下载文档原格式
特种陶瓷制备工艺采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于进行结构设计及控制制造的方法进行制造、加工，具有优异特性的陶瓷称为特种陶瓷。
由于不同的化学组分和显微结构而决定其具有不同的性质和功能，如高强度、高硬度、耐腐蚀、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、铁电、光电、电光、声光、磁光、超导、生物相容性等。
由于绝缘特殊，这类陶瓷可运用于高温、机械、电子、宇航、医学工程等方面，成为近代尖端科技技术的重要组成部分。
特种陶瓷的生产步骤大致可以分为三步：第一步是陶瓷粉体的制备、第二步是成型、第三步是烧结。
一、陶瓷粉体的制备粉体的制备方法有：固相法、液相法、和气相法等。
1.固相法：化合反应法：化合反应一般具有以下的反应结构式：A(s)+B(s)→C(s)+D(g)两种或两种以上的固态粉末，经混合后在一定的热力学条件和气氛下反应而成为复合物粉末，有时也伴随一些气体逸出。
钛酸钡粉末的合成就是典型的固相化合反应。
等摩尔比的钡盐BaCO3和二氧化钛混合物粉末在一定条件下发生如下反应：BaCO3+TiO2→BaTiO3+CO2↑该固相化学反应在空气中加热进行。
生成用于PTC制作的钛酸钡盐，放出二氧化碳。
但是，该固相化合反应的温度控制必须得当，否则得不到理想的、粉末状钛酸钡。
热分解反应法：用硫酸铝铵在空气中进行热分解，就可以获得性能良好的Al2O3粉末。
氧化物还原法：特种陶瓷SiC、Si3N4的原料粉，在工业上多采用氧化物还原方法制备，或者还原碳化，或者还原氧化。
例如SiC粉末的制备，是将SiO2与粉末混合在1460～1600℃的加热条件下，逐步还原碳化。
其大致历程如下：SiO2+C→SiO+CO↑SiO+2C→SiC+CO↑SiO+C→Si+CO↑Si+C→SiC2.液相法：由液相法制备粉末的基本过程为：金属盐溶液→盐或氢氧化物→氧化物粉末所制得的氧化物粉末的特性取决于沉淀和热分解两个过程。
热分解过程中，分解温度固然是个重要因素，然而气氛的影响也很明显。
一、特种陶瓷的成型新技术及其趋势1.热压铸成型热压铸成形也是注浆成形的一种,是在坯料中混入石蜡,利用石蜡的热流特性,使用金属模具在压力下进行成形,冷凝后获得坯体的方法。
热压铸成形的工作原理:先将定量石蜡熔化为蜡液,与烘干的陶瓷粉混合凝固后制成蜡板,再将蜡板置于热压铸机筒内,加热熔化成浆料,通过吸铸口压入模腔,保压、去压、冷却成形，然后脱模取出坯体,热压铸形成的坯体在烧结之前须经排蜡处理。
该工艺适合形状复杂、精度要求高的中小型产品的生产,其设备简单、操作方便、劳动强度小、生产效率高。
在特种陶瓷生产中经常被采用。
但该工艺工序比较复杂、耗能大、工期长,对于大而长的薄壁制品,由于其不易充满模具型腔而不太适宜。
2.挤压成型将粉料、粘结剂、润滑剂等与水均匀混合,然后将塑性物料挤压出刚性模具即可得到管状、柱状、板状以及多孔柱状坯体。
其缺点是物料强度低容易变形,并可能产生表面凹坑和起泡、开裂以及内部裂纹等缺陷。
挤压成形用的物料以粘结剂和水做塑性载体,尤其需用粘土以提高物料相容性,故其广泛应用于传统耐火材料，如炉管以及一些电子材料的成形。
3.凝胶注膜成型凝胶注模成形是一种胶态成形工艺,它将传统陶瓷工艺和化学理论有机结合起来,将高分子化学单体聚合的方法灵活地引入到陶瓷的成形工艺中,通过将有机聚合物单体及陶瓷粉末颗粒分散在介质中制成低粘度、高固相体积分数的浓悬浮体,并加入引发剂和催化剂,然后将浓悬浮体(浆料)注入非多孔模具中,通过引发剂和催化剂的作用使有机物聚合物单体交联聚合成三维网状聚合物凝胶,并将陶瓷颗粒原位粘结而固化成坯体。
凝胶注模成形作为新型的胶态成形方法, 可净尺寸成形形状复杂、强度高、微观结构均匀、密度高的坯体,烧结成瓷的部件较干压成形的陶瓷部件有更好的电性能,已广泛应用于电子、光学、汽车等领域。
4.粉末注射成型金属、陶瓷粉末注射成形(PIM)是一种新的金属、陶瓷零部件制备技术。
它是将聚合物注射成形技术引入粉末冶金领域而生成的一种全新零部件加工技术。
特种陶瓷工艺学特种陶瓷生产工艺特种陶瓷粉体性能及其制备技术特种陶瓷的成型方法特种陶瓷的烧结机制及其方法特种陶瓷的加工，以超硬材料金刚石、C B N 烧结体为主特种陶瓷成型配料常用的配料计算方法有两种：一种是按化学计量式进行式计算各原料的质量分数，以及各原料的质量分有这么高的纯度，精确计算时应予以修正。
原料中如有水分则需烘干，否则要扣除水化学组成Al 2O 3MgO CaO SiO 2wt%93 1.31.0 4.7只能由滑石引入：由高岭土和滑石同时引入：①去除原料中易挥发的杂质、化学结合和物理吸附注意以下几个方面：混料特种陶瓷成型塑化：可塑性：塑化剂：塑化特种陶瓷成型特种陶瓷成型塑化机理特种陶瓷成型塑化剂常用塑化剂塑化剂的选择塑化剂的影响特种陶瓷成型还原作用：对制品性能的影响特种陶瓷成型造粒①一般造粒法②加压造粒法③喷雾造粒法④冻结造粒法特种陶瓷成型喷雾造粒特种陶瓷成型喷雾造粒特种陶瓷成型悬浮问题（1）控制溶液PH值（2）有机胶体和表面活性物质的吸附特种陶瓷成型带电粒子在水溶液中的双电层结构扩散层吸附层对于固定体系E是固定的可通过塑化剂或者解凝剂调整特种陶瓷成型（1）控制溶液PH值特种陶瓷成型Al203料浆的PH 值、ζ电位以及粘度的关系曲线。
当PH 值由1～14时，ζ电位出现两次最大值，最大值处粘度最低酸性介质中粘度更低特种陶瓷成型有机表面活性物质的吸附（2）有机胶体和表面活性物质的吸附成型特种陶瓷成型特种陶瓷成型注浆成型特种陶瓷成型注浆成型注浆过程操作实例特种陶瓷成型特种陶瓷成型热压铸成型特种陶瓷成型热压铸成型：制备蜡浆料成蜡液，然后与粉料均匀混合，凝固后制成蜡板。
粉料要保证含水量不大于制备蜡浆时，在粉料中加入少量的表面活性剂(料浆性能要确保稳定性与可铸性热压铸成型：热压铸特种陶瓷成型热压铸成型：高温排蜡特种陶瓷成型工艺关键：控制升温速度和最高温度特种陶瓷成型排蜡工艺实例挤压成型特种陶瓷成型料浆要求：特点：挤压制造蜂窝状坯体模具特种陶瓷成型注射成型模压成型特种陶瓷成型工艺要求：注意加压速度和保压时间特点特种陶瓷成型特种陶瓷成型特种陶瓷成型模压成型机特种陶瓷成型等静压成型特种陶瓷成型特点：特种陶瓷成型特种陶瓷成型轧膜成型流延法成型特种陶瓷成型特种陶瓷成型干燥。
特种陶瓷的制备方法
特种陶瓷是指具有特殊功能和性能的陶瓷材料，常用于高科技领域。
其制备方法主要包括以下几种：
1. 粉末冶金法：将陶瓷原料粉末混合后，在高温下通过压制和烧结等过程将其固化成块状材料。
常见的方法有热等静压、冷等静压、热等静压烧结等。
2. 溶胶-凝胶法：将陶瓷前驱体通过溶胶-凝胶过程进行制备。
首先将溶胶中的金属离子或无机化合物通过水解、缩聚或聚合等反应形成凝胶，然后通过热处理将凝胶转化为陶瓷材料。
3. 化学气相沉积法：通过将气体中的化学物质在高温下分解反应，使分解产物沉积在基底表面形成陶瓷薄膜。
常见的方法有化学气相沉积、热分解和物理气相沉积。
4. 电化学沉积法：在电化学工作电极上通过电化学反应将金属离子还原成金属沉积在基底上形成陶瓷薄膜。
通常包括电化学沉积、电化学离子共沉积等方法。
5. 激光烧结法：利用高能激光束对陶瓷粉末进行加热和烧结，使其瞬间熔融并结合成致密的陶瓷材料。
该方法具有快速、高效、精密的特点，适用于制备复杂形状和高精度的特种陶瓷。
以上是常见的特种陶瓷制备方法，不同方法适用于不同的特种陶瓷材料和要求。
在实际应用中，通常会根据具体需求选择合适的制备方法。
