先進(jìn)陶瓷材料制備工藝過(guò)程

         先進(jìn)陶瓷的制備工藝過(guò)程主要包括原始粉料的合成、制品成型、燒結、加工 及檢驗等環(huán)節。此外根據陶瓷制品的外形特點(diǎn)；還可將先進(jìn)陶瓷分為先進(jìn)陶瓷 固體材料、先進(jìn)陶瓷復合材料、先進(jìn)陶瓷多孔材料等。

(1)起始原料現代先進(jìn)陶瓷材料的起始原料一般是已經(jīng)過(guò)提純、加工的具 有較高純度的化學(xué)試劑或工業(yè)用化學(xué)原料。有時(shí)也可使用較初級的原料，原料的 提純在粉體的合成過(guò)程中一起進(jìn)行。一些常用的化學(xué)試劑如表1-7所列。

(2)粉體合成
由起始原料經(jīng)化學(xué)反應合成符合要求（化學(xué)組分、相組分、 純度、顆粒度、流動(dòng)性等）的粉體。粉料合成方法可以是顆粒細化的機械粉碎 法，也可由顆粒在介質(zhì)中成核生長(cháng)的方法制備，后者一般是化學(xué)法?；瘜W(xué)法可根 據化學(xué)反應進(jìn)行的相態(tài)不同分為液相法．氣相法和固相法等。

(3)粉料的調整
如合成的粉體不符合設計或后續工藝的要求，則需對粉體 進(jìn)行調整。如粉體細度不夠或含較大團聚體，粉體需要研磨。研磨的方法有球 磨、攪拌球磨、砂磨、振動(dòng)磨等；如含有不希望有的離子雜質(zhì)，可用洗滌（如水 洗或酸洗）的方法加以改善。 粉料調整還包括為適于成型而進(jìn)行的有機添加劑的加入、濕度調整、造粒、 泥料（塑性物料）和漿料調制、混練等。用于顆粒法成型（干壓、等靜壓）的粉 體需經(jīng)造粒以改善其流動(dòng)性和模具填充性，并使之含有一定濕度（根據顆粒大小 需1%～15%不等）和添加劑含量；塑性物料的調制用于塑性成型方法（擠壓、 注射成型），塑性物料中液相飽和度（液相占顆粒間氣孔百分數）接近于1，物 料呈塑性；漿料的調制用于澆注成型（注漿、流延成型），漿料的液相飽和度大 于1，具有流動(dòng)性．噴霧干燥造粒也從漿料開(kāi)始。

(4) 陶瓷成型
成型是將一個(gè)分散體系（粉體、塑性物料和漿料）轉變成具有一 定幾何形狀、體積和強度的塊體。如上所說(shuō)，不同形態(tài)的物料適用于不同的成型 方法。顆粒態(tài)粉體用于壓法或等靜壓法成型；塑性物料適用于擠壓成型或注射成 型（塑性法成型）；漿料則用于澆注法成型。

(5) 成型體燒結前預處理
由于成型體中（不管什么成型方法）均合有一定 量的有機添加劑和溶劑，因此燒結前一般需經(jīng)處理，即干燥和有機添加劑燒失 處理。 干燥必須在較低溫度以較慢速度進(jìn)行，以免速度過(guò)快造成成型體開(kāi)裂，有機 物燒失處理一般選擇在有機物分解或氧化溫度以上，但溫度不能過(guò)高，避免燒失 過(guò)快引入缺陷。一般的燒失選擇在氧化氣氛下，以盡量減少碳的殘余。某些情況 下需先在非氧化氣氛中分解后在氧化氣氛中脫碳，這樣可防止直接氧化時(shí)氣體過(guò) 多過(guò)快產(chǎn)生。

(6) 陶瓷燒結
燒結是指在一定溫度、壓力下使成型體發(fā)生顯微結構變化并使其 體積收縮、密度升高的過(guò)程。最常用和最基本的方法是常壓（無(wú)壓）燒結法。使 用壓力的燒結為熱壓或高溫等靜壓（熱等靜壓）法。此外還有新發(fā)展起來(lái)的各種 快速燒結方法。 燒結是陶瓷材料制造的關(guān)鍵步驟。通過(guò)燒結，材料不僅變得致密．而且獲得 相當的強度等力學(xué)性能和其他各種各樣的功能性能。由于燒結是在固相之間或固 相一液相之間進(jìn)行，燒結時(shí)密度、晶粒和氣孔尺寸等參數同時(shí)變化并相互影響， 所以其過(guò)程十分復雜。

(7) 陶瓷加工
先進(jìn)陶瓷在使用前，必須根據用戶(hù)要求進(jìn)行加工后方能使用。如 在機械結構上使用時(shí)，必須與金屬零部件接合或配合，這就要求先進(jìn)陶瓷零部件 的各項精度與金屬零部件相一致。而先進(jìn)陶瓷材料經(jīng)過(guò)成型、燒結后雖然具有一 定的形狀和尺寸，但由于工藝過(guò)程中產(chǎn)生了較大的收縮．使燒結體尺寸偏差在毫 米數量級甚至更大．根本達不到裝配的精度要求。因而需要進(jìn)行精加r；而且在 成型和燒結過(guò)程中．由于受各種因素的影響，制品表面不同程度會(huì )有黏附、微裂 紋，甚至表面被其他化合物所包裹．所以必須對制品進(jìn)行表面加工處理。 目前，先進(jìn)陶瓷材料的加_f -方法主要有：切削加工、磨削加'、光整加工、 特種加工等方法!