使中国工业自给化;通过工业技术的改良,使中国工业现代化;通过工业成品的鉴定,使中国工业标准化;通过工业示范与推广,使中国工业普遍化。要求职员对工业研究须抱有科学家的态度,对工业改良须抱有企业家的态度,对工业鉴定须抱有法学家的态度,对工业推广须抱有教育家的态度。提倡“诚毅专精”,即诚以正心、毅以力行、专乃深入、精乃求进。[30]
1945 年9 月,抗战胜利,该所奉命迁址南京。1948 年冬,由顾毓瑔之弟顾毓珍接任中央工业试验所所长,不久南京解放,该所被人民政府接收。新中国成立后,中央工业试验所改名为上海工业试验所,赖其芳同志任陶工组主任继续主持研究工作。1954 年,为了提供中德技术合作技术交流资料,总结了景德镇的制瓷技术;1956 年对景德镇瓷器的研究以及1959 年对浙江龙泉青瓷的恢复等都曾给以技术上的指导。1956 年8 月,上海工业试验所陶工组扩建为轻工业部硅酸盐研究所,赖其芳同志任第一任所长、一级工程师。1965 年,该所陶瓷室迁往江西景德镇,该所改名为轻工业部玻璃搪瓷研究所。
该所窑业实验室不仅在协助工业技术组织改进、国货工业原料研究与实验等方面做出了引领规范式的贡献,而且在培养现代化陶瓷技术人才方面也做出了特有的贡献,如该所窑业实验室成立初期便以聘请特约研究员,招收练习生和学徒的方式研究和培训陶瓷技术人才,为我国陶瓷工业的现代化做出了一定的贡献。