功能陶瓷的制備方法、性能及應(yīng)用舉例

目錄2.陶瓷研究的發(fā)展歷程1.功能陶瓷的定義4.功能陶瓷的性能3.功能陶瓷的制備方法5.功能陶瓷的應(yīng)用1.功能陶瓷的定義功能陶瓷指具有優(yōu)異的物理性能、化學(xué)性能及生物學(xué)性能，如電、光、磁、熱、聲、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)，且各種功能之間可以相互轉(zhuǎn)換的陶瓷材料。應(yīng)用主要取決于電絕緣性、半導(dǎo)體性、導(dǎo)電性、壓電性、鐵電性、磁性及生物適應(yīng)性、化學(xué)吸附性等2.陶瓷研究的發(fā)展歷程陶瓷發(fā)展的三階段:遠(yuǎn)古時(shí)的新石器時(shí)代，出現(xiàn)陶器，東漢晚期，出現(xiàn)瓷器.

隋唐時(shí)代是我國封建社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化突出發(fā)展的時(shí)期。唐三彩是一種低溫鉛釉陶器，因經(jīng)常使用黃、綠、褐三種色彩得名，一般作為陪葬品，分為器皿、人物、動(dòng)物，是我國古代陶器工藝的精品。

宋代是中國制瓷業(yè)極其輝煌的歷史時(shí)期，各地新興窯場(chǎng)不斷，涌現(xiàn)出不少馳名中外的瓷窯。所謂五大名窯—定、汝、官、哥、鈞就是其中的典型代表2.陶瓷研究的發(fā)展歷程(2)近代起，出現(xiàn)先進(jìn)陶瓷又稱為精細(xì)陶瓷、新型陶瓷、特種陶瓷、高技術(shù)陶瓷。

現(xiàn)代陶瓷20世紀(jì)以來，隨著人類對(duì)宇宙的探索、原子能工業(yè)的興起和電子工業(yè)的迅速發(fā)展，從性質(zhì)、品種到質(zhì)量等方面，對(duì)陶瓷材料均提出越來越高的要求。從而，促使陶瓷材料發(fā)展成為一系列具有特殊功能的無機(jī)非金屬材料。如氧化物陶瓷、壓電陶瓷、金屬陶瓷等各種高溫和功能陶瓷。

這時(shí)，陶瓷研究進(jìn)入第二個(gè)階段——先進(jìn)陶瓷階段。2.陶瓷研究的發(fā)展歷程(3)第三階段-納米陶瓷-20世紀(jì)90年代納米陶瓷，是指顯微結(jié)構(gòu)中的物相具有納米級(jí)尺度的陶瓷材料，主要包括晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、氣孔尺寸、缺陷尺寸等均在納米量級(jí)的尺度上納米陶瓷是當(dāng)前陶瓷材料研究中一個(gè)重要的發(fā)展方向，將促使陶瓷材料研究從工藝到理論、從性能到應(yīng)用都提高到一個(gè)嶄新階段3.功能陶瓷的制備方法

一、功能陶瓷制備的一般工藝及要求大多數(shù)功能陶瓷的制備工藝步驟基本相似，一般包括以下步驟：配料→混合→預(yù)燒→粉碎→成型→排塑→燒結(jié)→→后處理（極化、磁化等）原料配料混合干燥粉碎成型制品后處理燒結(jié).鎮(zhèn)壓成型等靜壓成型熱壓鑄成型擠壓成型常壓燒結(jié)熱壓燒結(jié)反應(yīng)燒結(jié)hip切削磨削研磨旋釉金屬化接合封接

現(xiàn)代陶瓷制造工藝圖（燒結(jié)陶瓷）3.功能諸陶瓷祥的制倘備方山法1、配增料：根據(jù)辟配方殊（化學(xué)扁反應(yīng)體的配母比）和亭生產(chǎn)昌需要僑的數(shù)魂量計(jì)權(quán)算出亡各種認(rèn)原料妻所需劑的質(zhì)女量。用天稅平稱形取各盯原料弄。為使夾后面悄的化震學(xué)反河應(yīng)順南利進(jìn)舉行，掩原料遣的顆蘇粒盡可量小裳些（雹不要臣超過2m，最跌好為低納米說粉）降，純峽度要運(yùn)高。對(duì)于菠配料存中用巨量多行的原測(cè)料，陰最好紡先清兆除其愚中的歪有害刷雜質(zhì)3.功能懷陶瓷肌的制谷備方未法2、混盼合：通常鴉使用同轉(zhuǎn)動(dòng)軟球磨平機(jī)或衡振動(dòng)凡球磨塵機(jī)進(jìn)民行，冤有用添干法塵的，調(diào)也有達(dá)用濕束法的麻，所擋用的糕球大洗多是宜瑪瑙柔球。用球臺(tái)磨法漁不但鎮(zhèn)可以族混合媽，同刷時(shí)還段可以聾使原虛料顆娘粒進(jìn)晶一步梢被粉狂碎。球磨堡要足攤夠長(zhǎng)體時(shí)間氏以使交各成斑分原昆料均妖勻混象合，顛最大衫限度翼地彼巡壽此接歸觸，織以利駕于后晉面的掛化學(xué)壟反應(yīng)殼。當(dāng)然賀，混靠合也脖可以畝采用誦其它內(nèi)方法帽，只嶺要達(dá)師到各區(qū)原料示的均紐奉勻混挪合就索行。3.功能醉陶瓷撕的制輩備方薪法3、預(yù)迅燒：混合勞好的孫料進(jìn)勿行預(yù)禽燒，目的輝是讓辨各成偶分間護(hù)進(jìn)行馳化學(xué)撥反應(yīng)唉，生編成目勾標(biāo)化頁合物夾。不同霜的化籠學(xué)反責(zé)應(yīng)有偽不同眠的條賞件（邁溫度塊、壓抄力、威氣氛駕等）如果竟無法慰知道恢這些擾條件嚇，必蠟須借堪助一近系列償分析仇手段劑來確稅定預(yù)匯燒條賣件，剃例如碰可以維用差替熱分扔析法扁（DT跨A）和蔽熱重滅分析協(xié)法（TG貌A）來竿判斷遷特定牢的化圈學(xué)反碌應(yīng)是壘否進(jìn)兩行。3.功能互陶瓷詳?shù)闹瓢浞狡?、粉最碎、范成型酒：將預(yù)諷燒后扯的材獄料粉宏碎是弱為了屯成型糾。成沿型是艦按使遞用要話求將維材料淚做成癢某種繪特定訂形狀稠的坯如體。深成型徐根據(jù)男不同術(shù)要求參可以碌采用右模壓符、軋汁膜等陽方式泥。為悶便于擱成型籃，成孤型前姐通常脾要在集粉碎憲的料柳中加稍入某我種粘理合劑蠟。常用覽粘合富劑的友配方葛及重間量比撒為：獸聚乙凝烯醇15慶%，甘汗油7%，酒籍精3%，蒸例餾水75令%；在90恨℃下攪銀拌溶炎化。對(duì)模壓籍、粘睛合劑辛一般排是料創(chuàng)粉重胞量的5%，而侄對(duì)軋爸膜，論則粘井合劑購要達(dá)辛料粉想重量冷的15～20傾%。3.功能忘陶瓷泥的制路備方搜法5、排呀塑：去除轉(zhuǎn)成型柿坯體探中的尺水分竊、粘丑合劑嫂的過得程稱抬排塑構(gòu)或排辣膠，秤一般臉采取泄加溫芒辦法黨。在粘廉合劑舟中，董聚乙仰烯醇鄉(xiāng)豐的揮啄發(fā)溫象度最神高（20筍0～50廊0℃），捐為使謀排塑夾徹底珠，要巾達(dá)到訂合適前的排狹塑溫公度，上并保戴溫一描定時(shí)妨間。在排奏塑的財(cái)升降斤溫中株，速逢度不雖要太從快，希一般倍小于10炕0℃剪/h忌.3.功能跑陶瓷狠的制呈備方賴法6、燒效結(jié)：這一學(xué)過程投是晶搶體結(jié)約構(gòu)形腸成和憲擴(kuò)大毯的過騎程，旗可稱住為晶化廢過程滲。在預(yù)慚燒后喬粉碎京成型腎的坯宋體中逼，已憂經(jīng)存甘在著餐許多濫細(xì)小種的晶冶粒，添在一睛定的紫高溫偷下，營(yíng)通過舉原子傳的擴(kuò)艙散運(yùn)僅動(dòng)實(shí)框現(xiàn)材害料的軌晶化放過程赴：一方姐面，在芽晶粒如內(nèi)部藝自由衡能較駝高的游區(qū)域捐和晶求界處建生成顏新的悟晶核度，不趟斷長(zhǎng)未大；另齒一方饅面，由婆于晶煉粒表緊面張毒力的溜作用盾，一棍部分辱晶粒感依靠亮“吞拘噬”租另一幟部分漁晶粒主而長(zhǎng)桐大，攻這種壯長(zhǎng)大另常通撞過晶票界的鞠移動(dòng)認(rèn)實(shí)現(xiàn)彈。3.功能謙陶瓷妨的制例備方向法7、后襯處理宴：極化、磁務(wù)化等土后處咱理是勻一些路專用能功能震陶瓷傳燒成您后的菊必要逢處理懲過程旬，目飾的是緒使各妙晶粒姐中的源某性昆能盡而可能妻按同鵝一方宵向排振列，梳以達(dá)姑到塊面材整痰體具丟有較且強(qiáng)的州性能貢。3.功能林陶瓷叫的制霧備方爭(zhēng)法化學(xué)域法制屆備陶早瓷粉放料共沉螺淀是指共溶液攏中一間種不瞇溶或堡難溶息成分炒在形助成沉玻淀過堂程中烈，將猾共存捉的某陣些其票它組叼分一巾起帶鍋著沉郵淀下邪去的廢現(xiàn)象姜。吸附共沉循淀：特征旺是主偵沉淀個(gè)成分碼表面廈積大突、吸打附力應(yīng)強(qiáng)，賀故吸嘩附和機(jī)富集半效率陜高?；炀Т坦渤炼傻恚簝煞N撫金屬儉離子辨和一搬種沉涉淀劑扯形成在的晶預(yù)形、容晶核鵝相似爹的晶物體，逗稱為棋混晶儀。如Pb宿SO4-S憶rS恰O4混晶俘。3.功能帝陶瓷優(yōu)的制伙備方歸法PZ家T粉料厚的共佛沉淀準(zhǔn)法制薦備PZ汪T：壓電楚陶瓷(鋯鈦銀酸鉛)3.功能赤陶瓷塑的制歪備方類法2、So壯l－Ge詢l法金屬醇鹽廈或其疑它鹽纖類通蟻常溶撥解在沃醇、漆醚等驗(yàn)有機(jī)嚷溶劑冠中形住成均綢勻的峽溶液(S沉ol衫ut峰io舉n)療,溶液躁通過威水解價(jià)和縮桌聚反考應(yīng)形越成溶垮膠，爆進(jìn)一紛步的售聚合剩反應(yīng)芝經(jīng)過貼溶膠-凝膠機(jī)轉(zhuǎn)變奧形成罰凝膠煮（Ge圾la要ti暈on）。再經(jīng)治過熱藏處理史，除削去凝史膠中謙的剩前余有夜機(jī)物環(huán)和水瞧分，稿最后允形成墾所需師的材建料3.功能驢陶瓷合的制鐮備方盜法YS橡Z粉的So穴l－Ge彎l法制眼備YS元Z：釔司穩(wěn)定妄氧化目鋯So桃l－Ge噴l：溶用膠-凝膠飄法剛玉研陶瓷半制備臉工藝侮流程枕示意絨圖3.功能袋陶瓷瓜的制憲備方近法一些撓特殊芽的燒唱結(jié)方際法：1、熱至壓燒結(jié)2、氣割氛燒結(jié)3、微名波燒舌結(jié)微波燒結(jié)束的機(jī)好理：微波燒結(jié)甚基于嫩微波被與物勿質(zhì)的架相互釋作用況，包充括介撐質(zhì)吸扣收微奧波后肺所產(chǎn)盒生的牙電導(dǎo)燈損耗啟和極延化損抗耗。在導(dǎo)憶電材帳料中廁，電梨磁能腐量損尸耗以展電導(dǎo)金損耗喚為主濤。且搭高溫胳下電跌導(dǎo)損豆耗將氣占主鏟要地尤位。而在介沃電材堡料（粘如陶沿瓷）怠中，鵲由于罷大量爆的空料間電諒荷能刷形成境的電片偶極言子產(chǎn)礦生取仙向極疑化，醫(yī)且相超界面堆積的電荷用產(chǎn)生曠界面驗(yàn)極化少，在侵交變描電場(chǎng)榆中，腹其極宇化響技應(yīng)會(huì)境明顯復(fù)落后逼于迅擦速變估化的固外電已場(chǎng)，愁導(dǎo)致惜極化弛豫此過程歌中微焦觀粒澡子之莊間的爛能量扒交換弓，在士宏觀雜上就競(jìng)表現(xiàn)膜為能餐量損然耗。陶瓷煉的燒撒結(jié)方貝法燒結(jié)方法特點(diǎn)常壓燒結(jié)該法在原料成型后只進(jìn)行燒結(jié),便可成為制成品,因此,經(jīng)濟(jì)有效,因應(yīng)用廣泛。熱壓燒結(jié)是將粉末填充于模型內(nèi),在高溫下加壓結(jié)燒的方法,但成本高。反應(yīng)燒結(jié)通過化學(xué)反應(yīng)面的燒結(jié)的方法,如Si2N4、ＳｉＣ采用該法。二次反應(yīng)燒結(jié)是最新燒結(jié)ＳＩ３Ｎ４的方法，當(dāng)硅粉末成型體氮化之前或后，使他浸漬Ｙ２Ｏ３、ＭｇＯ等，通過反應(yīng)燒結(jié)后的添加劑，來實(shí)現(xiàn)致密燒結(jié)的方法。其他超高壓燒結(jié)，ＶＣＤ微波燒結(jié)工藝等。二、功能催陶瓷券的性幻玉能功能姿陶瓷倦中包鵲括電裝磁功敬能、噴光學(xué)僑功能抵和生櫻物-化學(xué)帝功能握等陶拆瓷制途品和墨材料功，此裙外還閃有核刻能陶諒瓷和圓其它毛功能餃材料目等。日用陶瓷－餐具建筑陶瓷－地磚電瓷性能：耐本高溫趟、耐龍磨、且耐腐榴蝕、魄高硬徑度、凡高強(qiáng)亞度及皆其它禁特殊仗性能(壓電爪性、磁性和光芹學(xué)性跡能)，但迫脆性番大功能掛陶瓷銀性能小的舉賀例電絕淘緣陶當(dāng)瓷介電密常數(shù)銷小介電血損耗敵要小介電脊強(qiáng)度體積梯電阻曉率要莊大陶瓷羅電容頁器介電餐常數(shù)谷高穩(wěn)定程性要帝好介質(zhì)體損耗忍要小體積升電阻央率要膏大具有彎較高寸的介坡電強(qiáng)肚度小結(jié)茂：功練能陶誤瓷和結(jié)構(gòu)捕陶瓷的主擇要性褲能功能攔陶瓷特是指噴以電諒、磁替、光概、聲銷、熱篩力、山化學(xué)伍和生裂物學(xué)爽信息詞的檢堂測(cè)、禿轉(zhuǎn)換興、耦終合、孕傳輸牙及存案儲(chǔ)功限能為尺主要貿(mào)特征匆，這壁類介繞質(zhì)材激料通區(qū)常具翅有一雹種或總多種棕功能。結(jié)構(gòu)陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷零主要潮是用奪于耐喉磨損師、高栗強(qiáng)度蹄、耐哀熱、識(shí)耐熱華沖擊娛、硬固質(zhì)、掩高剛漸性、慰低熱取膨脹快性和琴隔熱熊等結(jié)犯構(gòu)陶貌瓷材慎料三、外功能槐陶瓷救的應(yīng)墾用實(shí)灘例目前嚷，功能目陶瓷主要幕用于電、棒磁、終光、軋聲、涌熱和蠶化學(xué)等信息棄的檢絕測(cè)、轉(zhuǎn)換、傳輸、處理和存儲(chǔ)等，作并已賞在電子廟信息舟、集膽成電