Material Sciences 材料科学, 2017, 7(6), 628-632
Published Online September 2017 in Hans. https://www.doczj.com/doc/389204539.html,/journal/ms
https://https://www.doczj.com/doc/389204539.html,/10.12677/ms.2017.76083
Research and Application on Sintering
Technology of Ceramic Materials
Haitao Zheng1, Tingting Pan2
1Harbin Aurora Optoelectronics Technology Co., Ltd., Harbin Heilongjiang
2Heilongjiang University of Finance and Economics, Harbin Heilongjiang
Received: Sep. 3rd, 2017; accepted: Sep. 22nd, 2017; published: Sep. 28th, 2017
Abstract
Advanced ceramic materials are widely used in aerospace, electronics, mechanical, biological, medical and other fields because of its fine structure and high strength, high hardness, high tem-perature resistant, corrosion resistance, wear-resisting property and a series of excellent features.
The sintering technology of ceramic materials has an important influence on the structure and property of the material itself. This paper summarized the ceramic sintering mechanism, research progress and application, and indicated the future research direction.
Keywords
Sintering Technology, Mechanism, Research Development, Application
陶瓷材料烧结技术的研究进展
郑海涛1，潘婷婷2
1哈尔滨奥瑞德光电技术有限公司，黑龙江哈尔滨
2黑龙江财经学院，黑龙江哈尔滨
收稿日期：2017年9月3日；录用日期：2017年9月22日；发布日期：2017年9月28日
摘要
先进陶瓷材料由于其精细的结构组成及高强度、高硬度、耐高温、抗腐蚀、耐磨等一系列优良特性被广泛应用于航空航天、电子、机械、生物医学等各个领域。陶瓷材料的烧结技术对材料本身的结构及性能有着重要影响。本文对陶瓷材料的烧结机理、研究进展及应用进行了总结，并提出了今后的研究方向。
郑海涛，潘婷婷
关键词
烧结技术，机理，研究进展，应用
Copyright ? 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).
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1. 概述
作为三大材料–无机非金属材料的重要一类，陶瓷材料发展至今天，已从最初的陶器、瓷器等传统陶瓷发展为可应用于国防、航空航天、电子、机械、医疗等各个领域的先进陶瓷材料，是知识技术密集性产品，可满足新技术产业的需求。
先进陶瓷材料的应用发展离不开烧结技术的发展，相同化学组成的陶瓷坯体，采用不用的烧结工艺将产生显微结构及性能差别极大的陶瓷材料，因此人们对陶瓷烧结工艺进行了大量的探索与研究。近些年来，发展了许多新型烧结技术，例如微波烧结、等离子体烧结、自蔓延烧结等[1]。这些新型烧结技术因其潜在的节能省时而成为当下陶瓷材料烧结技术研究的热点。未来的烧结技术一定是向着精细化、可控化、节能高效方向发展。
2. 烧结技术
生坯经过初步干燥后，需要进行烧结以提高坯体的强度、热稳定性及化学稳定性。在烧结过程中陶瓷内部会发生一系列物理和化学变化，体积减小、密度增加、强度和硬度提高，晶粒发生相变等，使陶瓷坯体达到所要求的物理性能和力学性能[2]。烧结分为固相烧结及液相烧结。具体可分为常压烧结、热压烧结、热等静压烧结、气氛烧结、微波烧结、放电等离子体烧结等。下面介绍几种常用烧结技术。
2.1. 热等静压烧结
热等静压(Hot Isostatic Pressing ，简称HIP)工艺是一种以氮气、氩气等惰性气体为传压介质，将制品放置到密闭的容器中，在900?C ~2000?C 温度和100~200 MPa 压力的共同作用下，向制品施加各向同等的压力，对制品进行压制烧结处理的技术。根据帕斯卡原理，作用在静态液体或气体的外力所产生的静压力，将均匀地在各个方向上传递，在其作用的表面积上所受到的压力与表面积成正比[3]。在高温高压作用下，热等静压炉内的包套软化并收缩，挤压内部粉末使其与自己一起运动从而达到坯体的致密化。致密化过程主要包括粒子靠近及重排阶段、塑性变形阶段、扩散蠕变阶段三个阶段。此烧结方法加工产品的致密度高、均匀性好、性能优异。同时该技术具有生产周期短、工序少、能耗低、材料损耗小等特点。
HIP 技术研究始于1955年，由美国Battelle 究所为研制核反应堆材料而开展的。1965年美国Battelle 研究所研制的第一台热等静压机的问世，标志着热静压技术设备的诞生[4]。各国开始对热等静压技术进行深入系统的研究。
T. R. Tsai 等采用热等静压法制备的Ba(Mg 1/3Ta 2/3)O 3陶瓷，其品质因数明显低于两步法制备的陶瓷[5]。李莉[6]等采用HIP 技术对Al 2O 3人工髋关节进行研究，结果表明经过热等静压烧结处理后，硬度提高了
8.7%，抗弯强度达到了66 MPa ，密度达到了3.98 g/cm 3。
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郑海涛，潘婷婷
经过近60年的发展，热等静压技术已广泛应用于陶瓷的工业化生产。例如透明灯管Al2O3、光电传输材料(PLZT)、无孔的Al2O3陶瓷切削刀具、作为表面滤波器的Pb(ZrTi)O3基压电陶瓷、MoSi发热体、微波应用的铁磁性陶瓷、航空应用的碳–碳复合材料等。
2.2. 放电等离子烧结
放电等离子烧结技术(SPS)是近年日本研发出的一种新型快速烧结技术，是基于脉冲放电初期粉体产生的火花放电现象(瞬间形成高温等离子体)，利用瞬时高温场实现致密化的快速烧结技术。其烧结机理目前还未达成统一的认识。但一般说法认为，SPS过程除具有热压烧结的焦耳热和加压造成的塑性变形促成烧结外，还在粉体颗粒间产生直流脉冲电压，利用粉体颗粒间放电的自发热作用，才产生了SPS过程特有的一些现象。相比于传统烧结技术，SPS具有升温速度快、加热时间短、烧结温度低等优势，可形成超细晶粒甚至纳米晶粒材料，同时无明显各向异性。基于以上特点，国内外许多大学及科研机构进行了SPS技术制备的新材料的研究与开发，并对SPS技术的机理及特点进行了探索。
Omori [7]在利用SPS烧结粉体时发现，烧结过程中形成的“放电颈部”及粉末颗粒间的网状“桥连”，提出了粉末颗粒微区存在电场诱导的正负极，在脉冲电流作用下产生放电激发等离子体，对颗粒表面的净化作用促进了烧结。金属材料的SPS快速致密化解释被借用到非导电陶瓷材料的烧结中。Wang [8]等对SPS烧结温度场进行模拟分析，认为最可能产生等离子体的区域为模腔中电磁场最强的区域，烧结时最可能产生等离子体的时间是电流变化最大的瞬间。然而对于非导电材料SPS过程中放电与等离子体一直缺乏有力的实验佐证。目前，一般认为陶瓷材料中放电/等离子体并非材料致密化或性能提升的主要贡献因素。
Munir等[9]率先开发了高压放电等离子烧结技术，并成功制备了相对密度大于98%，平均晶粒尺寸约为10 nm的氧化锆及氧化铈陶瓷。Xie等[10]利用PL-SPS技术首先合成了ZrC纳米粉体，并成功实现了细晶ZrC密实陶瓷的低温制备。
SPS放电等离子烧结技术可应用于陶瓷各种领域，例如耐腐蚀、耐磨擦陶瓷材料、超硬陶瓷工具、梯度功能及复合陶瓷材料、非平衡新材料、模具等。随着研究的不断深入，诸如电场对SPS过程的促进作用、非导体陶瓷密实化机理等基础性学科问题将得到解决，未来放电等离子烧结技术将迎来广阔的应用前景。
2.3. 微波烧结
微波烧结是利用微波电磁场中陶瓷材料的介质损耗而使材料至烧结温度从而实现陶瓷的烧结及致密化。微波烧结时材料吸收微波转为材料内部分子的动能和势能，使材料整体加热均匀，内部温度梯度小，加热和烧结速度快。可实现低温快速烧结，显著提高陶瓷材料的力学性能。另外，微波烧结无需热源，高效节能。生产效率高，单件成本低。其在陶瓷材料制备领域具有广阔的应用前景，为制备亚米级甚至微米级陶瓷材料提供了新的途径。
20世纪60年代中期微波烧结技术提出，70年代以来，国内外对微波烧结技术进行了系统的研究，包括烧结机理、装置优化、介电参数、烧结工艺等。
Zuo等[11]用微波烧结Al2O3发现，减小原始颗粒尺寸或添加Mgo可显著提高材料的致密化速率，且烧结后可得到细小晶粒微观结构。Cheng等[12]利用微波烧结Al2O3-TiC时发现，材料的密度、断裂韧度、硬度强烈依赖于温度，1600℃烧结，相对密度达到99%，1700℃时相对密度达到99.2%。Demirskyi 等[13]通过微波两步烧结法(1180℃，保温5 min；1100℃，保温3 min)，制备了晶粒尺寸为94 nm的TiN 陶瓷，其断裂韧度及维氏硬度分别为3.6 MPa?m1/2和22.1 GPa。
郑海涛，潘婷婷
90年代后期，微波烧结进入产业化阶段。微波烧结技术被用来生产光纤材料的原件、铁氧体、超导材料、氢化锂、纳米材料等各类材料。加拿大Index Tool公司利用微波烧结制造Si3N4刀具[14]。美国、加拿大等国采用微波烧结来批量制造火花塞瓷、ZrO2、Si3N4、SiC、Al2O3-TiC等。
但微波烧结技术现还未达到成熟的工业化水平，需要针对介电性能等基础参数测定及数据库建立、烧结致密机理、微观组织演化过程、炉体结构及保温装置等进行深入的研究，促进陶瓷材料微波烧结向产业化发展。
2.4. 自蔓延烧结
自蔓延高温合成(SHS)是二十世纪中期出现的一种材料制备技术，由前苏联科学家Merzhanov提出的一种材料烧结工艺。此方法是基于放热化学反应的原理，利用外部能量诱发局部发生化学反应，形成化学反应前沿(燃烧波)，此后，化学反应在自身放出热量的支持下继续进行，随着燃烧波的推进，燃烧蔓延至整个体系，合成所需材料。该方法设备、工艺简单，反应迅速，产品纯度高，能耗低。适用于合成非化学计量比的化合物、中间产物及亚稳定相等。
20世纪80年代以来，自蔓延烧结技术得到了飞速发展，并成功应用到工业化生产，与许多其他领域技术结合，形成了一系列相关技术，例如，SHS粉体合成技术、SHS烧结技术、SHS致密化技术、SHS 冶金技术等。
中南大学郭睿倩等[15]将溶胶-凝胶法与自蔓延技术结合，制备出了稀土掺杂钡铁氧体BaLaxFe12-xO9超细微粉，粉末粒径小于300 nm，其中La3+的加入可明显改变BaFe12O19的电磁性能。辽宁工程技术大学陈永君等[16]使用HL-1500无氦横流CO2激光加工机成功制备了Fe-Al合金，并研究了原料配比对合金性能的影响，当70at%Al时，试样的显微硬度最大。当50at%Al时，试验的耐磨性最好。张力[17]利用自蔓延高温合成法制备了碳化硼陶瓷，平均粒径为100 nm。
SHS技术可用于合成纳米材料、准晶和非准晶材料、氧化功能材料等。可用于制作保护涂层、研磨膏、抛光粉、刀具、加热元器件、形状记忆合金、陶瓷-金属的焊接等。但SHS的工艺研究还需进一步深化，加强对产品致密化、一步净成型制品等工艺的研究。充分发挥其高效、节能的优点，使其从实验阶段迈向工业化生产。
3. 结语
陶瓷烧结技术的发展直接影响着先进陶瓷材料的进展，是陶瓷制品成品中不可或缺的关键一步。近些年发展起来的烧结新技术都存在的各自的优势与劣势，与工业化、大规模应用存在着一定的距离。所以对于烧结技术的改进优化及新技术的研究还需要进一步深入。烧结技术的改进、创新等研究主要集中在以下几点：(1) 机理、工艺等基础理论研究需要加强；(2) 反应可控、可生成规定尺寸或功能的陶瓷、精细化生产；(3) 节能环保、成本低；(4) 可应用工业化大批量生产。
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功能陶瓷材料的应用 研究 姓名：刘军堂___________ 学号: 23122837________ 班级: 机械1201_________ 任课老师：张志坚__________
功能陶瓷材料的应用研究 1.选择一个课题进行相关检索，要求对课题作简要分析，并在分析的基础上确定检索词，准确描述检索过程。（10分）（可选择其他课程中以论文方式考核的科目，如无此类题目，可自选或用备选题目） 功能陶瓷 功能陶瓷材料是具有特殊优越性能的新型材料，各国在基础与应用研究以及工程化方面，均给予了特殊重视，特别是在信息、国防、现代交通与能源产业中均将其置于重要地位。根据功能陶瓷材料的应用前景，本文介绍了功能陶瓷新材料的性能、应用范围，市场的开发应用现状和开发应用新领域，以及正在研发的高性能陶瓷材料；同时介绍了功能陶瓷材料今后的发展趋势。 关键词：功能陶瓷材料；应用现状；趋势 检索过程 第一步：进入“中国知网”主页，网址是“https://www.doczj.com/doc/389204539.html, 第三步：登录成功后会进入操作界面， 第四步：选择要检索的文献数据库。在操作界面上，中国知网将其文献分成了不同的库，我们根据自己的文献范围属性进行选择。 第五步：检索参数设置。在操作界面的上部，有搜索参数设置对话框。最好逐一填写。（1）检索项，系统对文献进行了检索编码，每一个文献都有一一对应的编码，一个编码就是一种检索项。点击检索项框右边的向下箭头，就能弹出所有检索项，选中一个就好。（2）检索词，填入要求系统搜索的内容。没有明确严格要求，不一定是词语。但是需要考虑到它应当与你选中的检索项相一致。如检索项用了“关键词”，就不能用一个长句等作检索词了。（3）文献时间选择，根据文献可能出现的年代，点击对话框右边的小三角就可以选了。需要说明的是，中国知网建立时间是1994年，所以1994年及其后的数据才是最全的。现在他们在逐渐补充1994年以前的文献数据，但是，全面性可能要差些。（4）排序，提示系统将找到的文献按什么顺序呈现。（5）匹配，即要求系统按自己的检索要求进行哪种精确程度的检索。如果你确定你的文献参数，那么选择“精确”，如果不确定，就选择“模糊”。 第六步：点击“搜索”就完成了第一阶段的操作了。然后就进入检索结果呈现的界面：中国知网2.rar（点击打开查看），中国知网的结果呈现表中，对文献的基本信息：文献题目、文献的载体、发表时间及在中国知网中的收藏库名进行了说明。
材料与化工学院 2012级材料科学与工程二班 课程作业：无机非金属材料工艺学学生姓名：刘健 学生学号： 授课老师：
目录 1.传统陶瓷材料------------------------------------------------------------------------------------------------3 2.新型陶瓷材料------------------------------------------------------------------------------------------------3 2.1生物陶瓷材料------------------------------------------------------------------------------------------4 2.1.1生物陶瓷研究背景------------------------------------------------------------------------------4 2.1.2生物陶瓷研究的一些成果---------------------------------------------------------------------4 2.1.3生物陶瓷在国外的研究动态和发展趋势-------------------------------------------------4 2.1.4我国生物陶瓷材料研究设想与展望--------------------------------------------------------5 2.2高温压电陶瓷材料-------------------------------------------------------------------------------------5 2.2.1改性钛酸铅压电陶瓷----------------------------------------------------------------------------5 2.2.2 PZT基多元系压电陶瓷--------------------------------------------------------------------------6 2.3超级亲水易洁陶瓷材料-------------------------------------------------------------------------------6 2.4热障涂层陶瓷材料--------------------------------------------------------------------------------------7 2.4.1几类热障陶瓷涂料研究近况-------------------------------------------------------------------7 2.4.1.1氧化物稳定的ZrO2---------------------------------------------------------------------------7 2.4.1.2焦绿石或萤石结构A2B2O7陶瓷----------------------------------------------------------7 2.4.2需要达到的目标------------------------------------------------------------------------------------8 3.结语----------------------------------------------------------------------------------------------------------------8
1、(高级工,计算题,较难,无,辅助要素,标准库) 堆料皮带速度2m/s ，堆料机大车行走沿堆料皮带运行方向速度30m/min ，求堆料机大车行走逆向速度。 解： 01111V V V += 30120301200101+?=+=V V V V V =25m/min 答：堆料机大车行走逆向速度为25m/min. 2、(高级工,计算题,难,无,辅助要素,标准库) 根据下列原料成分性质，计算烧结矿成分：求烧结矿的TFe%？ 解：①精矿带入烧结矿中铁的含量： 70×(1-8%)×68%=43.792 精矿烧成量=64.4 ②石灰石烧成量： 14×(1-2%)×(1-45%)=7.546 ③白云石烧成量： 2×(1-4%)×(1-45%)=1.056 ④生石灰烧成量： 3×(1-20%)=2.4 ⑤焦粉的烧成量： 5×(1-7%)×(1-8%)=0.930 ⑥高炉灰的烧成量： 6×(1-7%)×(1-10%)＝5.022 高炉灰带入烧结矿中含铁量 6×(1-7%)×45%＝2.511 带入烧结矿中总铁量 43.792+2.511＝46.303 总的烧成量： 64.4+7.546+1.056+2.4+0.93+5.022 ＝81.354 烧结矿TFe%＝%92.56%100354.81303.46=?
答：烧结矿TFe%为56.92%。 3、(高级工,计算题,较难,无,辅助要素,标准库) 含铁原料在原料场进行混匀，精矿占50%，配料室混匀矿配比为85%，内循环返矿为25%在配料室配加。求混合料中精矿比例。 解：(1-25%)×85%×50%=31.875% 答：混合料中精矿比例为31.875%。 4、(高级工,计算题,中等,无,辅助要素,标准库) 混合料中磁铁矿占30%，出矿率为85%，问烧结矿中磁铁矿含量为多少？ 答：在烧结过程中发生复杂的物理化学反反应，无法计算出烧结矿中磁铁矿的含量。 5、(高级工,计算题,较易,无,辅助要素,标准库) 某厂4月份生产烧结矿20万吨，品位合格18万吨，碱度合格16万吨，全部合格15万吨，一级品8万吨，求该月烧结矿品位合格率，碱度合格率，综合合格率，一级品率。 解：品位合格率=%90%1002018=? R 合格率=%80%1002016=? 综合合格率=%75%1002015=? 一级品率=%33.53%100158=? 答：烧结矿品位合格率，碱度合格率，综合合格率，一级品率分别为90%，80%，75%，53.33%。 6、(高级工,计算题,中等,无,辅助要素,标准库) 某厂一台烧结机生产时,每小时卸入热矿筛烧结矿162吨,测得每米皮带上的热返矿为6.5公斤,皮带速度为1.64米/秒。求该台机热返矿率为多少? 解：公式： 热返矿率=(每米皮带热返矿量×胶带机每秒速度×3600秒/每小烧结机产量)×100% 热返矿率=(6.5×1/1000×1.64×3600/162)×100%=23.69% 答：该台烧结机的热返矿率为23.69%。 7、(高级工,计算题,较难,无,辅助要素,标准库) 某厂有105㎡烧结机一台，利用系数为1.4h m t ?2/，出矿率为85%，计算每班混合
烧结配料知识 一、烧结基础知识 1、烧结的含义 将含铁粉状料或细粒料进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的过程。铁矿粉烧结是一种人造富矿的过程。 2、烧结的方法 （1）鼓风烧结：烧结锅，，平地吹；以及带式烧结机。 （2）抽风烧结： a：连续式：带式烧结机和环式烧结机等； b：间歇式：固定式烧结机，如盘式烧结机和箱式烧结机；移动式烧结机，如步进式烧结机； （3）在烟气中烧结：回转窑烧结和悬浮烧结。 3、烧结生产的工艺流程 一般包括：原燃料的接受、贮存，溶剂、燃料的准备，配料，混合，制粒，布料，点火烧结，热矿破碎，热矿筛分，热矿冷却，冷矿筛分，铺底料、成品烧结矿及返矿的贮存、运输等工艺环节（见下图）。 机上冷却工艺不包括热矿破碎和热矿筛分。 现代烧结工艺流程不再使用热矿工艺，应使用冷矿工艺。在冷矿工艺中，宜推广具有铺底料系统的流程。 4、烧结厂主要技术经济指标 烧结厂的主要技术经济指标包括利用系数、作业率、质量合格率、原材料消耗定额等。 1>、利用系数 每台烧结机每平方米有效抽风面积（m2）每小时（h）的生产量（t）称烧结机利用系数，单位为t/（m2.h）。它用台时产量与烧结机有效抽风面积的比值表示： 利用系数=台时产量（t/h）/有效抽风面积（m2） =总产量（t）/[总生产台时（t）×总有效面积（m2）] 台时产量是一台烧结机一小时的生产量，通常以总产量与运转的总台时之比值表示。这个指标体现烧结机生产能力的大小，它与烧结机有效面积的大小无关。 利用系数是衡量烧结机生产效率的指标，它与烧结机有效面积的大小无关。 2>、烧结机作业率 作业率是设备工作状况的一种表示方法，以运转时间占设备日历时间的百分数表示： 设备作业率=运转台时/日历台时× 100% 日历台时是个常数，每台烧结机一天的日历台时即为24台时。它与台数、时间有关。 日历台时=台数× 24×天数 事故率是指内部事故时间与运转时间的比值，以百分数表示： 事故率=事故台时/运转台时× 100% 设备完好率是衡量设备良好状况的指标。按照完好设备的标准，进行定期检查。设备完好率是全厂完好设备的台数与设备总台数的比值，用百分数表示： 设备完好率=完好设备台数/设备总台数× 100% 3>、质量合格率 烧结矿的化学成分和物理性能符合原冶金部YB/T421-92标准要求的叫烧结矿合格品，不符合的烧结矿叫出格品（见附件表1-1）。 根据部颁标准的规定，实际生产检验过程及工艺试验中出现的一部分未检验品和试验品，不参加质量合格率的计算。因此： 质量合格率=（总产量-未验品量-试验品量-出格品量）/（总产量-未验品量-试验品量）× 100% 质量合格率是衡量烧结矿质量好坏的综合指标。 烧结矿合格品、一级品或出格品的判定根据其物理化学性能的检验结果而定，主要包括烧结矿全铁（TFe）、氧化亚铁（FeO）、硫（S）含量、碱度（CaO/SiO2）、转鼓指数（≥6.3mm）、粉末（< 5mm）等，有的厂还
2.配料 2.1概述 烧结配料是按烧结矿的质量指标要求和原料成分，将各种原料（含铁料、溶剂、燃料等）按一定的比例配合在一起的工艺过程，适宜的原料配比可以生产出数量足够的性能良好的液相，适宜的燃料用量可以获得强度高还原性好的烧结矿。 对配料的基本要求是准确。即按照计算所确定的配比，连续稳定配料，把实际下料量的波动值控制在允许的范围内，不发生大的偏差。实践表明，当配料发生偏差，会影响烧结过程的进行和烧结矿的质量。 生产中，当烧结机所需的上料量发生变化时，须按配比准确计算各种料在每米皮带或单位时间内的下料量；当料种或原料成分发生变化时，则应按规定要求，重新计算配比，并准确预计烧结矿的化学成分。 2.2配料方法——质量配料法 此法是按原料的质量进行配料的一种方法。其主要装置是皮带电子称——自动控制调节系统——调速圆盘给料机，配料时，每个料仓配料圆盘下的皮带电子称发出瞬时送料量信号，此信号输入调速圆盘自动调节系统，调节部分即根据给定值信号与电子皮带秤测量值信号的偏差，自动调节圆盘转速，达到所要求的给料量，质量配料系统如图1所示 质量配料法可实现配料的自动化，便于电子计算机集中控制与管理，配料的动态精度可高达0.5%-1%,为稳定烧结作业和产品成分创造了良好条件，也是劳动条件得到改善。 2.3配料室（本厂） 配料室采用单列布置，15个矿槽，混匀矿槽上采用移动B=1000卸料车向各配料槽给料；无烟煤、焦粉、冷返矿矿槽上采用B=650固定可逆胶带机向各配料槽给料。生石灰用外设压缩空气将汽车罐车送来的生石灰送至配料槽。混匀矿采用￠2500圆盘给料机排料，配料电子称称重；燃料和溶剂及冷返矿直接用配料电子称拖出；生石灰的排料、称量及消化通过叶轮给料机、电子称及消化器完成。以上几种原料按设定比例经称量后给到混合料的B=800胶带机上。料槽侧壁安装振动电机，防止料槽闭塞。 调速圆盘自 动调节系统 给定值 控制量 偏差 调节部分 调节量 操作部分 （圆盘） 操作量 控制部分 （圆盘给料机） 检出部分 （电子皮带秤） 图1 质量配料系统
文章编号：1006-2874（2010）05-0071-04 特种陶瓷材料的研究进展 葛伟青 （唐山学院，唐山：０６３０００） 中图分类号：ＴＱ１７４．７５文献标识码：Ａ 特种陶瓷也称为先进陶瓷、现代陶瓷、新型陶瓷、高性能陶瓷、高技术陶瓷和精细陶瓷,突破了传统陶瓷以黏土为主要原料的界限,主要以氧化物、炭化物、氮化物、硅化物等为主要原料,有时还可以与金属进行复合形成陶瓷金属复合材料,是一种采用现代材料工艺制备的、具有独特和优异性能的陶瓷材料。已成为现代高性能复合材料的一个研究热点。特种陶瓷于二十世纪发展起来，在近二、三十年内，新产品不断涌现，在现代工业技术，特别是在高技术、新技术领域中的地位日趋重要。许多科学家预言：特种陶瓷在二十一世纪的科学技术发展中，必将占据十分重要的地位。 特种陶瓷不同的化学组成和组织结构决定了它不同的特殊性质和功能，可作为工程结构材料和功能材料应用于机械、电子、化工、冶炼、能源、医学、激光、核反应、宇航等领域。一些经济发达国家，特别是日本、美国和西欧国家，为了加速新技术革命，为新型产业的发展奠定物质基础，投入大量人力、物力和财力研究开发特种陶瓷，因此，特种陶瓷的发展十分迅速，在技术上也有很大突破。 １概述 特种陶瓷通常包括结构陶瓷、功能陶瓷(电子陶瓷)和生物陶瓷等.结构陶瓷具有高强度、高硬度、高耐磨、耐高温、耐腐蚀等特性,功能陶瓷具有导电、半导性、绝缘、压电、透光、光电、电光、声光、磁光等性能,生物陶瓷具有医疗(人工关节.骨、牙齿等)和催化等功能,在现代工业技术,特别是在高新技术领域中的地位日趋重要。 中国科学院上海硅酸盐研究所所长罗宏杰在佛山市加快发展特种陶瓷推介会上发言说，特种陶瓷具备传统陶瓷不具备的多种特性，消耗低、利润高，应用前景十分广阔。预计2010年全国的市场规模将达到400亿元。世界的市场规模将达到1500亿美元。中国经济的高速发展,将为特种陶瓷制造业提供广阔的市场与发展空间。 目前,高温结构陶瓷研究的主要目标仍然是燃气轮机、活塞发动机和磁流体发电机用的材料。高温结构陶瓷的应用在汽车、飞机、火箭等领域获得了成功。福特公司研制的汽车用轮机的机头、定子和叶轮都是用氮化硅制作的,热交换器是用蜂窝状结构的结晶化玻璃制成的。超音速飞机发动机和火箭燃烧室内壁、隔热衬层等高温部位都利用到了陶瓷材料。美国研制成功了AGT100和AGT101型全陶瓷汽车发动机,其进口温度分别达到了1290℃和1370℃,比超合金高200 ~260℃。 ２粉末制备技术进展情况 目前最引人注目的粉末制备技术是超高温技术。利用超高温技术可廉价地研制特种陶瓷。 超高温技术具有如下优点：能生产出用以往方法所不能生产的物质，能够获得纯度极高的物质，生产率会大幅度提高，可使作业程序简化、易行。目前，在超高温技术方面居领先地位的是日本。此外，溶解法制备粉末、化学气相沉积法制备陶瓷粉末、溶胶-凝胶法生产莫来石超细粉末以及等离子体气相反应法等也引起了人们的关注。 ３特种陶瓷成形方法及特点 ３．１干法成型 干法成型包括钢模压制成型、等静压成型、超高压成型、粉末电磁成型等方法。 3.1.1钢模压制成型（干压法） 将含有少量增塑剂、具有一定粒度配比的陶瓷粉末放在金属模内,在压机上受压,使之密实成型。钢模压制的优点是易于实现自动化,所以在工业生产中得到较大的应用。 3.1.2等静压成型 等静压成型是通过施加各项同性压力而使粉料一边压缩一边成型的方法。等静压力可达300MPa左右。在常温下成型时称为冷等静压成型,在几百摄氏度到2000℃温区内成型时称为热等静压成型。等静压有两种方式:干袋法和湿袋法。湿袋法是将粉末或颗粒密封于成型橡胶模型内,置于高压容器 收稿日期：2010-04-15 通讯联系人：葛伟青，E-mail:hbtsgwq@https://www.doczj.com/doc/389204539.html, ＣＨＩＮＡＣＥＲＡＭＩＣＩＮＤＵＳＴＲＹＯｃｔ．２０１０Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．５ 中国陶瓷工业 ２０１０年１０月第１７卷第５期
陶瓷 陶瓷是陶器和瓷器的总称。人早在约公元前8000年前的新石器时代就发明了陶器。陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。常见的陶瓷材料有粘土、氧化铝、高岭土等。陶瓷材料一般硬度较高，但可塑性较差。除了在食器、装饰的使用上，在科学、技术的发展中亦扮演重要角色。陶瓷原料是地球原有的大量资源黏土经过淬取而成。而粘土的性质具韧性，常温遇水可塑，微干可雕，全干可磨；烧至700度可成陶器能装水；烧至1230度则瓷化，可几乎完全不吸水且耐高温耐腐蚀。其用法之弹性，在今日文化科技中有各种创意的应用。 陶瓷英文Ceramic(或者China)；陶瓷拼音Táocí；陶瓷是以天然粘土以及各种天然矿物为主要原料经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料的各种制品。以前人们把用陶土制作成的在专门的窑炉中高温烧制的物品称作陶瓷，陶瓷是陶器和瓷器的总称。陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼，成形，煅烧而制成的各种制品。由最粗糙的土器到最精细的精陶和瓷器都属于它的范围。对于它的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物(如粘土、石英等)，因此与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业，同属于“硅酸盐工业”的范畴。陶瓷的主要产区为景德镇、醴陵、高安、丰城、萍乡、黎川、佛山、潮州、德化、淄博、北流等地。 早在欧洲掌握制瓷技术之前一千多年，中国已能制造出相当精美的瓷器。从我国陶瓷发展史来看，一般是把“陶瓷”这个名词一分为二，为陶和瓷两大类。中国传统陶瓷的发展，经历过一个相当漫长的历史时期，种类繁杂，工艺特殊，所以，对中国传统陶瓷的分类除考虑技术上的硬性指标外，还需要综合考虑历来传统的习惯分类方法，结合古今科技认识上的变化，才能更为有效地得出归类结论。 作为汉族传统文化之一的陶瓷文化，在民族母体中孕育、成长与发展，它以活生生的凝聚着创作者情感、带着泥土的芬芳、留存着创作者心手相应的意气的艺术形象，表现着汉族文化，叙述着一个个动听的故事，展现着广阔的社会生活画卷，记录着芸芸众生的悲欢离合，描述着民族的心理、精神和性格的发展与变化，伴随着民族的喜与悲而前行。 新石器时期彩陶中的陶塑作品，记录着先民生存的愿望。那陶塑的猪、牛、狗，模仿着打猎而来或者豢养而食的动物形象，演示着与大自然搏斗的酷烈，表达着文明的演化与发展。摩娑这些与实物逼真无二的作品，想象着先民的困惑、喜悦和奋争，那在洪荒、野蛮中奔突与呼叫的景象，撼人心魄。
论文 题目：陶瓷材料的研究进展 姓名： 专业：化学工程与工艺 学号： 日期：2009-6-21
陶瓷材料的研究进展 摘要：近年来，随着科学的进步，陶瓷材料越来越多的进入我们的生产和生活，并且在性能和作用上体现出出乎意料的优越性。就我所知，陶瓷材料大体上可以分为四个类型：传统工艺陶瓷，结构陶瓷，功能陶瓷和生物陶瓷。本文仅对后三种新型陶瓷材料的研究进展做一个简单综述。 关键词：结构陶瓷功能陶瓷生物陶瓷纳米技术Abstract: In recent years, along with the science progress, the ceramic material more and more entered our production and the life, and manifested the superiority unexpectedly in the performance and the function. I know, the ceramic material may divide into four types on the whole: Traditional process ceramics, structure ceramics, functional ceramic and biological ceramics. This article only makes a simple summary to the latter three kind of new ceramic material's research development. Key word: Structure ceramics，functional ceramic，biology ceramics ，nanotechnology
简介 陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。 编辑本段分类 陶瓷材料分为普通陶瓷（传统陶瓷）材料和特种陶瓷（现代陶瓷）材料两大类。 普通陶瓷材料 采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成，是典型的硅酸盐材料，主要组成元素是硅、铝、氧，这三种元素占地壳元素总量的90%，普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟。这类陶瓷按性能特征和用途又可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷、化工陶瓷等。 特种陶瓷材料 采用高纯度人工合成的原料，利用精密控制工艺成形烧结制成，一般具有某些特殊性能，以适应各种需要。根据其主要成分，有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等；特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能。本节主要介绍特种陶瓷。 编辑本段性能特点 力学性能 陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料，其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗压强度较高，但抗拉强度较低，塑性和韧性很差。 热性能 陶瓷材料一般具有高的熔点（大多在2000℃以上），且在高温下具有极好的化学稳定性；陶瓷的导热性低于金属材料，陶瓷还是良好的隔热材料。同时陶瓷的线膨胀系数比金属低，当温度发生变化时，陶瓷具有良好的尺寸稳定性。 电性能 大多数陶瓷具有良好的电绝缘性，因此大量用于制作各种电压（1kV~110kV）的绝缘器件。铁电陶瓷（钛酸钡BaTiO3）具有较高的介电常数，可用于制作电容器，铁电陶瓷在外电场的作用下，还能改变形状，将电能转换为机械能（具有压电材料的特性），可用作扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等。少数陶瓷还具有半导体的特性，可作整流器。 化学性能 陶瓷材料在高温下不易氧化，并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力。 光学性能 陶瓷材料还有独特的光学性能，可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等，透明陶瓷可用于高压钠灯管等。磁性陶瓷（铁氧体如：MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4）在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途。 编辑本段常用特种陶瓷材料 根据用途不同，特种陶瓷材料可分为结构陶瓷、工具陶瓷、功能陶瓷。 1．结构陶瓷 氧化铝陶瓷主要组成物为Al2O3，一般含量大于45%。氧化铝陶瓷具有各种优良的性能。耐高温，一般可要1600℃长期使用，耐腐蚀，高强度，其强度为普通陶瓷的2~3倍，高者可达5~6倍。其缺点是脆性大，不能受受突然的环境温度变化。用途极为广泛，可用作坩埚、发动机火花塞、高温耐火材料、热电偶套管、密封环等，也可作刀具和模具。氮化硅陶瓷主要组成物是Si3N4，这是一种高温强度高、高硬度、耐磨、耐腐蚀并能自润滑的高温陶瓷，线膨胀系数在各种陶瓷中最小，使用温度高达1400℃，具有极好的耐腐蚀性，除氢氟酸外，能耐其它各种酸的腐蚀，并能耐碱、各种金属的腐蚀，并具有优良的电绝缘性和耐
Material Sciences 材料科学, 2017, 7(6), 628-632 Published Online September 2017 in Hans. https://www.doczj.com/doc/389204539.html,/journal/ms https://https://www.doczj.com/doc/389204539.html,/10.12677/ms.2017.76083 Research and Application on Sintering Technology of Ceramic Materials Haitao Zheng1, Tingting Pan2 1Harbin Aurora Optoelectronics Technology Co., Ltd., Harbin Heilongjiang 2Heilongjiang University of Finance and Economics, Harbin Heilongjiang Received: Sep. 3rd, 2017; accepted: Sep. 22nd, 2017; published: Sep. 28th, 2017 Abstract Advanced ceramic materials are widely used in aerospace, electronics, mechanical, biological, medical and other fields because of its fine structure and high strength, high hardness, high tem-perature resistant, corrosion resistance, wear-resisting property and a series of excellent features. The sintering technology of ceramic materials has an important influence on the structure and property of the material itself. This paper summarized the ceramic sintering mechanism, research progress and application, and indicated the future research direction. Keywords Sintering Technology, Mechanism, Research Development, Application 陶瓷材料烧结技术的研究进展 郑海涛1，潘婷婷2 1哈尔滨奥瑞德光电技术有限公司，黑龙江哈尔滨 2黑龙江财经学院，黑龙江哈尔滨 收稿日期：2017年9月3日；录用日期：2017年9月22日；发布日期：2017年9月28日 摘要 先进陶瓷材料由于其精细的结构组成及高强度、高硬度、耐高温、抗腐蚀、耐磨等一系列优良特性被广泛应用于航空航天、电子、机械、生物医学等各个领域。陶瓷材料的烧结技术对材料本身的结构及性能有着重要影响。本文对陶瓷材料的烧结机理、研究进展及应用进行了总结，并提出了今后的研究方向。
先进陶瓷材料研究现状及发展趋势 概述：结构陶瓷和功能陶瓷，结构陶瓷是指能作为工程结构材料使用的陶瓷，它具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐高温、耐磨损、抗热震等特性；结构陶瓷大致分为氧化物系、非氧化物系和结构用陶瓷基复合材料。功能陶瓷是指具有电、磁、光、声、超导、化学、生物等特性，且具有相互转化功能的一类陶瓷。功能陶瓷在先进陶瓷中约占70%的市场份额，其余为 结构陶瓷。 粉体特性： 粉体的特性对先进陶瓷后续成型和烧结有着显著的影响，特别是显著影响陶瓷的显微结构和机械性能。通常情况下，活性高、纯度高、粒径小的粉体有利于制备结构均匀、性能优良的陶瓷材料。同时，粉体的高效分散技术也存在较大差距。 粉体制备方法：陶瓷粉体的制备主要包含固相反应法、液相反应法和气相反应法3大类， 固相反应法：其中固相反应法特点是成本较低、便于批量化生产，但杂质较多， 主要包括碳热还原法〔碳化硅（Si C）粉体、氧氮化铝（Al ON）粉体）〕、高温 固相合成法（镁铝尖晶石粉体、钛酸钡粉体等）、自蔓延合成法氮化硅〔（Si3N4） 粉体等300余种〕和盐类分解法〔三氧化二铝（Al2O3）粉体〕等。 液相法：液相反应法生产的粉料粒径小、活性高、化学组成便于控制，化学掺杂 方便，能够合成复合粉体，主要包括化学沉淀法、溶胶——凝胶法、醇盐水解法、 水热法、溶剂蒸发法。 气相法：气相反应法包括物理气相沉积和化学气相沉积2种。与液相反应法相 比，气相反应制备的粉体纯度高、粉料分散性好、粒度均匀，但是投资较大、成 本高 先进陶瓷的成型技术：（4种） 干法压制成型：干压成型、冷等静压成型； 塑性成型：挤压成型、注射成型、热蜡铸成型、扎膜成型； 浆料成型：注浆成型、流延成型、凝胶注模成型和原位凝固成型； 固体无模成型：熔融沉积成型、
功能陶瓷的简单介绍 功能陶瓷是具有电、磁、声、光、热、化学及生物体特性，具有相互转化功能的陶瓷。它主要是利用纳米技术使陶瓷的性能发生改变的。 热学功能陶瓷、生物功能陶瓷、化学功能陶瓷、电磁功能陶瓷、光学功能陶瓷，还是在涂层/薄膜和复合材料死当今比较主要的几种功能陶瓷。 生物功能陶瓷 在生物功能陶瓷方面: 利用纳米技术生产的纳米抗菌材料有三类:一类Ag+系抗菌材料（当高价银离子与细菌接触时使细菌体内的蛋白质变性。）;第二类是是ZnO,Tio2:等光触媒型纳米抗菌材料（通过催化反应，将细菌的尸体分解得一干二净，一般还有除臭，自洁，防霉，防锈，高效防老化，全能净化空气，自造“负离子雨林”气候等功能）;第三类是C-18A纳米蒙脱土等无机材料。将前两类加人陶瓷中可制成对病菌、细菌有强的杀菌和抑菌作用的陶瓷产品。北京陶瓷厂和日本东陶机器株式会社合资生产的高档卫生洁具“TOTO”产品，即是应用这一技术生产的具有抗菌性能的卫生洁具。生物陶瓷材料亦可作为作为无机生物医学材料，且没有毒副作用，与生物组织有良好的生物相容性、耐腐蚀性等优点，已越来越爱人们的重视。 主要有以下几种活性材料； （1）羟基磷灰石生物活性材料。人工听小骨羟基磷灰石听小骨临床应用效果优于其它各种听小，具有优良的声学性质，平均提高病人的听力20-30db。在特定语言频率范围提高45-60db。微晶与人体及生物关系密切，在生物和医学中已有成功应用，利用ha 微晶能使细胞内部结构发生变化，抑制癌细胞生长和增殖，可望成为治疗癌症的“新药”。（2）磷酸钙生物活性材料。磷酸钙又称生物无机骨水泥，是一种广泛用于骨修补和固定关节的新型材料。有望部分取代传统的pm-ma有机骨水泥。国内研究抗压强度已达到60mpa以上；磷酸钙陶瓷纤维：磷酸钙陶瓷纤维具有一定机械强度和生物活性，可用于无机骨水泥的补强及制务有机与无机复合型植入材料。 （3）磁性材料。生物磁性陶瓷材料主要为治疗癌症用磁性材料，植入肿瘤灶内，在外部交变磁场的作用下，产生磁滞热效应，导致磁性材料区域内局部温度升高，借以杀死肿瘤细胞，抑制肿瘤的发展。
某烧结配料室钢料仓设计 根据储料的流动特性及圆钢仓的受力特点，文章采用通用有限元计算软件计算，给出了钢料仓各部位的应力分布及受力特征，为设计同类型的圆料仓提供参考。 标签：烧结；钢料仓；有限元分析；设计 引言[5] 筒仓结构广泛应用于冶金行业中，1985年，《钢筋混凝土筒仓设计规范（GBJ77-85）》[1]即发行，而钢筒仓的应用还很有限。钢筒仓结构在许多情况下比混凝土筒仓更为经济，目前世界上已建筒仓中大约一半为钢筒仓。其中大部分为圆形筒仓，复杂的结构性能加上不合理的设计准则导致了许多钢板筒仓的结构破坏。2001年我国颁布了《粮食钢板筒仓设计规范》[2]，但此规范相比于实际的结构略显简单，尚存在一定差距。 不同的是，国外在钢筒仓结构性能上进行了大量的研究。世界上第一本钢筒仓设计规范-欧洲钢结构设计规范之4.1：筒仓[3]，和J.Michal.Rotter的专著《圆形钢筒仓设计指导》[4]等书，均给国内的设计人员带来了极大的借鉴和指导作用。 根据欧洲筒仓荷载规范[5]的三种筒仓设计类别，对于冶金行业中常常出现的大于100吨容量的结构，建议采用薄膜理论计算壳体主要应力，并采用弯矩理论分析局部弯曲效应，或者采用有效的数值分析，如有限元分析方法。为此，文章采用有限元分析方法，对某筒仓结构进行了分析，以确定一个较为通用的标准，方便设计人员参考。 1 模型参数 筒仓形状如图一所示，其主要作用为储存配料。筒仓底部半径为1230mm，上部半径3250mm，贮料密度为2.2t/m3。具体模型可参见设计图纸。图中，h0为贮料重心高度，h1为贮料边缘，即筒仓初始受力位置。h2为变阶位置。 图1 筒仓模型 计算高度hn=h0-h2=8743mm-5548mm=3195mm （h0-h2）/2R=0.49》[2]，但此规范相比于实际的结构略显简单，尚存在一定差距。不同的是，国外在钢筒仓结构性能上进行了大量的研究。世界上第一本钢筒仓设计规范-欧洲钢结构设计规范之4.1：筒仓[3]，和J.Michal.Rotter的专著《圆形钢筒仓设计指导》[4]等书，均给国内的设计人员带来了极大的借鉴和指导作用。
烧结配料工考试题 Prepared on 22 November 2020
第二钢铁总厂2014年第二期技术比武 原料分厂配料工考试试卷（C卷） 单位：工号：姓名：分数：………………………………………………………………………………………… 一、填空题（每空1分，共20分） 1、配料时要做到（五勤一准） 2、生石灰打水是为了保证生石灰充分，在短时间内消化。 3、生石灰主要成分 CaO ，消石灰主要成分 Ca（OH)2 4、烧结矿常用熔剂有、、、、 . 5、固体燃料适宜 mm范围内。 6、混合料中加入生石灰的作用 7、固体燃料工业分析项目有：、、、、硫。 8、每台烧结机在单位时间内生产的烧结矿数量叫做台时产量 9、烧结配料分为、、按成分配料法。 10、二元碱度是与的比值。 二、判断题（每题2分，共10分） 1、烧结矿的全铁和碱度合格了，烧结矿就合格了。（×） 2、白云石的主要成分是Ca CO3和MgCO3. （√） 3、硫在钢铁工业中属于有害杂质，烧结过程中可去除部分硫（√） 4、烧结矿的筛分就是为了筛出烧结矿的粉末。（×） 5、烧结矿的碱度依据原料而定。（√） 三、选择题（每题2分，共20分）
1、四辊破碎机上下辊间隙为（ C ） A、1-2mm B、3-4mm C、5-6mm D、8-9mm 2、四辊破碎粒度要求在（ B ）以下。 A、5mm B、3mm C、1mm D、 3、烧结混合料中加入适当水的目的（ A ） A、造球 B、降尘 C、升温 D、改善透气性 4、烧结固体燃料的着火温度（ C ） A、500 B、700 C、900 D、1100 5、每秒钟透过每平米烧结面积的风量为（ B ） A、漏风率 B、透气性 C、漏风量 6、铁矿石的还原性是指铁矿石中铁的氧化物被（D ）气体还原剂夺走其中氧的难易程度。 A、C B、CO C、H2 D、CO 、H2 7、一般认为筛分效率控制在（ B ）时，可以保持较高的产量和质量。 A、60%-70% B、65%-75% C、70%-80% D、75%-85% 8、配料一般情况下要求按称量点每（ A ）跑盘一次，及时校正下料量。 A、30min B、1h C、2h D、10min 9、烧结矿FeO含量随碱度的升高而（ B ） A、升高 B、降低 C、不变 10、烧结料中的硫脱除必须在（ A ）下才能进行。
现代工业上陶瓷材料的应用与发展 摘要：阐述陶瓷材料的结构相、分类和陶瓷基复合材料的特性,以及陶瓷材料 在车辆上的应用。简要介绍手机电池中正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）和它们所起的不同作用。 关键词：传统陶瓷新型陶瓷传感器 PTC热敏电阻 NTC热敏电阻特性应用 引言：本文主要介绍陶瓷材料在汽车和手机这两个在当今社会中最具代表性的 工业中的应用与发展。陶瓷是古老而又新型的材料，它是用天然或人工合成的无机粉状物料，经过成型和高温烧结而制成的一种多相固体材料。利用天然硅酸盐矿物(如粘土、长石、石英等)为原料制成的陶瓷叫普通陶瓷，也叫传统陶瓷。这类陶瓷原料来源广，成本低，用量大。天然原料中的杂质对陶瓷的性能不利，人们用纯度高的人工合成原料(如氧化物、氮化物、碳化物、硅化物、硼化物、氟化物等)，用传统陶瓷工艺方法制造的新型陶瓷，也叫现代陶瓷或特种陶瓷。新型陶瓷材料在现代工业的许多方面都已经发挥了巨大作用，现代工业应用多属精细陶瓷。比如在汽车上很早以前就有火花塞、窗玻璃、水泵的机械式密封使用了陶瓷。而且作为排放对策，触媒载体、氧传感器、爆震传感器等功能陶瓷相继出现。目前，已有许多发动机零件采用结构陶瓷制造，不久将来，陶瓷发动机将会出现。而在当今社会不可或缺的通讯工具——手机中，也可以看到精细陶瓷材料的身影。 1.陶瓷的结构相 陶瓷一般由晶相、玻璃相和气相组成。 (1)晶相晶相是体现陶瓷材料性质的主要组成相。大多数陶瓷材料是由离子键(如MgO、CaO、Al203等)和共价键(如金刚石、SiC等)为主要结合键。晶体中非金属元素的原子直径大，可排列成不同的晶系，形成晶体"骨架"，金属原子的直径小，处于骨架的间隙中。 陶瓷晶体中主要的两类结构是硅酸盐结构和氧化物结构。陶瓷材料是多相多晶体材料，其物理化学性能主要由晶相决定。晶相中晶粒的大小对陶瓷的性能影响很大。晶粒越细，晶界越多，裂纹扩展越不容易，材料的强度越高。这一点和金属材料很相似。 (2)玻璃相玻璃是非晶态材料，由熔融的液体凝固得到。陶瓷中玻璃相的作用是将分散的晶相粘结在一起;降低烧成温度;抑制晶体长大以及填充气孔空隙。但玻璃相的机械强度比晶相低，热稳定性差，在较低的温度下就开始软化。而且往往因带有一些金属离子而降低陶瓷的绝缘性能。工业陶瓷要控制玻璃相的数量，一般约为20%～40%。
氧化铝陶瓷的烧结 摘要：随着科学技术与制造技术日新月异的发展，氧化铝陶瓷在现代工业中得到了深入的发展和广泛的应用。本文就氧化铝陶瓷的烧结展开论述。主要涉及原料颗粒和烧结助剂两方面，以获得性能良好的陶瓷材料，对满足工业生产和社会需求有非常重要的意义。 关键词：氧化铝；原料颗粒；烧结助剂； 1 引言 在科学技术和物质文明高度发达的现代社会中，人类赖以制成各种工业产品的材料实在千差万别，但总体包括起来，无非金属、有机物及陶瓷三大类[1]。氧化铝陶瓷是目前世界上生产量最大、应用面最广的陶瓷材料之一，具有机械强度高、电阻率高、电绝缘性好、硬度和熔点高、抗腐蚀性好、化学稳定性优良等性能，而且在一定条件下具有良好的光学性和离子导电性。基于Al2O3陶瓷的一系列优良性能，其广泛应用于机械、电子电力、化工、医学、建筑以及其它的高科技领域[2]。在氧化铝陶瓷的生产过程中, 无论是原料制备、成型、烧结还是冷加工, 每个环节都是不容忽视的。目前氧化铝陶瓷制备主要采用烧结工艺[3]，坯体烧结后，制品的显微结构及其内在性能发生了根本的改变,很难通过其它办法进行补救。因此，深入研究氧化铝陶瓷的烧结技术及影响因素，合理选择理想的烧结制度确保产品的性能、分析烧结机理、研究添加剂工作机理等对氧化铝陶瓷生产极有帮助，为氧化铝陶瓷的更广泛应用提供理论依据，为服务生产和社会需要非常重要。 2 氧化铝陶瓷简介 Al2O3是新型陶瓷制品中使用最为广泛的原料之一，具有一系列优良的性能[4]。Al O3陶瓷通常以配料或瓷体中的Al2O3的含量来分类，目前分为高纯型与2 普通型两种。高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99.9%以上的陶瓷材料。由于其
烧结配料知识 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
一、烧结基础知识 1、烧结的含义 将含铁粉状料或细粒料进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的过程。铁矿粉烧结是一种人造富矿的过程。 2、烧结的方法 （1）鼓风烧结：烧结锅，，平地吹；以及带式烧结机。 （2）抽风烧结： a：连续式：带式烧结机和环式烧结机等； b：间歇式：固定式烧结机，如盘式烧结机和箱式烧结机；移动式烧结机，如步进式烧结机； （3）在烟气中烧结：回转窑烧结和悬浮烧结。 3、烧结生产的工艺流程 一般包括：原燃料的接受、贮存，溶剂、燃料的准备，配料，混合，制粒，布料，点火烧结，热矿破碎，热矿筛分，热矿冷却，冷矿筛分，铺底料、成品烧结矿及返矿的贮存、运输等工艺环节（见下图）。 机上冷却工艺不包括热矿破碎和热矿筛分。 现代烧结工艺流程不再使用热矿工艺，应使用冷矿工艺。在冷矿工艺中，宜推广具有铺底料系统的流程。
4、烧结厂主要技术经济指标 烧结厂的主要技术经济指标包括利用系数、作业率、质量合格率、原材料消耗定额等。 1>、利用系数 每台烧结机每平方米有效抽风面积（m2）每小时（h）的生产量（t）称烧结机利用系数，单位为t/（）。它用台时产量与烧结机有效抽风面积的比值表示： 利用系数=台时产量（t/h）/有效抽风面积（m2） =总产量（t）/[总生产台时（t）×?总有效面积（m2）] 台时产量是一台烧结机一小时的生产量，通常以总产量与运转的总台时之比值表示。这个指标体现烧结机生产能力的大小，它与烧结机有效面积的大小无关。 利用系数是衡量烧结机生产效率的指标，它与烧结机有效面积的大小无关。 2>、烧结机作业率 作业率是设备工作状况的一种表示方法，以运转时间占设备日历时间的百分数表示：设备作业率=运转台时/日历台时×?100% 日历台时是个常数，每台烧结机一天的日历台时即为24台时。它与台数、时间有关。日历台时=台数×24×天数 事故率是指内部事故时间与运转时间的比值，以百分数表示： 事故率=事故台时/运转台时×?100% 设备完好率是衡量设备良好状况的指标。按照完好设备的标准，进行定期检查。设备完好率是全厂完好设备的台数与设备总台数的比值，用百分数表示： 设备完好率=完好设备台数/设备总台数×?100% 3>、质量合格率 烧结矿的化学成分和物理性能符合原冶金部YB/T421-92标准要求的叫烧结矿合格品，不符合的烧结矿叫出格品（见附件表1-1）。 根据部颁标准的规定，实际生产检验过程及工艺试验中出现的一部分未检验品和试验品，不参加质量合格率的计算。因此： 质量合格率=（总产量-未验品量-试验品量-出格品量）/（总产量-未验品量-试验品量）×?100% 质量合格率是衡量烧结矿质量好坏的综合指标。 烧结矿合格品、一级品或出格品的判定根据其物理化学性能的检验结果而定，主要包括烧结矿全铁（TFe）、氧化亚铁（FeO）、硫（S）含量、碱度（CaO/SiO2）、转鼓指数（≥）、粉末（<5mm）等，有的厂还包括氧化镁（MgO）、氟（F）、磷（P）等。 一级品率=一级品量/合格品量×?100% 转鼓指数=检测粒度（≥5mm）的重量/试样重量×100% 烧结矿筛分指数=筛分后粒度（≤5mm）的重量/试样重量×100% 4>、烧结矿的原料、燃料、材料消耗定额 生产一吨烧结矿所消耗的原料、燃料、动力、材料等的数量叫消耗定额，包括含铁原料、熔剂料、燃料、煤气、重油、水、电、炉蓖条、胶带、破碎机锤头、润滑油、蒸气等。 5>、生产成本与加工费 生产成本是指生产一吨烧结矿所需的费用，由原料费及加工费两部分构成。 加工费是指生产一吨烧结矿所需的加工费用（不包括原料费）。它包括辅助材料费（如燃料、润滑油、胶带、炉蓖条、水、动力费等），工人工资，车间经费（包括设备折旧费、维修费等）。 6>、劳动生产率