特种陶瓷的制备工艺综述及其发展趋势
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特种 陶瓷 的制备工艺综述及其发展趋势
肖艳
（ 东 省 江 门 化 工材 料公 司 ， 门 广 江 ５９ ０ ） ２ １０
摘
要 ： 文 主要 介 绍 了 粉 末 陶 瓷 原 料 的 制备 技术 、 种 陶瓷 成 形 工 艺 、 结 方 法 以及 未 来 的发 本 特 烧
展趋 势 。目前 ， 种 陶 瓷 中 的粉 末 冶 金 陶 瓷工 艺 已取 得 了 很 大进 展 ， 仍 有 一 些 面 临 急 需 解决 的 特 但
艺工序 比较 复杂 、 能大 、 耗 工期 长 ， 于大 而长 的薄 壁制 对
品， 由于其不易充 满模具型腔而 不太适宜 。 （） ２ 挤压 成形 将粉 料 、 粘结 剂 、 润滑 剂等 与水 均匀 混合 ． 后将 塑 然
（） ２ 气相合 成法
气相合 成法 有蒸发 凝聚法 （ 物理 气相 沉积 、Ｖ 和 Ｐ Ｄ）
究特种 陶瓷制备技术 至关重要 。
末 粒径越小 ， 表面积越 大 ， 单位质 量粉末 的表面积（ 比表 面 积１ 越大 ， 结时进行 固相扩散物质 迁移 的界 面就越 多 ， 烧 即 越 容易致密化 。 制备现代 陶瓷材料所用粉 末都是亚微米（ ＜
ｌ ｍ 级超 细粉末 ， １ 且现在 已发展 到纳米级超 细粉 。粉末 颗 粒 形状 、尺 寸分布 及相结构 对 陶瓷的性 能也有 着显著 的 影响。 粉末制 备方法 很多 ，但 大体 上可 以归结 为机械研 磨
及氟化 物等 ） 制成 的陶瓷。它主要用于高温 环境 、 机械 、 电 得 更 加 重 要 。 由于 陶瓷材料 是采用 粉末烧结 的方 法制造 的 ，而 烧 子、 宇航 、 医学工 程等方 面 ， 成为 近代 尖端科 学 技术 的重
要组成部 分。 种陶瓷作 为一种 重要的结构材料 ， 特 具有高 结 过程主要是 沿粉料 表 面或 晶界 的固相 扩散物质 的迁 移 因此界面和表 面的大小起着至关 重要 的作用 。 是 就 强度 、 高硬度 、 耐高温 、 耐腐蚀等优 点 ， 无论在 传统工 业领 过 程。 粉末 的粒径是 描述粉 末品质 的最重要 的参数 。因为 粉 域． 还是 在新兴 的高技术 领域都有着广 泛的应用 。 因此研 说 ．
热压铸 成形也 是注浆成形 的一 种 ，但 不同之处 在于 它是在坯 料 中混人 石蜡 ， 利用 石蜡 的热流特性 ． 使用 金属
为 了克服机械研 磨法 的缺点 ．人 们普遍 采用 化学法 模 具在压力下 进行成形 ， 冷凝后 获得坯体 的方法 。热压铸 得 到各种粉末 原料 。 根据起始组 分 的形态 和反 应 的不 同 ， 成 形 的工 作原理如 下 ：先将定 量石蜡熔 化 为蜡液再 与烘
化学法可分 为以下三种类 型 ：
（） １ 液相合 成法
干 的陶瓷 粉混合 ， 凝固后制成 蜡板 ， 将蜡板 置于热 压铸 再
机 筒 内 ， 热熔化成 浆料 ， 过吸铸 口压 入模腔 ， 加 通 保压 、 去
液相有熔 液和溶液两种 。 陶瓷 的熔液制 成液滴 ， 压 、 却成 形 ， 后脱 模取 出坯 体 ， 将 以 冷 然 热压 铸形 成 的坯体 在
关键词 ： 特种 陶瓷 ； 形 ； 结 ； 末 冶金 ； 瓷 材料 成 烧 粉 陶
受 粉料性质 的影响 。 由于 陶瓷 的材 料零件 制造工 艺一体 化 的特点 ．使 得显微 组织结 构 的优 劣不单 单影 响材料 本
而且还直接影 响着制品 的性 能 。陶瓷材料本 身 陶瓷分为普 通陶瓷 和特种 陶瓷两 大类 ，特种 陶瓷是 身 的性 能 ， 脆 难变形等特 点 。因此 ， 陶瓷 材料的制备工艺 显 以人工化合物 为原料 （ 如氧化物 、 氮化物 、 化物 、 碳 硼化物 具 有硬 、 、
等离子流使 之形成雾状 ， 固化后 便可获得粉末 。虽然这种 烧 结之前须经排 蜡处理 。 该工 艺适合形状复 杂 、 精度要求 方法作 为合成金属 而广泛使 用 。但 陶瓷 的液化必 须在 高 高 的中小 型产 品的生 产 ， 备 简单 、 设 操作 方便 、 劳动 强度
温下进行 ， 因为一 面分解 ， 一面易 于引起相 分离 。所 以 另 小、 生产效率 高。在特种 陶瓷生 产 中经常被采用 。但 该工 广泛采用溶 液合成法 。
问题 。当前 阻 碍 陶 瓷 材料 进 一 步 发 展 的 关键 之一 是 成 形 技 术 尚 未完 全 突 破 。压 力 成 形 不 能满 足
形状 复杂 性 和 密 度 均匀 性 的要 求 。多 种 胶 体 原 位 成 形 工 艺 ， 固体 无模 成形 工艺 以及 气 相 成形 工 艺有 望 促 使 陶 瓷 成 形工 艺获 得 关 键 性 突 破 。
在一定 的温度下煅烧 ， 使组分 之 间发 生 固相 反应 ． 得到所 形 的方法 种类很 多 ． ： 如 需的物相 。同时 ， 机械球磨混合 无法使组分分 布达到微 观
均匀 ， 而且粉 末的细度有 限 ， 通常很 难小 于 ｌｍ 而达到 亚 微 米级 。机械球磨 法有干磨 和湿磨两种方法 。 （ ）热压
粉料 的制备 工艺（ 是机 械研磨 方法 ， 是化 学 方法） 还 、 粉料 的性质（ 粒度 大小 、 形态 、 尺寸分 布 、 相结构） 和成形工
艺 对烧 结时微 观结 构 的形成 和发展 有 着 巨大 的影 响 ， 即 陶瓷的最终微 观组织结 构不仅 与烧 结工艺有 关 ，而且还
法 和化学法 两个方 面 。传 统 陶瓷 粉料 的合成 方法是 固相
反应加机械 粉碎（ 磨１ 球 。其过程一 般为 ： 所需要 的组分 也不会 产生致密化 的制 品。 将 经烧结后 即可得到致密无孔的
或它们 的先驱物用 机械球磨 方法进行 粉碎并 混合 。然后 陶瓷 ， 可见成形在 陶瓷烧结致密化 中的重要作 用 。坯体成
肖艳
（ 东 省 江 门 化 工材 料公 司 ， 门 广 江 ５９ ０ ） ２ １０
摘
要 ： 文 主要 介 绍 了 粉 末 陶 瓷 原 料 的 制备 技术 、 种 陶瓷 成 形 工 艺 、 结 方 法 以及 未 来 的发 本 特 烧
展趋 势 。目前 ， 种 陶 瓷 中 的粉 末 冶 金 陶 瓷工 艺 已取 得 了 很 大进 展 ， 仍 有 一 些 面 临 急 需 解决 的 特 但
艺工序 比较 复杂 、 能大 、 耗 工期 长 ， 于大 而长 的薄 壁制 对
品， 由于其不易充 满模具型腔而 不太适宜 。 （） ２ 挤压 成形 将粉 料 、 粘结 剂 、 润滑 剂等 与水 均匀 混合 ． 后将 塑 然
（） ２ 气相合 成法
气相合 成法 有蒸发 凝聚法 （ 物理 气相 沉积 、Ｖ 和 Ｐ Ｄ）
究特种 陶瓷制备技术 至关重要 。
末 粒径越小 ， 表面积越 大 ， 单位质 量粉末 的表面积（ 比表 面 积１ 越大 ， 结时进行 固相扩散物质 迁移 的界 面就越 多 ， 烧 即 越 容易致密化 。 制备现代 陶瓷材料所用粉 末都是亚微米（ ＜
ｌ ｍ 级超 细粉末 ， １ 且现在 已发展 到纳米级超 细粉 。粉末 颗 粒 形状 、尺 寸分布 及相结构 对 陶瓷的性 能也有 着显著 的 影响。 粉末制 备方法 很多 ，但 大体 上可 以归结 为机械研 磨
及氟化 物等 ） 制成 的陶瓷。它主要用于高温 环境 、 机械 、 电 得 更 加 重 要 。 由于 陶瓷材料 是采用 粉末烧结 的方 法制造 的 ，而 烧 子、 宇航 、 医学工 程等方 面 ， 成为 近代 尖端科 学 技术 的重
要组成部 分。 种陶瓷作 为一种 重要的结构材料 ， 特 具有高 结 过程主要是 沿粉料 表 面或 晶界 的固相 扩散物质 的迁 移 因此界面和表 面的大小起着至关 重要 的作用 。 是 就 强度 、 高硬度 、 耐高温 、 耐腐蚀等优 点 ， 无论在 传统工 业领 过 程。 粉末 的粒径是 描述粉 末品质 的最重要 的参数 。因为 粉 域． 还是 在新兴 的高技术 领域都有着广 泛的应用 。 因此研 说 ．
热压铸 成形也 是注浆成形 的一 种 ，但 不同之处 在于 它是在坯 料 中混人 石蜡 ， 利用 石蜡 的热流特性 ． 使用 金属
为 了克服机械研 磨法 的缺点 ．人 们普遍 采用 化学法 模 具在压力下 进行成形 ， 冷凝后 获得坯体 的方法 。热压铸 得 到各种粉末 原料 。 根据起始组 分 的形态 和反 应 的不 同 ， 成 形 的工 作原理如 下 ：先将定 量石蜡熔 化 为蜡液再 与烘
化学法可分 为以下三种类 型 ：
（） １ 液相合 成法
干 的陶瓷 粉混合 ， 凝固后制成 蜡板 ， 将蜡板 置于热 压铸 再
机 筒 内 ， 热熔化成 浆料 ， 过吸铸 口压 入模腔 ， 加 通 保压 、 去
液相有熔 液和溶液两种 。 陶瓷 的熔液制 成液滴 ， 压 、 却成 形 ， 后脱 模取 出坯 体 ， 将 以 冷 然 热压 铸形 成 的坯体 在
关键词 ： 特种 陶瓷 ； 形 ； 结 ； 末 冶金 ； 瓷 材料 成 烧 粉 陶
受 粉料性质 的影响 。 由于 陶瓷 的材 料零件 制造工 艺一体 化 的特点 ．使 得显微 组织结 构 的优 劣不单 单影 响材料 本
而且还直接影 响着制品 的性 能 。陶瓷材料本 身 陶瓷分为普 通陶瓷 和特种 陶瓷两 大类 ，特种 陶瓷是 身 的性 能 ， 脆 难变形等特 点 。因此 ， 陶瓷 材料的制备工艺 显 以人工化合物 为原料 （ 如氧化物 、 氮化物 、 化物 、 碳 硼化物 具 有硬 、 、
等离子流使 之形成雾状 ， 固化后 便可获得粉末 。虽然这种 烧 结之前须经排 蜡处理 。 该工 艺适合形状复 杂 、 精度要求 方法作 为合成金属 而广泛使 用 。但 陶瓷 的液化必 须在 高 高 的中小 型产 品的生 产 ， 备 简单 、 设 操作 方便 、 劳动 强度
温下进行 ， 因为一 面分解 ， 一面易 于引起相 分离 。所 以 另 小、 生产效率 高。在特种 陶瓷生 产 中经常被采用 。但 该工 广泛采用溶 液合成法 。
问题 。当前 阻 碍 陶 瓷 材料 进 一 步 发 展 的 关键 之一 是 成 形 技 术 尚 未完 全 突 破 。压 力 成 形 不 能满 足
形状 复杂 性 和 密 度 均匀 性 的要 求 。多 种 胶 体 原 位 成 形 工 艺 ， 固体 无模 成形 工艺 以及 气 相 成形 工 艺有 望 促 使 陶 瓷 成 形工 艺获 得 关 键 性 突 破 。
在一定 的温度下煅烧 ， 使组分 之 间发 生 固相 反应 ． 得到所 形 的方法 种类很 多 ． ： 如 需的物相 。同时 ， 机械球磨混合 无法使组分分 布达到微 观
均匀 ， 而且粉 末的细度有 限 ， 通常很 难小 于 ｌｍ 而达到 亚 微 米级 。机械球磨 法有干磨 和湿磨两种方法 。 （ ）热压
粉料 的制备 工艺（ 是机 械研磨 方法 ， 是化 学 方法） 还 、 粉料 的性质（ 粒度 大小 、 形态 、 尺寸分 布 、 相结构） 和成形工
艺 对烧 结时微 观结 构 的形成 和发展 有 着 巨大 的影 响 ， 即 陶瓷的最终微 观组织结 构不仅 与烧 结工艺有 关 ，而且还
法 和化学法 两个方 面 。传 统 陶瓷 粉料 的合成 方法是 固相
反应加机械 粉碎（ 磨１ 球 。其过程一 般为 ： 所需要 的组分 也不会 产生致密化 的制 品。 将 经烧结后 即可得到致密无孔的
或它们 的先驱物用 机械球磨 方法进行 粉碎并 混合 。然后 陶瓷 ， 可见成形在 陶瓷烧结致密化 中的重要作 用 。坯体成
