特种陶瓷的成型方法

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。

陶瓷的特种烧结方法陶瓷烧结是将陶瓷粉末转变为坚硬、致密和均质的陶瓷体的过程。

在传统烧结方法上，高温烧结严重影响了陶瓷晶体的生长和致密化程度，同时易出现微裂纹及材料不均匀等问题。

为了解决这些问题，并提高陶瓷材料的性能及成纤网络形态，一些特种烧结方法被发展出来。

1. 微波烧结法微波烧结利用微波辐射，刺激陶瓷颗粒内部产生电磁波吸收现象，从而使物料内部产生局部加热，加速物料烧结过程，达到陶瓷晶体快速成长和致密化的效果。

同时，微波烧结可以实现快速均一化和高效化，提高了材料的成型和烧结速度，避免了材料的因温度差异引起的变形和启口。

2. 等离子烧结法等离子烧结是在真空或气氛中，通过引入高压等离子体激发陶瓷粉体表面覆盖的气体分子形成碘原子或硝基自由基等等离子体与材料反应，进而形成坚硬、致密和均质的陶瓷体。

这种方法可以避免烧结过程中存在的微孔和烧结反应不充分情况，具有优异的形成特性和微观结构调控能力。

3. 热等静压法热等静压法是将原始陶瓷粉末制成绿坯，用模具加压热压成形，然后加热进一步烧结而成的一种方法。

绿坯制备通过脱模后即可以直接进行热加压，克服了冷压而在烧结阶段固体化程度较低的缺点，可提高陶瓷材料的致密度和性能，同时可以实现复杂形状烧结。

快速烧结法在短时间内，快速加热陶瓷样品到一定温度，并控制在一定时间后，快速冷却而达到致密化和晶体生长的效果。

这种方法可以提高烧结的速度，降低了烧结过程中的氧化作用和烧结后的裂纹等问题，可以克服传统烧结方法中的很多缺陷，同时可以实现高温烧结。

总之，特种烧结方法的发展极大地提高了陶瓷材料的性能和应用，创新技术不断涌现，如等离子烧结、微波烧结、热等静压法和快速烧结法等，在实际应用中具有广泛的前景和市场需求。

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。

第二章特种陶瓷成型工艺1、什么是成型？特种陶瓷的主要成型方法可分为哪些？成型：将坯料制成具有一定形状、尺寸、孔隙和强度的坯体（生坯）的工艺过程。

2、坯料成型前原料预处理的5种方式。

1、原料煅烧2、原料的混合3、塑化4、造粒5、瘠性物料的悬浮3、原料煅烧的3个目的。

具体说明常用原料（氧化铝、氧化镁、滑石、二氧化钛）煅烧的目的。

煅烧的主要目的：① 去除原料中易挥发的杂质、化学结合和物理吸附的水分、气体、有机物等，提高原料的纯度。

② 使原料颗粒致密化及结晶长大，可以减少在以后烧结中的收缩，提高产品的合格率。

③ 完成同质异晶的晶型转变，形成稳定的结晶相，如γ-Al2O3煅烧成α-Al2O34、特种陶瓷原料混合的基本形式有哪两种？干混和湿混5、塑化的定义、原因及常用的塑化剂种类和组成。

塑化：是指利用塑化剂使原来无塑性的坯料具有可塑性过程。

传统陶瓷中有可塑性粘土，本身有良好的成型性能。

但特种陶瓷粉体中，几乎不含粘土，都是化工原料，这些原料没有可塑性。

因此，成型之前先要塑化。

塑化剂通常为有机塑化剂和无机塑化剂。

塑化剂通常由三种物质组成：a.粘结剂：能粘结粉料，如聚乙烯醇PVA、聚乙酸乙烯酯、羧甲基纤维素等。

b.增塑剂：溶于粘结剂中使其易于流动，通常为甘油等。

c.溶剂：能溶解粘结剂、增塑剂并能和坯料组成胶状物质，通常有水、无水乙醇、丙酮、苯等。

6、塑化剂对坯体性能的影响。

（1）还原作用的影响：将会同坯体中某些成分发生作用，导致还原反应，使制品的性能变坏，特别是易还原的TiO2和钛酸盐。

因此，焙烧工艺要特别注意。

（2）对电性能的影响：由于塑化剂挥发时产生一定的气孔，也会影响到制品的绝缘性能。

粘结剂越多，气孔越多，击穿电压越低。

（3）对机械强度的影响：塑化剂挥发是否完全、塑化剂用量的大小，会影响到产生气孔的多少，从而将影响到坯体的机械强度。

（4）塑化剂用量的影响一般塑化剂的含量越少越好，但塑化剂过低，坯体达不到致密化，也容易产生分层。

特种陶瓷生产工艺
特种陶瓷是指具有特殊性能和特殊用途的陶瓷材料，其生产工艺相对于普通陶瓷要求更为精细和复杂。

首先，特种陶瓷的原料选取非常重要。

特种陶瓷一般采用高纯度、细粒度的原料，如氧化铝、氧化锆、碳化硅等。

在选料过程中，需要对原料进行分析和筛选，确保其成分和颗粒大小的均匀性，以免对成品陶瓷的性能产生不良影响。

其次，特种陶瓷的成型方法多样。

常见的成型方法包括注塑成型、压制成型、挤出成型等。

其中，注塑成型是一种较为常用的方法，它通过将粉末与有机增塑剂混合，并加热使其变得可塑，再通过注射机将其压入模具中，最后经过高温烘烤使之固化成型。

然后，特种陶瓷的烧结过程一般分为前烧和后烧。

前烧是将成型后的陶瓷坯体在一定温度下进行烘烤，以去除残留的有机物和气泡，并使陶瓷坯体的颗粒结合成坚固的整体。

后烧是在更高的温度下进行，使陶瓷坯体的颗粒进一步熔结，从而增强陶瓷的密度和硬度，提高其力学性能。

最后，特种陶瓷还需要进行后处理工艺。

后处理工艺可以进一步提升特种陶瓷的性能和质量。

常见的后处理工艺包括研磨、抛光、修补、激光加工等。

这些工艺可以使陶瓷表面更加光滑，去除杂质和缺陷，提高陶瓷的抗磨损能力和耐热性。

综上所述，特种陶瓷的生产工艺是一个复杂而精细的过程。

从
原料选取、成型、烧结到后处理，每个环节都需要严格控制和精确操作，以确保特种陶瓷的品质和性能。

只有在专业的工艺指导下，特种陶瓷才能发挥其独特的特性，满足各种特殊用途的需求。

特种陶瓷概述摘要本文主要叙述了国内特种陶瓷市场发展和生产现状，讲述了相关的制备方法和最新的相关技术前沿工艺，最后展望了特种陶瓷未来的发展趋势。

关键词特种陶瓷；市场现状；制备工艺；发展规模前言特种陶瓷也称为先进陶瓷、新型陶瓷、高性能陶瓷等，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.发展现状1.1市场情况：与20年前相比，目前我国特陶行业结构变化巨大，私营企业、外资企业的数量和比重迅猛增加，特别是外资企业增长势头迅猛，约占我国全部特陶企业的10%左右。

当前在电子陶瓷行业中，股份制和三资企业市场竞争力最强。

我国特陶市场的开放和市场规模的潜力，吸引许多国外企业纷纷进入，投资不断增加，规模逐步扩大，其投资模式已从最初的产品输入（经销产品）到生产输入（投资设厂），再到应用研究输入（设立实验室），对我国本土特陶企业带来巨大挑战。

1995年我国特种陶瓷产品销售额80亿元人民币（约合10亿美元），其中电子陶瓷约占70%，约56亿元；结构陶瓷占30%，约为24亿元。

相当于日本的1/9、美国的1/5，与欧洲的市场规模相当。

景德镇特种陶瓷生产流程景德镇是中国传统的陶瓷制作中心，而在陶瓷领域，特种陶瓷则更是充满特殊意义。

下面我们就来了解一下景德镇特种陶瓷的生产流程。

一、原料配比特种陶瓷的原料需要精细，配比也非常重要。

一般情况下，特种陶瓷的配比包括氧化铝、硅酸盐、氧化锆等。

具体的配比需要根据生产的不同用途进行精细调整。

二、成型特种陶瓷的成型有多种方法，包括压制、注塑、挤出等。

其中，注塑和挤出的方法更加先进，可以制作更复杂的形状和结构。

三、烘干成型后的特种陶瓷需要先烘干，除去水分。

一般情况下，烘干温度要控制在100-200℃之间，时间也需要根据不同产品的尺寸和要求进行精细调整。

四、烧结烘干后的特种陶瓷需要进行烧结，这是整个生产过程中最关键的一步。

烧结温度要高达1500-1800℃，时间也需要持续数小时。

在这个过程中，原料的化学成分会发生变化，形成坚硬的结构。

五、抛光和涂层特种陶瓷产品的表面一般需要进行抛光和涂层。

抛光可以使特种陶瓷表面更加光滑，涂层可以提高其抗腐蚀和耐磨性能。

六、检测特种陶瓷产品在生产过程中需要进行多次检测，包括成型前的原料检测、成型后的尺寸和外观检测、烧结后的性能检测等。

只有通过严格的检测，才能保证特种陶瓷的质量和性能。

七、包装和出货特种陶瓷产品生产完成后，需要进行包装和出货。

在包装时，要根据产品的特点和尺寸进行精细调整，以避免产品在运输过程中遭受损坏。

以上就是景德镇特种陶瓷的生产流程，需要注意的是，特种陶瓷对原料的精细和烧结的质量要求非常高，因此生产过程中需要非常小心谨慎。

只有通过严格的检测和生产流程，才能保证特种陶瓷的质量和性能。

特种陶瓷制备工艺
特种陶瓷制备工艺主要包括以下几个步骤：
1. 材料准备：选择适合特种陶瓷制备的原材料，如氧化铝、氮化硅、氧化锆等，并按照一定的比例混合和研磨，使其成为粉末状。

2. 成型：将粉末状材料通过成型工艺成型，常见的成型方法包括注塑成型、压制成型和挤出成型等。

3. 烧结：将成型后的陶瓷件进行烧结处理，使其在高温下发生化学反应，颗粒之间发生结合，形成致密的陶瓷体。

常见的烧结工艺包括等静压烧结、热等静压烧结和热压烧结等。

4. 加工：对于需要进行后续加工的特种陶瓷制品，还需要进行精加工和表面处理。

常见的加工工艺包括磨削、抛光、切割等。

5. 检测与品质控制：对特种陶瓷制品进行质量检测，包括外观检查、尺寸测量、力学性能测试和化学成分分析等，确保产品符合要求。

6. 涂装和烤漆（可选）：根据产品的需要，进行涂装和烤漆处理，增加陶瓷制品的美观和耐用性。

特种陶瓷制备工艺主要包括材料准备、成型、烧结、加工、检测与品质控制以及涂装和烤漆等环节，不同的特种陶瓷材料和应用领域会有不同的制备工艺。

特种陶瓷概述摘要本文主要叙述了国内特种陶瓷市场发展和生产现状，讲述了相关的制备方法和最新的相关技术前沿工艺，最后展望了特种陶瓷未来的发展趋势。

关键词特种陶瓷；市场现状；制备工艺；发展规模前言特种陶瓷也称为先进陶瓷、新型陶瓷、高性能陶瓷等，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.发展现状1.1市场情况：与20年前相比，目前我国特陶行业结构变化巨大，私营企业、外资企业的数量和比重迅猛增加，特别是外资企业增长势头迅猛，约占我国全部特陶企业的10%左右。

当前在电子陶瓷行业中，股份制和三资企业市场竞争力最强。

我国特陶市场的开放和市场规模的潜力，吸引许多国外企业纷纷进入，投资不断增加，规模逐步扩大，其投资模式已从最初的产品输入（经销产品）到生产输入（投资设厂），再到应用研究输入（设立实验室），对我国本土特陶企业带来巨大挑战。

1995年我国特种陶瓷产品销售额80亿元人民币（约合10亿美元），其中电子陶瓷约占70%，约56亿元；结构陶瓷占30%，约为24亿元。

相当于日本的1/9、美国的1/5，与欧洲的市场规模相当。

1、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的方法进行制造、加工的，具有优异特性的陶瓷。

特种陶瓷有很多种叫法，例如：精细陶瓷、技术陶瓷、现代陶瓷、新型陶瓷等等。

2、粘土在陶瓷生产中的作用：1)粘土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成型的基础。

2)粘土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性。

3)粘土一般呈细分散颗粒，同时具有结合性。

4)粘土是陶瓷坯体烧结时的主体。

5)粘土是形成陶器主体结构和瓷器中莫来石晶体的主要来源。

4、特种陶瓷分类：按特性和用途分⑴结构陶瓷⑵功能陶瓷⑶陶瓷基复合材料5、特种陶瓷性能（和金属材料相比）优点：高硬度，耐磨；高熔点，耐高温；高强度；高化学稳定性；比重小，约为金属1/3缺点：脆性大研究热点：如何提高陶瓷的韧性成为世界瞩目的陶瓷材料研究领域的核心课题！！！原因：化学键差异造成的。

金属：金属键，没有方向性，塑性变形性能好陶瓷：离子键和共价键，方向性强，结合能大，很难塑性形变，脆性大，裂纹敏感性强6、提高陶瓷韧性的方法1）利用金属的延展性2）利用晶须或者纤维增韧3）利用相变增韧4）纳米陶瓷增韧7、特种陶瓷用途特陶可以“上天入地”，“上天”指特种陶瓷应用于航天科技行业，“入地”指特种陶瓷可以应用于汽车等行业。

陶瓷刹车盘、陶瓷刀具、陶瓷装甲金刚石：作为世界上最硬的物质，是一种天然“陶瓷”。

8、陶瓷发动机优势①提高发动机热效率。

②减少辅助功率消耗，发动机结构简化。

③适应多种燃料燃烧④降低噪声，减少排气污染⑤减轻质量⑥资源丰富。

9、特种陶瓷研究方向探求材料的组成、结构与性能之间的关系组分一确定，工艺过程是控制材料结构的主要手段陶瓷的显微结构对材料性能影响很大，而材料的显微结构在很大程度上依赖于粉体特性。

1、粉体：作为物质的一种存在状态，粉体不同于气体、液体，也不完全同于固体；它是大量固体粒子的集合体，具有很多固体的属性，如物质结构，密度等等；颗粒间存在宏观空隙，颗粒间结合力较弱；同时它具有固体所不具有的流动性。

陶瓷的特种烧结方法
烧结是陶瓷制品生产过程中非常重要的一个环节，直接影响到产品的质量和性能。

为了满足不同行业的需求，人们研发出了多种特种烧结方法，下面介绍几种常用的方法。

1. 高温烧结法
高温烧结法是指将陶瓷制品置于高温下进行烧结，一般温度在1200℃以上。

这种方法可以加快烧结速度，提高产品的硬度和密度，适用于制作高强度、高硬度的陶瓷制品，如切削工具、轴承等。

2. 低温烧结法
低温烧结法是指将陶瓷制品置于较低温度下进行烧结，一般在1100℃以下。

这种方法可以减少能耗，降低成本，适用于制作一些需求较低强度和硬度的陶瓷制品，如餐具、瓷砖等。

3. 微波烧结法
微波烧结法是指将陶瓷制品置于微波辐射下进行烧结。

这种方法可以缩短烧结时间，提高产品的均匀性和致密性，适用于制作高精度的陶瓷制品，如电子器件、光学器件等。

4. 热等静压烧结法
热等静压烧结法是指将陶瓷粉末在高温下进行压缩，再进行烧结。

这种方法可以提高产品的致密性和强度，适用于制作高要求的陶瓷制品，如氧化铝陶瓷刀片、高温炉具等。

总之，不同的烧结方法适用于不同的陶瓷制品，生产者可以根据产品的要求选择合适的烧结方法，以达到最佳的生产效果。