1、新型陶瓷的成型及應(yīng)用一、新型陶瓷的定義 以精致的高純天然無機(jī)物或人工合成的無機(jī)化合物為原料，采用精密控制的加工工藝燒結(jié)，具有高強(qiáng)度、高硬度、高韌性、耐腐蝕、導(dǎo)電、絕緣、磁性、透光、半導(dǎo)體以及壓電、光電、電光、聲光、磁光等優(yōu)異的性能。二、新型陶瓷的分類分類氧化物陶瓷非氧化物陶瓷定義用高純天然原料經(jīng)化學(xué)方法處理后制取用產(chǎn)量少的天然原料或自然界沒有的新的無機(jī)人工合成的，其中不少能克服陶瓷固有脆性，作為超越金屬功能界限的王牌新材料。種類氧化鋁、氧化鋯、氧化鈹（BeO）、氧化釷TbO2 、氧化鈾（UO2）碳化硅（SiC）、氮化硅（Si3N4）、碳化鋯（ZrO）、硼化物用途集成電路基板和封裝等電子領(lǐng)域高溫

2、結(jié)構(gòu)材料特性燒結(jié)性能好，但熱強(qiáng)性（蠕變抗力）較差高溫強(qiáng)度高、抗氧化、抗熱腐蝕的性能按化學(xué)組成分分類結(jié)構(gòu)陶瓷功能陶瓷定義以強(qiáng)度、剛性、韌性、耐磨性、硬度、疲勞強(qiáng)度等力學(xué)性能為特征的材料以聲、光、電、磁、熱等物理性能為特征種類高溫高強(qiáng)陶瓷、工模具陶瓷、耐磨陶瓷，特種耐火陶瓷等集成電路封裝材料（Al2O3）、敏感陶瓷（熱、氣敏、濕敏、壓敏、色敏）用途發(fā)動(dòng)機(jī)、熱交換器、密封件、切削刀具等微電子、信息、自動(dòng)控制和智能機(jī)械，生物功能特性優(yōu)良的力學(xué)性能（高強(qiáng)、高硬、耐磨損），熱學(xué)性能（抗熱沖擊、抗蠕變），化學(xué)性能（抗氧化，抗腐蝕）依據(jù)功能材料三、新型陶瓷的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：熔點(diǎn)高、密度小?；瘜W(xué)穩(wěn)定性好、抗腐蝕、抗

3、氧化。高強(qiáng)度、高硬度、高剛度、耐磨損。具有一定的熱強(qiáng)性（抗蠕變）。絕緣性、壓電性、半導(dǎo)體性、磁性、電特性。生物體適應(yīng)性，催化劑等生物化學(xué)的功能。光學(xué)功能及其他一些特殊功能。缺點(diǎn)：韌性、塑性很小、塑性變形能力差、易發(fā)生脆性破壞。加工成型性較差 四、新型陶瓷的制備技術(shù)五、新型陶瓷的成型 成型是制備高性能陶瓷及其部件的關(guān)鍵，其過程中造成的缺陷往往是陶瓷制品的主要缺陷，且難在燒結(jié)過程中去除。 新型陶瓷成型需對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，成型技術(shù)中有常規(guī)的擠壓成型、模壓成型和可塑成型（擠塑成型）；先進(jìn)的注凝成型、直接凝固注膜成型技術(shù)等。1、預(yù)處理 （1）原料預(yù)處理： 煅燒：去除雜質(zhì)，去除化學(xué)及物理吸附的水分、氣分、有

4、機(jī)物等，從而提高純度、減少燒結(jié)收縮，提高合格率，同時(shí)形成穩(wěn)定結(jié)晶相。如-Al2O3- Al2O3。 混合：分為干混和濕混?？稍谇蚰C(jī)、V形混料機(jī)、錐形混料機(jī)、酒桶式混料機(jī)、螺旋混料機(jī)等中進(jìn)行。 塑化：在物料中加入塑化劑使物料具有可塑性。 制粒：粉末過細(xì)時(shí)，流動(dòng)性差，裝模容積大，不易壓制和充模，需制粒。分為普通制粒、壓塊制粒和噴霧制粒法。 懸?。和ㄟ^控制漿料的PH值或通過有機(jī)表面活性物質(zhì)（阿拉伯樹膠、明膠、羧甲基纖維素等）吸附的方法使瘠性料漿具有懸浮性。（2）塑化劑選擇： 根據(jù)成型方法、物料性質(zhì)、制品性能 要求、價(jià)格及燒結(jié)時(shí)塑化劑能否排除及其溫度范圍等考慮。2、注凝成型傳統(tǒng)注漿成型+有機(jī)化學(xué)理論

5、 將陶瓷粉料分散于含有有機(jī)單體的溶液中，制備成高固相體積分?jǐn)?shù)的懸浮體（大于50%），然后注入一定形狀的模具中，通過大分子原位網(wǎng)狀聚合，粉體顆粒聚集，使單體形成負(fù)載陶瓷粉體的低粘度載體，通過交聯(lián)作用形成凝膠。優(yōu)點(diǎn)：適合于大多數(shù)粉體，便于操作，成本低。注凝成型流程3、其它成型技術(shù) 直接凝固注模成型：采用生物酶催化陶瓷漿料的化學(xué)反應(yīng)，使?jié)沧⒌侥＞咧械母吖滔嗪?、低粘度的漿料靠范德華力產(chǎn)生原位凝，凝固的坯體有足夠強(qiáng)度可脫模。 干壓成型（模壓成型）：通過粒徑配合提高堆積密度，縮小孔隙率。效率高，利于連續(xù)生產(chǎn)，尺寸精度高，收縮小，性能好；但是模具磨損大、成本高、坯體密度不均勻，易開裂等。 冷等靜壓成型：坯

6、體致密均勻，不易變形開裂。 壓濾成型：比注漿法有所進(jìn)步，但仍然強(qiáng)度較低，易變形，干燥周期長(zhǎng)。 塑性成型：加入25-50%（體積分?jǐn)?shù)）的塑化劑，普遍用于傳統(tǒng)陶瓷。 擠壓成型：污染小，效率高，易于自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，廣泛用于管、棒、片、蜂窩、篩格狀等制品。 注射成型：尺寸精度高，制品形狀復(fù)雜，適合大批量生產(chǎn)，但應(yīng)控制成型工藝和脫排樹脂過程。 流延成型：可制備具有一定柔韌性的生坯帶?？梢灾苽錁O為米至幾毫米的陶瓷薄片，且可以印刷各種圖案并燒結(jié)，自動(dòng)化程度高。但要避免產(chǎn)生厚度不均、易彎曲等缺陷。六、新型陶瓷的燒結(jié)方法低溫?zé)Y(jié)熱壓燒結(jié)氣氛燒結(jié)微波燒結(jié)脈沖激光沉積成瓷磁控濺射沉積成瓷1、低溫?zé)Y(jié)溶入主晶相，增加

7、空位較低溫度下生成液相、增加粘性流動(dòng)2、熱壓燒結(jié)高溫?zé)Y(jié)過程中對(duì)工件件施加足夠機(jī)械力3、微波燒結(jié)優(yōu)點(diǎn)內(nèi)部加熱快快速加熱快速燒結(jié)細(xì)化材料組織 ，99%高效節(jié)能300/分鐘缺陷：硬度降低4、磁控濺射基本原理：電場(chǎng)加速電子運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)改變電子的運(yùn)動(dòng)方向并束縛和延長(zhǎng)電子的運(yùn)動(dòng)軌跡優(yōu)點(diǎn)：1、增加電子對(duì)工作氣體的電離率，有效利用電子能量2、受正交電磁場(chǎng)束縛的電子只能在能量耗盡時(shí)才沉積在基片上低溫高速5、脈沖激光沉積成瓷基本原理圖七、新型陶瓷的應(yīng)用耐磨性優(yōu)良的硬質(zhì)特種陶瓷用途廣泛，目前的工作主要是集中在軸承、切削刀具方面。 生物陶瓷方面目前正在進(jìn)行將氧化鋁、磷石炭等用作人工牙齒、人工骨、人工關(guān)節(jié)等研究，這方面的應(yīng)用引起人們極大關(guān)注。 生物陶瓷骨骼生物陶瓷牙齒導(dǎo)熱性優(yōu)良的特種陶瓷極有希望用作內(nèi)部裝有大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路電子器件的散熱片。 陶瓷制作散熱片高強(qiáng)度的陶瓷可用于燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器、葉片、渦輪、套管等；在加工機(jī)械上可用于機(jī)床身、軸承、燃燒噴嘴等。 陶瓷軸承 耐熱性能優(yōu)良的特種陶瓷可望作為超高溫材料用于原