工业陶瓷及其加工技术
工业陶瓷的工艺流程
工业陶瓷的工艺流程
《工业陶瓷的制作工艺流程》
工业陶瓷是一种非金属材料，其制作工艺需要经过多道工序才能完成。
一般来说，工业陶瓷的制作流程可以分为原料制备、成型、烧结和加工等几个主要步骤。
首先是原料制备阶段。
工业陶瓷的原料主要包括粘土、石英砂、长石粉等无机物质。
这些原料需要经过混合、研磨和筛分等处理，以保证陶瓷制品的成品质量。
接下来是成型阶段。
成型是将原料按照一定的比例混合，并经过模压、注射成型等工艺形成陶瓷坯体的过程。
这一步骤的关键是控制成型工艺参数，确保陶瓷坯体的成型精度和表面光滑度。
然后是烧结阶段。
烧结是将陶瓷坯体置于特定温度下进行高温煅烧，使其成为具有一定硬度和耐磨性的陶瓷制品。
在烧结过程中，需要控制好温度、时间和气氛，以避免产生裂纹和变形等缺陷。
最后是加工阶段。
加工是指对烧结后的陶瓷制品进行切割、磨削、抛光等工序，以满足客户的具体要求。
这些加工工序需要精密的设备和技术，可以有效提高陶瓷制品的加工精度和表面质量。
总的来说，工业陶瓷的制作工艺流程包括原料制备、成型、烧
结和加工等几个主要步骤。
通过精心设计和严格控制每个工艺环节，可以生产出具有高强度、高硬度和耐高温性能的工业陶瓷制品，广泛应用于机械、化工、电子等多个领域。
精选陶瓷的生产工艺原理与加工技术
浆料的性能要求：稳定性要好，在长时间加热而不搅拌的条件下不分 层与沉淀；可铸性要好，浆料铸满模腔并保持要求形状的能力；收缩率 要小，蜡浆由熔化的液体状态冷却凝固成固态时，会有体积收缩。
热压铸的工作原理：将配制成的料浆蜡板放置在热压铸机筒内，加热 至一定的温度熔化，在压缩空气的驱动下（或手动），将筒内的料浆通 过吸铸口压入模腔，根据产品的形状和大小保持一定的时间后，去掉压 力，料浆在模腔中冷却成型，然后脱模，取出坯体，有的还可进行加工 处理，或车削，或打孔等。 高温排蜡：坯体在烧成之前，先要经排蜡处理，否则由于石蜡在高温熔 化、流失、挥发、燃烧，坯体将失去粘结而解体。
300-800
氧化铝
400000
1500
碳化钛
390000
3000
金刚石
1171000
6000-10000
陶瓷的硬度为1000-5000HV
C、强度:陶瓷的强度不高，因为其晶界上存在有晶粒间的局部分离 或空隙，如空位、气孔、析出物，晶界上原子间键被拉长，键强度 被削弱，同时相同的电荷离子的靠近产生斥力，可能造成裂纹，所 以，消除晶界上不良作用，是提高陶瓷强度的基本途径。
陶瓷材料一般可分为普通陶瓷、特殊陶瓷与金属陶瓷三类 1、普通陶瓷：以天然硅酸盐矿物（粘土、长石、石英）经粉碎、压 制成型 、烧结而成的制品，如日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷等。 2、特殊陶瓷：采用高纯度的人工合成材料烧结而成，具有特殊力学、 物理、化学性能的陶瓷。如高温陶瓷、磁性陶瓷、压电陶瓷等。
3、金属陶瓷：用粉末冶金的方法制成，是金属与陶瓷组成的非均匀 复合材料制品。如金属陶瓷硬质合金等。
粉末冶金的陶瓷材料及其加工技术
２０１３年第１期（总第１３５期）现代技术陶瓷粉末冶金的陶瓷材料及其加工技术肖 艳（广东省江门化工材料公司，江门５２９１００）摘 要：针对金属陶瓷材料粉末冶金技术开发方兴未艾的趋势，介绍了粉末陶瓷原料的制备技术；阐述了特种陶瓷成形工艺；研究了特种陶瓷的烧结方法；提出了特种陶瓷技术的未来发展。
关键词：粉末冶金；陶瓷材料；加工技术 陶瓷分为普通陶瓷和特种陶瓷两大类，特种（金属）陶瓷是以人工化合物为原料（如氧化物、氮化物、碳化物、硼化物及氟化物等）制成的陶瓷。
它主要用于高温环境、机械、电子、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。
金属陶瓷作为一种重要的结构材料，具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀等优点，无论在传统工业领域还是在新兴的高技术领域都有着广泛的应用。
然而金属陶瓷所固有的高强度、高硬度等优点却同时给陶瓷件的成型、加工带来了很多困难，因此研究各种陶瓷成型技术变得至关重要。
１ 金属陶瓷材料粉末冶金技术的开发方兴未艾 粉末陶瓷材料有三种：氧化物陶瓷如Ａｌ２Ｏ３，非氧化物陶瓷如ＳｉＮ２，ＳｉＣ；混合物陶瓷如Ａｌ２Ｏ３＋ＳｉＮ２。
陶瓷材料的毛坯可用粉末冶金方法制造，将陶瓷粉末混合后压制成型，其形状只是接近成品的毛坯，然后焙烧—机械加工（一般是粗加工）—烧结—（精加工）车削或磨削加工。
金属陶瓷材料粉末冶金技术主要包括金属陶瓷材料粉末冶金技术的超细硬质合金、特殊硬质相硬质合金、梯度功能硬质合金、硬质合金热处理、涂层硬质合金、新技术和新工艺及新装备，以及Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷等内容。
金属陶瓷材料粉末冶金技术的硬质合金制品表面涂覆—涂层技术是近年来发展起来的一项先进技术，是硬质合金领域中具有划时代意义的重要技术突破。
硬质合金制品表面涂覆—涂层技术的出现为解决硬质合金耐磨性和韧性相互矛盾的问题提供了一条较为有效的途径。
目前提高涂层效果的研究与研制工作基本上沿着两个方向进行：一是完善制取耐磨涂层的设备与工艺方法；二是研制涂层的新成分，探索耐磨涂层的新材料。
陶瓷机械加工工艺
陶瓷机械加工工艺一、引言陶瓷是一种广泛应用于各行各业的材料，具有优异的耐磨、耐高温、绝缘等特性。
在机械工业中，陶瓷的机械加工工艺起到了至关重要的作用。
本文将对陶瓷机械加工工艺进行全面、详细、完整且深入地讨论。
二、陶瓷材料的特性陶瓷是一种非金属材料，具有硬度高、密度低、热膨胀系数小等特点。
由于其独特的特性，陶瓷在机械加工中具有一些固有的难点和挑战，需要采用专门的机械加工工艺。
1. 硬度高陶瓷的硬度高，常常超过金属材料。
这使得传统的机械加工方法如铣削、车削很难有效地加工陶瓷材料。
因此，需要采用其他的加工工艺。
2. 脆性大由于陶瓷材料的脆性大，容易发生开裂和破损。
在机械加工中，需要采取防止破损的措施，例如减少切削力、控制切削温度等。
三、陶瓷机械加工工艺分类根据陶瓷材料的特性和加工要求，陶瓷机械加工工艺可以分为以下几类：1. 粉末冶金法粉末冶金法是一种常用的陶瓷机械加工方法。
该方法先将陶瓷粉末与有机胶粘剂混合均匀，再通过成型、烘干、烧结等工艺制成陶瓷零件。
这种方法适用于制造复杂形状的零件，并且可以获得较高的精度和表面质量。
2. 软磨削法软磨削法是一种用软性磨料进行磨削的加工方法。
这种方法可以有效地控制切削力和热量，减少陶瓷材料的开裂和破损。
软磨削法可以用于陶瓷材料的精密加工，如打磨、抛光等。
3. 等离子喷涂法等离子喷涂法是一种利用等离子喷涂设备将陶瓷材料喷涂到基体上的加工方法。
这种方法可以在基体表面形成一层陶瓷涂层，提高基体的耐磨、耐高温等性能。
等离子喷涂法适用于陶瓷涂层的制备和修复。
四、陶瓷机械加工工艺的关键技术陶瓷机械加工工艺涉及到许多关键技术，包括以下几个方面：1. 刀具材料选择在陶瓷材料的机械加工中，刀具的选择至关重要。
常用的刀具材料有金刚石、立方氮化硼等。
这些刀具材料具有硬度高、耐磨性好等特点，能够有效地进行陶瓷材料的切削。
2. 加工参数控制加工参数的控制对于获得优质的陶瓷零件至关重要。
加工参数包括切削速度、进给速度、切削深度等。
工业陶瓷加工工艺流程
工业陶瓷加工工艺流程
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工业陶瓷加工工艺流程简述：
①原料制备：精选原料，如氧化锆、氧化铝粉末，进行淘洗、配料，入球磨机细碎至所需粒度，除铁、过筛。
②成型工艺：根据产品特性选择成型方法，如注浆成型、热压注成型、干压成型等，使用相应粘合剂制成坯体。
③干燥：成型后的坯体自然干燥或在控温烘箱中加速干燥，去除水分，增强强度。
④烧结：将干燥坯体放入高温炉中烧结，经历物理化学变化，致密化成为陶瓷体，调整至所需尺寸和性能。
⑤精密加工：烧结后根据需求进行后续加工，包括磨削、研磨、抛光、超声波或激光加工，以达到精确的尺寸和表面质量。
⑥表面处理：对于需要特定表面特性的产品，进行镀膜、涂覆等处理，增强耐蚀性或功能性。
⑦质量检验：在各关键环节进行尺寸、外观、性能检测，确保产品符合技术要求。
⑧成品包装：合格产品经过清洗、检验后，根据规格分类包装，准备发货。
陶瓷加工技术及应用
陶瓷加工技术及应用陶瓷加工技术及应用陶瓷加工技术是指对陶瓷原料进行成型、烧结、表面处理等加工工艺的方法和过程。
陶瓷是一种由无机非金属材料制成的类似土壤的材料，具有耐高温、耐腐蚀、绝缘、硬度高等优点，在各个领域中有着广泛的应用。
陶瓷加工技术主要包括成型工艺和烧结工艺两个方面。
成型工艺主要有手工塑性成型技术、瓷坯成型技术和注模成型技术。
手工塑性成型技术是在坩埚中用手工捏塑的方式制作陶瓷成型工件，这种方法适用于小批量的制作工艺。
瓷坯成型技术是通过抛光、模压、注浆等工艺将陶瓷原料制成具有一定形状和尺寸的坯体，其中抛光是指将润湿后的陶瓷原料放置在转速较快的电动转盘上，通过离心力使陶瓷原料附着在转盘上形成薄而均匀的坯体。
模压是指将陶瓷原料放置在金属模具中，通过外部力的作用将陶瓷原料压实并形成所需形状和尺寸的坯体。
注浆是指将陶瓷原料制成的水浆状物质通过注浆器喷出到预先制作好的模具中，然后在模具中凝固成坯体。
注模成型技术是将液态或半固态的陶瓷原料注入模具中，通过模具的形状来决定最终成型产品的形状。
烧结工艺是指将成型后的陶瓷坯体通过高温烧结处理，使其形状得以保持并且强度得到提高。
主要有氧化烧结、还原烧结和烧结助剂三种方式。
氧化烧结是指陶瓷坯体在氧气气氛中进行的烧结过程，其中氧化铝和二氧化硅是常用的加氧剂。
还原烧结是指陶瓷坯体在还原气氛中进行的烧结过程，常用还原气氛有氢气、甲烷等。
烧结助剂是指在烧结过程中添加的能够改善烧结性能的物质，主要有助焊剂、助熔剂等。
陶瓷加工技术在很多领域中有着广泛的应用。
在建筑业中，陶瓷材料被广泛应用于地板、墙面、外墙等装饰材料。
在化工工业中，陶瓷材料被用作化学反应容器、催化剂载体等。
在电子工业中，陶瓷材料被用作电子元件的绝缘材料、封装材料等。
在医疗器械中，陶瓷材料被用作人工骨骼、义齿等。
在冶金工业中，陶瓷材料被用作耐高温容器、耐腐蚀材料等。
总之，陶瓷加工技术的应用范围广泛，通过不同的成型和烧结工艺，可以制作出各种形状、尺寸和性能的陶瓷制品，满足不同行业的需求。
工业陶瓷及其成型
① 氮化硅的制备与烧结工艺
工业硅直接氮化：3Si+2N2→Si3N4 二氧化硅还原氮化：3SiO2+6C+2N2→Si3N4+6CO 烧结工艺 优点 缺点
反应烧结 烧结时几乎没有收缩，能 密度低，强度低，耐蚀
得到复杂的形状 性差 只能制造简单形状，烧 热压烧结 用较少的助剂就能致密化， 强度、耐蚀性最好 结助剂使高温强度降低
1）悬浮料浆的制备。 料浆是陶瓷原料粉体和水组成的悬浮 液。料浆应具有良好的流动性，足够小的粘度，尽可能少 的含水量，弱的触变性(静止时粘度变化小),良好的稳定性 (悬浮性)及良好的渗透(水)性等性能。
2）注浆方法。
实心注浆 如后图a所示。料浆注入模型后，料浆中的 水分同时被模型的两个工作面吸收，注件在两模之间形成， 没有多余料浆排出。 空心注浆如后图a所示。料浆注入模型后，由模型单面 吸浆，当注件达到要求的厚度时，排出多余料浆而形成空 心注件。
氧化锆拉线轮
氧化锆油泵
氧化柱塞
氧化锆球阀
7.2 工业陶瓷的生产过程
工业陶瓷的生产过程主要包括坯体成形前的坯料准备、坯 体成形、烧结、烧结及坯体的后续加工等内容。 1.坯体成形前的准备 首先是利用物理、化学等方法对粉料进行处理获得所 需要规格的粉体；然后按照瓷料的成分，将各种原料进行 称量配料，配料后根据不同的成形方法，混合制备成不同 形式的坯料。 2.坯体成形 成形是将坯料制成具有一定形状和规格的坯体。可采 用的方法有：湿塑成型、注浆成型、模压成型、注射成型、 热压铸成型、等静压成型、塑性成型、带式成型等。
1.按用途的不同分类 1）日用陶瓷：如茶具、缸，坛、盆、罐、盘、碟、碗等。 2）艺术（工艺）陶瓷：如花瓶、雕塑品、器皿、 陈设品等。 3）工业陶瓷：指应用于各种工业的陶瓷制品。又分以下方面： ①建筑一卫生陶瓷： 如砖瓦，排水管、面砖，外墙砖， 卫生洁具等； ②化工（化学）陶瓷： 用于各种化学工业的耐酸容器、 管道，塔、泵、阀以及搪砌反应锅的耐酸砖、灰等； ③电瓷： 用于电力工业高低压输电线路上的绝缘子。电 机用套管，支柱绝缘子、低压电器和照明用绝缘子，以及电 讯用绝缘子，无线电用绝缘子等； ④特种陶瓷： 用于各种现代工业和尖端科学技术的特种 陶瓷制品，有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁石质瓷、锆英石 质瓷、锂质瓷、以及磁性瓷、金属陶瓷等。
陶瓷生产技术及设备概述
陶瓷生产技术及设备概述引言陶瓷是一种重要的工业材料，广泛应用于建筑、医疗、电子、航空航天等领域。
陶瓷制品具有高温稳定性、机械强度高、耐腐蚀等特点，在现代工业生产中发挥着重要的作用。
本文将对陶瓷生产技术及设备进行概述，包括陶瓷生产工艺、陶瓷生产设备以及陶瓷生产过程中的关键技术。
陶瓷生产工艺陶瓷生产工艺是指通过一系列的加工过程将陶瓷原料转变为成品的过程。
一般来说，陶瓷生产工艺包括原料制备、成型、干燥、烧结和加工等步骤。
1.原料制备：陶瓷原料的制备是陶瓷生产的第一步。
常见的陶瓷原料包括粘土、石英、长石等。
原料制备包括原料选择、原料混合、研磨等工艺。
2.成型：成型是将陶瓷原料按照一定的形状进行造型的过程。
常见的成型方法包括注塑成型、压制成型、挤出成型等。
成型后的陶瓷坯体需经过一定的干燥过程。
3.干燥：干燥是将成型后的陶瓷坯体中的水分蒸发掉的过程。
常见的干燥方法包括自然干燥、强制干燥等。
4.烧结：烧结是将干燥后的陶瓷坯体在高温下进行加热，使其变得致密并获得一定的力学强度和化学稳定性的过程。
烧结温度及时间取决于陶瓷材料的种类和要求。
5.加工：加工是将烧结后的陶瓷制品进行后续处理的过程。
常见的加工方法包括切割、打磨、抛光等，以获得所需的形状和表面光洁度。
陶瓷生产设备陶瓷生产设备是实现陶瓷生产工艺的工具和设备。
根据不同的生产工艺和陶瓷制品的要求，陶瓷生产设备可以分为原料制备设备、成型设备、干燥设备、烧结设备和加工设备等。
1.原料制备设备：原料制备设备包括搅拌机、研磨机等。
搅拌机可用于将陶瓷原料进行混合，研磨机可用于将原料进行细磨，以提高陶瓷制品的质量。
2.成型设备：成型设备根据陶瓷制品的形状和规格的不同，可采用不同的成型方法和设备。
常见的成型设备包括注塑机、压力机、挤出机等。
3.干燥设备：干燥设备主要用于将成型后的陶瓷坯体中的水分蒸发掉，常用的干燥设备有烘箱、干燥室等。
4.烧结设备：烧结设备是实现陶瓷烧结过程的关键设备。
陶瓷制备方法
陶瓷制备方法一、概述陶瓷是一种非金属材料，具有多种优良的物理和化学性质，如高温稳定性、耐腐蚀性、硬度高等。
陶瓷材料在日常生活和工业生产中有广泛应用，例如制作陶瓷器皿、建筑材料、电子元器件等。
本文将介绍几种常见的陶瓷制备方法。
二、干法制备方法1. 烧结法烧结法是将陶瓷原材料粉末在高温下进行烧结，使其颗粒间相互结合形成固体块材料。
该方法可分为普通烧结法和压电烧结法两种。
普通烧结法是将粉末制成坯体，然后在高温下烧结。
而压电烧结法是将陶瓷粉末与有机高分子混合后，压制成形，再在高温下进行烧结。
该方法具有成本低、制备周期短等优点，但制备出来的陶瓷材料致密度较低，有一定的气孔。
2. 真空压制法真空压制法是一种将陶瓷原材料粉末加热到熔点后，在真空环境下进行压缩成型的方法。
该方法制备出来的陶瓷材料致密度高、强度大，但成本较高。
3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是将金属化合物或有机酸与其他化合物混合后，在加热和干燥后形成凝胶，然后再进行烧结。
该方法制备的陶瓷材料致密度高、粒度小，具有高温稳定性、耐腐蚀性等优点。
1. 凝胶注模法凝胶注模法是将陶瓷粉末与有机化合物混合后形成凝胶，然后放入注模机内注模，再进行热处理得到陶瓷制品。
该方法制备的陶瓷制品精度高、致密度好，表面光滑。
2. 喷雾干燥法喷雾干燥法是将含有陶瓷材料的溶液通过高压喷雾器雾化成微小颗粒，然后在气流中进行干燥得到陶瓷粉末。
该方法制备出来的陶瓷粉末粒度小、均匀，但成本较高。
3. 溶液浸渍法溶液浸渍法是将陶瓷原材料粉末加入到化学制剂的溶液中，使其渐渐凝结成凝胶，然后进行烧结制品。
该方法操作简单，成本低，但制备的陶瓷制品致密度不够。
坩埚法是一种古老的陶瓷制备方法，用于制作瓷器和陶器。
制作方法是将陶瓷原材料经过处理后，按一定比例混合后磨成均匀的陶瓷泥，放入坩埚内，在高温下进行烧制得到制品。
该方法适用于制作小型陶瓷制品。
2. 电化学制备法电化学制备法是一种利用电化学反应制备陶瓷材料的方法。
95氧化铝工业陶瓷生产工艺
95氧化铝工业陶瓷生产工艺
在95氧化铝工业陶瓷的生产过程中，无论是原料制备、成型、烧结还是冷加工，每个环节都不可忽视。
目前，95氧化铝工业陶瓷主要采用烧结法制备。
烧结后，产品的显微组织和内在性能发生了根本性的变化，这是其它方法难以弥补的。
因此，深入研究95氧化铝工业陶瓷的烧结工艺及其影响因素，合理选择保证产品性能的理想烧结体系，分析烧结机理，研究添加剂的作用机理，对95氧化铝工业陶瓷的生产具有重要意义，为95氧化铝工业陶瓷的广泛应用提供理论依据95氧化铝工业陶瓷，服务于生产和社会需要。
氧化铝的强离子键导致扩散系数低，烧结温度高（95氧化铝工业陶瓷的烧结温度高达1800℃）。
在如此高的烧结温度下，晶粒迅速长大，残余气孔聚集长大，导致材料力学性能下降。
同时，也使材料的气密性变差，增加了对窑内耐火砖的破坏。
因此，降低95氧化铝工业陶瓷的烧结温度是95氧化铝工业陶瓷行业关注和必须解决的问题。
对于陶瓷材料，降低烧结温度有两种途径：一是获得分散均匀、无团聚、烧结活性好的超细粉体，降低陶瓷的烧结温度；二是加入适量的烧结助剂。
随着科学技术的发展和制造技术的进步，95氧化铝工业陶瓷在现代工业和现代科学技术中的应用越来越广泛，对95氧化铝工业陶瓷的性能提出了新的要求。
国外对氧化铝材料的研究起步较早。
尤其是在机械加工、医药、航天等高科技领域。
但是，我国对氧化铝材料的研究相对较晚，技术相对落后，制造业的生产工艺相对落后，设备不精。
因此，如何获得高性能的陶瓷材料仍有必要继续努力。
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气孔率及吸水率：气孔率是衡量陶瓷质量和工艺制度是否合理的重要指 标，吸水率反应陶瓷是否烧结和烧结后的致密程度。
日用陶瓷
类别
主要配料 烧成温度
性能特点
主要用途
长石质瓷 长石、石英 （国内外 粘土 普遍采用）
电工瓷制品的造型设计非常重要，直接影响制造工艺及制品的性 能。设计的内容是制品的结构、电性能、机械性能的计算，为了 简化工艺和便于制造，一般将瓷体设计成具有回转体和直形内孔 结构。
电子陶瓷
灯具陶瓷
电器陶瓷
化工陶瓷
化工陶瓷指用于化工设备上的陶瓷制品，它具有优异的耐酸碱性、 耐腐蚀性、不污染介质等特点，可在－15～100度范围内使用。其 缺点蚀性脆、冲击强度和机械强度低、不能承受过大的机械震动， 耐热骤冷变化差。 化工陶瓷一般用于化工、化肥、制药、食品、造纸、冶炼及化纤 等工业中，如耐酸陶瓷容器、阀门、泵、塔、鼓风机、印板机等。 化工陶瓷制品表面常施一层薄釉，使制品表面光滑、不透水和气， 耐腐蚀。当前,一些增强、增韧陶瓷、莫来石质陶瓷、刚玉质陶瓷、 氮化硅陶瓷等制品已在化工设备中得到了应用和推广。
艺流程一般都很复杂。对已烧成的陶瓷进行再 加工一般较困难。 3、工业陶瓷具有一系列优良的物理、化学性能 和独特的质感。
西安电子科技大学工业设计系
陶瓷材料的分类
1.普通陶瓷 包括日用陶瓷、建筑陶瓷、电器绝缘陶瓷、 化工陶瓷、多孔陶瓷等。
2. 特种陶瓷 (1)按性能分：具有能量转化的功能陶瓷（高强度、
图片
西安电子科技大学工业设计系
高温陶瓷
高温陶瓷是指熔融温度在1728度以上的一类陶瓷制品，它 主要是由一些金属氧化物和难熔化合物作为原料制成。 应用 最多的有AI2O3、 ZrO2、 MgO、 CaO 、BeO等。
纯氧化物是很好的高温耐火材料。 AI2O3（刚玉）广泛用 于制造高速切削工具、量规等。刚玉为重要的坩埚材料； ZrO2用作耐火坩埚、炉子和反应堆绝热材料，金属表面的保护 涂层等； MgO、 CaO 可用于制造坩埚， MgO还可用作炉衬和 高温装置等。
西安电子科技大学工业设计系
陶瓷的其它性质
导电性：陶瓷的导电性变化范围很广。大多数陶瓷为绝缘体，但不少陶 瓷即是离子导体，又是一定的电子导体，许多氧化物如ZnO、 NiO 等实 际上是半导体，所以陶瓷也是重要的半导体材料。目前已出现具有各种 电性能的陶瓷，如压电陶瓷、磁性陶瓷、透明铁电陶瓷等。
光学性质：白度是指材料对白色光的反射能力，绝大部分陶瓷在外观色 彩上均采用纯正的白色；透光度是指允许可见光透过的程度。陶瓷通常 是透明和半透明的，这一性质在产品设计中应用较广，尤其在光学领域 有着重要的发展和应用；光泽度是指表面对可见光的反射能力。一些陶 瓷表面常用釉进行装饰，如日用陶瓷，尤其是高档的茶具等。
同上。但透明度、外观色 调较好
餐具、茶具、陈 设陶瓷器、装饰 美术瓷器、一般 工业用品
餐具、茶具、工 业美术制品
白度高、透明性好、瓷质 高级茶具、餐具、
软、光泽柔和、但较脆、 高级工艺美术瓷
热稳定性差
器
良好的透明度和热稳定性、 高级日用器皿、 较高的强度和良好的电性 一般电工陶瓷· 能
图片
西安电子科技大学工业设计系
高温、耐磨、耐酸、压电、半导体、磁性、生物、导电、 超导）；作为工业造型材料和高温结构材料的结构陶瓷 （熔点高、强度高、化学稳定性好，在产品设计中应用 较为广泛的是结构陶瓷）。
（2）按化学组成分：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳 化物陶瓷、复合瓷、金属陶瓷、纤维增强陶瓷等。
西安电子科技大学工业设计系
陶瓷材料的性质
1、原料配置：陶瓷最基本原料是石英、长石、黏土三大类和其它一些化工原料。 2、坯料成型：将制备好的坯料，用各种工艺方法制成需要的形状和尺寸的坯件 （生坯）的过程。陶瓷制品种类繁多，制品的形状、大小、烧成温度不一，所 以所用成型方法多种多样。从工艺角度而论，可根据坯料的性能和含水量的不 同，将工业陶瓷成型方法分为三类：可塑法成型、注浆法成型、干压法成型。
第七章 工业陶瓷及其加工技术
工业陶瓷简介 常用陶瓷材料及其性质 工业陶瓷材料加工工艺 陶瓷制品表面装饰技术 思考题
西安电子科技大学工业设计系
2006/7/23
工业陶瓷简介
通常把金属、工程塑料和工业陶瓷作 为工业产品造型的三大材料。
“陶瓷”这一名词源于古代希腊的 “烧物”，它意味着陶器是经焙烧而赋 予其强度的材料，即被定义为“经高温 热处理工艺所合成的非金属无机材料”。
注浆法：是陶瓷成型中的基本方法。它是将原料配制成浆料注入石膏模具 中成型，常用于制造形状复杂、精度要求不高的日用陶瓷和建筑陶瓷。石 膏模具为多孔且吸水强，能吸收陶瓷浆料的水分，继而使得陶瓷干燥成型。 它分为空心注浆和实心注浆两种。
压制法：将含有一定水分和添加剂的粉料在金属模具中用较高的压力压制 成型。其方法效率高、易于自动化、制品烧成收缩率小，不易变形，适合 形状简单的坯件，如园片、方片等，对模具的质量要求高。
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பைடு நூலகம்工瓷
电工瓷是一类绝缘性和力学性能优良的陶瓷材料，电工瓷的介电 强度高、抗拉强度和抗弯强度较好，化学稳定性好，耐候性好， 不易老化，防污染性好，在长期机械负荷下不会产生永久变形等 优良特性。近年来适应于高温、高频或高介的电力设备应用的要 求，一些特种电子陶瓷制品已经研制投入批量生产，如氧化镁瓷、 氧化锌瓷、氧化铍瓷、氮化物瓷、莫来石－堇青石瓷等，并受到 重视。电工瓷广泛用于电力工业和电子工业作为隔电的机械支承 件和联接用的各种绝缘器件，如各种瓷绝缘子，各种电器绝缘支 柱、套管、瓷套等。
成型工艺应满足下述要求：1）坯料符合制品要求的形状和尺寸（考虑收 缩）；2）坯件应有相当的机械强度，以便后续工作；3）坯件应结构均匀，具 有一定的致密度；4）成型过程应便于组织生产。 3、坯体干燥：目的提高坯件强度，以免在搬运和再加工过程中受损和变形，同 时可提高坯件吸附釉彩的能力。干燥方法有自然空气干燥、热空气干燥、辐射 线干燥、微波干燥等。 4、窑炉烧结：它是坯件瓷化的工艺过程，也是陶瓷制品工艺最重要的一道工序。 经成型、干燥和施釉后的半成品，必须经高温焙烧，才能获得满足使用要求的 最终产品。陶瓷制品烧结后即硬化定型，具有很高的硬度，一般不易加工，对 某些尺寸精度要求较高的制件，烧结后可进行研磨、电加工、激光等加工。
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7.1 常用陶瓷材料及其性质
陶瓷材料特点 陶瓷材料的分类 陶瓷材料的性质 常用的工业陶瓷及制品
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工业陶瓷材料的成型技术
可塑法：是一种古老也是使用最广泛的成型方法。它是将坯料中加入一定 量的水分和塑化剂，使坯料具有良好塑性的料团，然后利用其可塑性通过 手工和机械成型。主要包括:(1)挤制法成型:适用于加工各种端面形状规则 的瓷棒或轴（圆形、方形、六角形等）和各种管状产品（如高温炉管、热 电偶电容器瓷套等）；(2)车坯成型使用挤压出的圆柱形泥段作为坯料， 在车床上加工成型，常用于加工形状较为复杂的圆形制品；(3)旋坯法和 滚压法是目前使用广泛的两种成型方法，它们可制造内外形状较复杂的回 转面制件；(4)热压注成型与熔模铸造中蜡模制造工艺相似，制得的产品 尺寸较准确，光洁度高，结构紧凑。
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2006/7/23
7.3 陶瓷制品表面的装饰技术
陶瓷的表面加工 陶瓷的表面层改质处理 陶瓷的表面金属化处理 陶瓷的表面施釉处理
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陶瓷材料的特点
工业陶瓷区别于其它工业造型材料，主要特点： 1、陶瓷结构中，离子键和共价键是主要的结合
键。键的性质与材料结构和性质有密切关系。 2、陶瓷的生产工艺是先成型后烧结成制品，工
热性质
其他性质
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常用的工业陶瓷及其制品
日用陶瓷 建筑陶瓷 电工瓷 化工陶瓷
电子陶瓷 高温陶瓷 其他陶瓷
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陶瓷的热性能
热膨胀：是指温度升高时物质原子震动幅度增大、原子间距增
大所导致的体积涨大现象。陶瓷的热膨胀小，高温抗蠕变能力强。
导热性：是指在一定温度梯度作用下热量在固体中的传导速率。
力学性质
1.刚度（由弹性模量衡量，其刚度是各类造型材料中最高的）
2.强度（是抵抗外加负荷的能力，是材料重要的力学性能，其 抗拉强度低、抗弯和抗压强度较高）
3.韧性（韧性极低，是典型的脆性材料。陶瓷的表面和内部由 于各种原因，如表面划伤、化学侵蚀、热胀冷缩不均等，很容易 产生裂纹）
4.硬度（材料表面的局部抗压强度。陶瓷在各类材料中硬度最 高，其硬度随温度升高而降低，但在高温下依然很高）
陶瓷的热传导主要依靠于原子的热震动，没有自由电子的传热作 用。同时由于陶瓷中的气孔对传热不利，所以陶瓷为较好的绝热 材料。
热稳定性：是指抗热振性，即在不同温度范围波动时的寿命，
一般用急冷到水中不破裂所能承受的最高温度来表达。例如，日 用陶瓷的热稳定性为220度。它与材料的线膨胀系数和导热性等 有关。线膨胀系数大和导热性低的材料的热稳定性不高，韧性低 的材料的热稳定性也不高。陶瓷的热稳定性很低，这是陶瓷的另 一个主要缺点。
难熔化合物如碳化硅陶瓷主要用作加热元件、石墨的表 面保护层，以及作砂轮、磨料等。氮化硼陶瓷（白石墨）具 有石墨类型六方结构，可用作为介电体和耐火润滑剂。
其它陶瓷
透明陶瓷：与玻璃一样透明，但其硬度、强度都比玻璃高得多，
化学稳定性好，具有很好的抗表面损坏能力，这种透明陶瓷可作 超音速飞机风挡、高级轿车的防弹窗、坦克的观察窗、炸弹瞄准 工具。它还能透过无线电波，因此可作雷达天线罩、导弹的“防 风镜”。另外可用作高压钠灯的放电管，碱金属蒸汽灯等。