特种陶瓷材料的研究进展[1]
新材料研究中的特种陶瓷制备技术研究
新材料研究中的特种陶瓷制备技术研究新材料的研究一直是人类科技发展的重要方向之一。
其中，特种陶瓷材料因其特殊的性质和应用领域受到了广泛的关注。
随着科技的发展，特种陶瓷制备技术也在不断地进步和完善，本文将就新材料研究中的特种陶瓷制备技术进行探讨。
一、特种陶瓷的分类特种陶瓷是指具有特殊性能和特殊用途的陶瓷材料，是在传统陶瓷材料基础上发展起来的一种新型材料。
特种陶瓷根据其用途和材料特性的不同可以分为多个类别，其中比较常见的有结构陶瓷、功能陶瓷和生物陶瓷等。
结构陶瓷是指用于承载和支撑结构的陶瓷材料，例如高纯度氧化铝、氮化硅、碳化硅等。
这种陶瓷材料的热稳定性好、硬度高、抗磨损性强、化学惰性好等特点，使其在航空航天、电子器件、机械装备等领域具有广泛的应用。
功能陶瓷则是指具有特殊功能的陶瓷材料，例如铁电陶瓷、超导陶瓷和压电陶瓷等。
这种陶瓷材料可以利用自身特殊的物理、化学及电学特性，具备超强的感测、节能、储存等功能，并广泛应用于医疗、电子、通讯、环保等领域。
生物陶瓷则是指用于医疗和人工骨骼修复等领域的陶瓷材料。
这些陶瓷材料化学稳定、生物惰性佳、生物相容性好、表面光滑等特点，对于人体有较好的生物相容性和生物适应性，被广泛应用于人工关节、人工耳蜗等医疗器械领域。
二、特种陶瓷的制备技术特种陶瓷的制备技术是特种陶瓷研究的核心和关键。
制备技术的先进性和独创性直接影响着材料的性能和应用范围。
特种陶瓷制备技术主要包括化学制备法、物理制备法和生物制备法等多种方法。
化学制备法是通过化学反应合成特种陶瓷材料。
这种方法主要包括溶胶凝胶法、燃烧合成法、水热合成法和共沉淀法等。
这些方法的共同点在于，都需要先制备出陶瓷的前驱体，再通过热处理等方法将前驱体转化为特种陶瓷材料。
这种方法操作简单、易于实验，可以制备大量而纯度较高的特种陶瓷材料。
物理制备法则是通过物理手段制备特种陶瓷材料。
这种方法主要包括电化学沉积法、等离子喷涂法、改善高温胶凝法和光化学制备法等。
功能陶瓷材料研究进展概述
功能陶瓷材料研究进展概述功能陶瓷材料指的是具有特殊功能的陶瓷材料，比如高温耐磨陶瓷、压电陶瓷、磁性陶瓷、热敏陶瓷等。
这些功能陶瓷材料广泛应用于电子、信息、通信、环保、医疗、军工等领域，其研究与应用已经成为一个重要的研究领域。
本文将从四个方面对功能陶瓷材料的研究进展进行概述。
一、高温耐磨陶瓷的研究进展高温耐磨陶瓷主要应用于高温、高压、高速等极端环境下的工作条件。
近年来，高温耐磨陶瓷的研究进展主要体现在以下三个方面：1、高温耐磨陶瓷的材料研究：传统的高温耐磨陶瓷材料一般为氧化铝、氮化硅、碳化硅、氧化锆等。
目前，研究人员在这些材料的制备、结构设计、织构控制等方面进行了深入研究，并开发出了一系列的新型高温耐磨陶瓷材料，比如碳化硼、碳化钨、氧化铈等，这些材料具有更好的高温、高热、高压性能。
2、高温耐磨陶瓷组件的设计与制备：高温耐磨陶瓷常用于制备涡轮叶片、燃烧室衬板、轴承等零部件。
对于这些零部件，研究人员需要进行适应性设计，以对抗不同的极端环境。
同时，在制备过程中，要求材料的制备工艺、成型方式、加工工艺等都达到高度精密化。
3、高温耐磨陶瓷的表面处理：高温耐磨陶瓷的表面处理一般包括化学处理、物理处理和机械处理。
通过这些表面处理手段，可以提高高温耐磨陶瓷的力学性能、抗氧化性能、抗腐蚀性能和防摩擦性能。
压电陶瓷是一种能将机械能转化为电能或电能转化为机械能的材料。
近年来，压电陶瓷的研究进展主要体现在以下两个方面：1、压电陶瓷材料的研究：常见的压电陶瓷材料有PZT陶瓷、BT陶瓷、PMN-PT陶瓷等。
经过不断研究，研究人员已经获得了一系列新型压电陶瓷材料，比如高温压电陶瓷、柔性陶瓷、波导陶瓷等。
这些材料具有更好的压电性能、机械性能以及抗疲劳性能。
2、压电陶瓷器件的研究：压电陶瓷器件一般包括声波器件、电场滤波器、电压传感器等。
针对不同的应用场景，研究人员需要对器件进行不同的设计，同时进行制备和测试。
磁性陶瓷是一类具有磁性的陶瓷材料，其广泛应用于电子、信息、通信、医疗等领域。
特种陶瓷的成型与烧成新技术及其趋势
一、特种陶瓷的成型新技术及其趋势1.热压铸成型热压铸成形也是注浆成形的一种,是在坯料中混入石蜡,利用石蜡的热流特性,使用金属模具在压力下进行成形,冷凝后获得坯体的方法。
热压铸成形的工作原理:先将定量石蜡熔化为蜡液,与烘干的陶瓷粉混合凝固后制成蜡板,再将蜡板置于热压铸机筒内,加热熔化成浆料,通过吸铸口压入模腔,保压、去压、冷却成形，然后脱模取出坯体,热压铸形成的坯体在烧结之前须经排蜡处理。
该工艺适合形状复杂、精度要求高的中小型产品的生产,其设备简单、操作方便、劳动强度小、生产效率高。
在特种陶瓷生产中经常被采用。
但该工艺工序比较复杂、耗能大、工期长,对于大而长的薄壁制品,由于其不易充满模具型腔而不太适宜。
2.挤压成型将粉料、粘结剂、润滑剂等与水均匀混合,然后将塑性物料挤压出刚性模具即可得到管状、柱状、板状以及多孔柱状坯体。
其缺点是物料强度低容易变形,并可能产生表面凹坑和起泡、开裂以及内部裂纹等缺陷。
挤压成形用的物料以粘结剂和水做塑性载体,尤其需用粘土以提高物料相容性,故其广泛应用于传统耐火材料，如炉管以及一些电子材料的成形。
3.凝胶注膜成型凝胶注模成形是一种胶态成形工艺,它将传统陶瓷工艺和化学理论有机结合起来,将高分子化学单体聚合的方法灵活地引入到陶瓷的成形工艺中,通过将有机聚合物单体及陶瓷粉末颗粒分散在介质中制成低粘度、高固相体积分数的浓悬浮体,并加入引发剂和催化剂,然后将浓悬浮体(浆料)注入非多孔模具中,通过引发剂和催化剂的作用使有机物聚合物单体交联聚合成三维网状聚合物凝胶,并将陶瓷颗粒原位粘结而固化成坯体。
凝胶注模成形作为新型的胶态成形方法, 可净尺寸成形形状复杂、强度高、微观结构均匀、密度高的坯体,烧结成瓷的部件较干压成形的陶瓷部件有更好的电性能,已广泛应用于电子、光学、汽车等领域。
4.粉末注射成型金属、陶瓷粉末注射成形(PIM)是一种新的金属、陶瓷零部件制备技术。
它是将聚合物注射成形技术引入粉末冶金领域而生成的一种全新零部件加工技术。
应用于汽车工业的特种陶瓷材料及其研究进展
1 前言汽车底盘技术随着内燃机技术的不断改进和发展，传统的内燃机材料已很难满足高强度、耐腐蚀、低导热及耐磨性等方面的要求。
特种陶瓷材料由于具有优良的综合性能而越来越受到业内人士的关注。
将其应用于汽车上可以有效地降低整车的质量、提高发动机的热效率、降低油耗、减少排气污染。
本文介绍了汽车用陶瓷材料的分类、性能特点、制备方法以及在汽车上的应用现状和发展前景。
2 汽车用特种陶瓷材料分类及特点特种陶瓷不是传统意义上的陶瓷，它属于精细陶瓷的一个分支，也可称为新型陶瓷、高技术陶瓷或工程陶瓷。
汽车用特种陶瓷可分为功能陶瓷和结构陶瓷两大类。
功能陶瓷利用其绝缘性、介电性、半导性和磁性等功能来制造各种传感器，以满足汽车电子化的迅猛发展；结构陶瓷具有高温工况下强度高、耐磨性好、隔热性好、低密度和低膨胀系数等性能，广泛用于发动机和热交换零件的制造。
现对结构陶瓷的性能特点和生产步骤作简单介绍。
2.1 氧化硅陶瓷氮化硅陶瓷是新型特种陶瓷材料，它原料丰富、加工性能好，在化工机械和现代尖端技术等方面均有应用。
制备方法有反应烧结法和热压烧结法。
主要性能特点是强度高、化学稳定性好、抗温变性能好、耐磨、绝缘、制品精度高。
可用于制造耐磨、耐蚀、耐高温及绝缘零部件。
用氮化硅陶瓷材料制造发动机，工作温度从理论上可提高到1370℃左右。
温度提高可使燃烧充分，发动机热效率提高，并降低排气污染。
反应烧结氮化硅可用于制造泵的机械密封环、高温轴承、阀门等零件；热压反应烧结氮化硅可用于制造切削刀具。
2.2 碳化硅陶瓷碳化硅陶瓷是用碳化硅粉(把石英、碳和木屑装入电弧炉中，在1900-2000℃的高温下合成)利用粉末冶金经反应烧结和热压烧结工艺制成。
碳化硅陶瓷的最大特点是高温强度好(在1400℃时抗弯强度仍保持500-600MPa)、传热能力强、热稳定性好并且耐磨。
可用于制作火箭尾部喷嘴、浇注金属用喉嘴、轴承、燃气轮机的叶片、高温热交换器材料及各种泵的密封圈等。
特种陶瓷工作总结范文(3篇)
第1篇一、前言特种陶瓷作为一种具有优异性能的新型材料，广泛应用于航空航天、军事、电子、化工等领域。
在过去的一年里，我国特种陶瓷行业取得了显著的成果。
现将我单位特种陶瓷工作总结如下：一、工作回顾1. 技术研发（1）针对我国特种陶瓷行业面临的材料性能不足、加工工艺落后等问题，我们加大了研发力度，成功研发出多种高性能特种陶瓷材料，如氮化硅、碳化硅、氧化锆等。
（2）在材料制备工艺方面，我们优化了高温烧结、低温烧结、粉体处理等工艺，提高了材料的性能和稳定性。
（3）针对特种陶瓷加工难题，我们研发了新型加工设备，实现了陶瓷材料的精密加工。
2. 产业化生产（1）我们成功建设了特种陶瓷生产线，实现了材料的生产规模化、自动化。
（2）通过不断优化生产流程，降低了生产成本，提高了产品质量。
（3）我们与多家企业建立了合作关系，为航空航天、军事等领域提供了优质特种陶瓷产品。
3. 市场拓展（1）我们积极拓展国内外市场，与多家国内外知名企业建立了长期合作关系。
（2）参加了多个行业展会，提升了品牌知名度和市场竞争力。
（3）针对客户需求，我们提供了定制化服务，满足了不同领域对特种陶瓷产品的需求。
二、工作亮点1. 技术创新（1）我们成功突破了多项关键技术，如高温烧结、低温烧结、粉体处理等，提高了材料的性能和稳定性。
（2）研发的特种陶瓷材料在强度、硬度、耐磨性等方面具有明显优势。
2. 产业链协同（1）我们与上下游企业建立了紧密的合作关系，形成了完整的产业链。
（2）通过产业链协同，实现了资源共享、优势互补，提高了整个产业链的竞争力。
3. 品牌建设（1）我们积极参加行业展会，提升了品牌知名度和市场影响力。
（2）加强与国内外知名企业的合作，提高了产品的市场竞争力。
三、存在问题及改进措施1. 存在问题（1）部分特种陶瓷材料性能仍需进一步提升。
（2）加工工艺仍存在一定难度，影响了产品的精度和质量。
（3）市场竞争力有待提高。
2. 改进措施（1）加大研发投入，进一步提高特种陶瓷材料的性能。
2023年国外特种陶瓷的发展及新动向
国外特种陶瓷的发展及新动向特种陶瓷有热压铸、热压、静压及气相沉积等多种成型方法，这些陶瓷由于其化学组成、显微结构及性能不同于一般陶瓷，故称为特种陶瓷或高技术陶瓷，在日本称为精细陶瓷。
特种陶瓷不同的化学组成和组织结构打算了它不同的特别性质和功能，如高强度、高硬度、高韧性、耐腐蚀、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、光电、电光、声光、磁光等。
由于性能特别，这类陶瓷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、宇航等方面。
一些经济发达国家，特殊是日本、美国和西欧国家，为了加速新技术革命，为新型产业的进展奠定物质基础，投入大量人力、物力和财力讨论开发特种陶瓷，因此特种陶瓷的进展非常快速，在技术上也有很大突破。
特种陶瓷在现代工业技术，特殊是在高技术、新技术领域中的地位日趋重要。
本世纪初特种陶瓷的国际市场规模估计将达到500亿美元，因此很多科学家预言：特种陶瓷在二十一世纪的科学技术进展中，必定会占据非常重要的地位。
生产工艺技术方面的新进展（1）在粉末制备方面，目前最引人注目的是超高温技术。
利用超高温技术不但可廉价地研制特种陶瓷，还可廉价地研制新型玻璃，如光纤维、磁性玻璃、混合集成电路板、零膨胀结晶玻璃、高强度玻璃、人造骨头和齿棍等。
此外，利用超高温技术还可以研制出象钽、钼、钨、钒铁合金和钛等能够应用于太空飞行、海洋、核聚变等尖端领域的材料。
例如日本在4000—15000℃和一个大气压以下制造金钢石，其效率比现在普遍采纳的低温低压等离子体技术高一百二十倍。
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。
据统计，2000年日本超高温技术的特种陶瓷市场规模也将会超过20万亿日元。
此外，溶解法制备粉末、化学气相沉积法制备陶瓷粉末、溶胶K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。
特种陶瓷的应用与发展（合集五篇）
特种陶瓷的应用与发展（合集五篇）第一篇：特种陶瓷的应用与发展特种陶瓷的应用与发展姓名专业学号摘要: 材料是人类生产和生活的物质基础，是人类进步与人类文明的标志。
目前，在新材料世界里，陶瓷材料已与金属材料、有机材料并称为现代三大材料。
由于陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐腐蚀、耐高温等特征，使之成为新材料的发展中心，受到广泛关注。
本文简要介绍了特种陶瓷的概念、种类、制作工艺、应用和发展。
关键词: 特种陶瓷应用发展前言人类进入21世纪，信息、能源、材料被誉为科学的三大支柱。
材料是人类生产和生活的物质基础，是人类进步与人类文明的标志。
随着空间技术、光电技术、红外技术、传感技术、能源技术等新技术的出现、发展，要求材料必须有耐高温、抗腐蚀、耐磨等优越的性能，才能在比较苛刻的环境中使用。
传统材料难以满足要求，开发和有效利用高性能材料己经成为材料利学发展的必然趋势。
目前，在新材料世界里，陶瓷材料已与金属材料、有机材料并称为现代三大材料。
由于陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐腐蚀、耐高温等特征，使之成为新材料的发展中心，受到广泛关注。
1特种陶瓷的概念特种陶瓷又叫精细陶瓷、先进陶瓷、现代陶瓷、高技术陶瓷或高性能陶瓷。
高性能特种陶瓷在许多方而都突破了传统陶瓷的概念和范畴，是陶瓷发展史上的一次革命性的变化。
一般认为，特种陶瓷是“采用高度精选的原材料，具有精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术加工成的，便于进行结构设计，并具有优异特性的陶瓷”它的出现与现代工业和高技术密切相关。
近20年来由于冶金、汽车、能源、生物、航天、通信等领域的发展对新材料的需要，陶瓷材料在国内外已经逐步形成了一个新兴的产业。
2特种陶瓷和传统陶瓷的区别现在特种陶瓷在我们的日常生活中逐渐普遍,但与传统材料相比, 特种陶瓷又有何特点呢? 2.1材料不同传统陶瓷以天然矿物，如粘土、石英和长石等不加处理直接使用；而现代陶瓷则使用经人工合成的高质量粉体作起始材料，突破了传统陶瓷以粘土为主要原料的界线，代之以“高度精选的原料”。
陶瓷材料的研究进展
陶瓷材料的研究进展陶瓷材料是一种古老而广泛应用的材料，具有优良的物理、化学和机械性质。
随着科技的进步和工业化的发展，陶瓷材料的研究也日益深入。
本文将介绍陶瓷材料的研究进展，包括新型陶瓷材料的开发、陶瓷制备技术的改进以及陶瓷应用领域的拓展。
首先是新型陶瓷材料的开发。
传统的陶瓷材料主要是氧化物陶瓷，如氧化铝、氧化锆等。
然而，近年来，研究人员已经开始开发一些新型陶瓷材料，如碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化锆陶瓷等。
这些新材料具有更高的硬度、耐磨性和耐高温性能，可应用于航空航天、汽车和能源等领域。
其次是陶瓷制备技术的改进。
传统的陶瓷制备方法主要是干压成型和烧结工艺，这种方法在生产效率和成本方面存在一定的局限性。
因此，研究人员正在开发更高效、更经济的制备技术，如光固化3D打印技术、等离子体喷涂技术和电化学沉积法等。
这些新技术可以实现复杂结构的制备，缩短生产周期，并提高产品的性能。
最后是陶瓷材料的应用拓展。
传统的陶瓷应用主要是在建筑、陶器和电子器件等领域。
然而，随着科技的进步，陶瓷材料在新的应用领域也得到了广泛应用。
例如，碳化硅陶瓷可用于摩擦材料、切削工具和陶瓷复合材料等领域；氮化硼陶瓷可用于导热材料和高温陶瓷涂层等领域；氧化锆陶瓷可用于人工关节和高温环境中的结构件等领域。
此外，陶瓷材料还可以用于光学器件、生物医学和环境保护等领域。
总的来说，陶瓷材料的研究进展主要表现在新型材料的开发、制备技术的改进和应用领域的拓展。
这些进展不仅提高了陶瓷材料的性能和功能，也推动了陶瓷产业的发展。
未来，随着科技的进一步突破和需求的不断增长，陶瓷材料的研究和应用前景仍然十分广阔。
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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@ ＣＨＩＮＡＣＥＲＡＭＩＣＩＮＤＵＳＴＲＹＯｃｔ．２０１０Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．５中国陶瓷工业２０１０年１０月第１７卷第５期２０１０年第５期中国陶瓷工业表１特种陶瓷分类及应用Tab.1Classification and application of special ceramics种类性能应用高温陶瓷空间和军事技术、航空航天发动机、柴油机耐热部件等高强陶瓷高强韧性、超塑性等航空航天、模具、轴承、密封环、阀门超硬陶瓷热稳定性及化学稳定性好等化工设备、高速切削刀具、防弹装甲等电子陶瓷压电、光电、电光等电子工业（电子元器件）超导陶瓷超导性能电子、能源、信息、交通、生物医学等磁性陶瓷磁导率和矫顽力大，硬度高微波器件、量子无线电等光学陶瓷透明、红外光、荧光性能好激光技术、发光材料、光导纤维等生物陶瓷生物和化学功能生物器官等1500℃以上高温短期使用1200℃以上高温长期使用中的液体内,施加各向同性压力而被压缩成型。
干袋法介于湿袋法和干压法之间,用液体作压力传递介质,但压力只施加于柱状模具的径向外壁,模具轴向基本上不受力。
等静压制有以下优点:能压制具有凹形、空心、细长件以及其他复杂形状的零件;摩擦损耗小,成型压力低;压力从各个方面传递,压坯密度分布均匀、压坯强度高,模具制作方便,寿命长,成本较低。
但等静压制也有缺点:压坯尺寸和形状不易精确控制,生产率较低,且投资大,操作较复杂,成型在高压下操作,容器及其它高压部件需要特别防护。
3.1.3超高压成型超高压成型是一种发展很快的成型方法,多用于纳米陶瓷的成型中。
纳米陶瓷的粒径受烧结温度影响很大,烧结温度越低,粒径越小,越容易得到纳米陶瓷;而通过加大成型压力,提高素坯的初始密度,可以降低纳米陶瓷的烧结温度,因此超高压成型应运而生。
,超高压成型明显地改变了素坯的烧结性能,从而更加容易得到纳米陶瓷。
3.1.4粉末电磁成型粉末电磁压制是一种利用强脉冲电磁力作用于粉末体使其致密化的高效率成型新工艺。
这种方法通常用于金属材料的成型,可获得非常高的致密度。
粉末电磁压制法成型的样品致密度均达到了95%以上,具有较好的压电与介电性能。
３．２湿法成型与干法成型相比,湿法成型可以较容易地控制坯体的团聚以及杂质的含量,减少坯体的缺陷,并可制备各种形状复杂的陶瓷部件。
湿法成型大致可分为塑性成型和胶态浇注成型两大类。
3.2.1塑性成型塑性成型也称湿压法,是指将已制成塑性的物料在刚性模具中压制成型的一种成型方法。
可塑性物料是由固相、液相、气相组成的塑性粘性系统,由粉料、粘结剂、增塑剂和溶剂组成。
塑性成型包括挤压成型、注射成型、轧膜成型(压延成型)等几种：(1)挤压成型将粉料、粘接剂、润滑剂等与水均匀混合充分混练,然后利用液压机推动活塞,将已塑化的坯料从挤压嘴挤出。
挤压成型得到的陶瓷膜管具有较大的孔隙率、密度和耐压强度,且孔径分布集中,气体的渗透通量很大,是一种优良的陶瓷膜管。
(2)注射成型注射成型又称热压铸成型,该技术通过加入一定量的聚合物及添加剂组元并微热,赋予金属粉末、陶瓷粉末与聚合物相似的流动性,在压力下将料浆注满金属模中,冷却后脱坯得到坯件。
被美国等发达国家列为重要的"国家关键技术"。
注射成型技术能以低成本生产大批量复杂形状的高性能零件,具有很多特殊的技术和工艺优势:原材料利用率高,可快速自动地进行批量生产,可制备体积小、形状复杂、尺寸精度高的异形件,由于流动冲模,使生坯密度均匀,烧结产品性能优越,在一定程度上克服了传统干压法成型产品存在的密度、组织和性能不均的现象。
注射成型是一种近净尺寸成型工艺,不需后续加工或只需微量加工,大大降低了生产成本。
(3)轧膜成型(压延成型)将粉料、添加剂和水均匀混合制成塑性物料,然后将物料经两个相向转动轧辊轧制,从而成为板状素坯的成型方法。
轧膜成型所得坯体密度高,适于片状、板状物件的成型。
3.2.2胶态浇注成型胶态浇注成型是将具有流动性的浆料制成可自我支撑形状的一种成型方法。
该法利用浆料的流动性,使物料干燥并固化后得到一定形状的成型体。
主要包括以下几种方法。
(1)注浆成型注浆成型方法是将制备好的泥浆注入石膏模型中,由于石膏模型具有透气和吸水性能,泥浆接触模型以后,泥浆中的水分会逐渐被吸入模型壁中,泥浆中的细小颗粒会随着模型的形状而均匀地排列成一个稠泥层,当稠泥层达到人们预期的厚度时,即可将模型中多余的泥浆倒出。
待稠泥层中的水分被模型继续吸收达到独立成型后,即可将坯体取出,干燥待修。
注浆成型工艺成本低,过程简单,易于操作和控制,但成型形状７２２０１０年第５期中国陶瓷工业粗糙,注浆时间较长,坯体密度、强度也不高。
(2)注凝成型美国橡树岭国家重点实验室(Oak ridge national laborato-ry)于90年代初发明了一种新颖的陶瓷成型技术-注凝成型。
注凝成型是在悬浮介质中加入乙烯基有机单体,然后利用催化剂和引发剂通过自由基反应使有机单体进行交联,坯体实现原位固化。
其显著优点是坯体强度高,便于机械加工。
此法的缺点是致密化过程中坯体的收缩率比较大,导致坯体弯曲变形,且所使用的有机单体有毒性,反应气氛不易控制。
(3)流延成型流延成型是指在陶瓷粉料中加入溶剂、分散剂、粘结剂、增塑剂等成分,得到分散均匀的稳定浆料,在流延机上制得所要求厚度薄膜的一种成型方法。
该法具有设备简单、可连续操作、生产效率高、自动化水平高、工艺稳定、坯体性能均一等一系列优点,在陶瓷材料的成型工艺中得到了广泛的应用。
(4)直接凝固成型直接凝固成型是20世纪90年代瑞士苏黎世联邦技术学院Gauckler教授的研究小组将生物酶技术、胶态化学与陶瓷工艺学相结合而发明的一种全新概念的净尺寸原位陶瓷成型技术。
该成型方法不需或只需少量的有机添加剂(小于1wt %),坯体不需脱脂,坯体密度均匀,相对密度较高,而且可成型大尺寸复杂形状的陶瓷部件,但其坯体强度往往不够高。
(5)胶态振动注模成型胶态振动注模成型是1993年alifornia大学Santa Barbara 分校nge教授发明的一种胶态成型技术。
将制备好的含有高离子强度的稀悬浮体(20%～30%(vol))通过压滤或离心获得高固相含量的坯料，然后在振动作用下进行浇注,实现原位固化。
该成型方法可实现连续化生产，并可成型复杂形状的陶瓷部件。
但素坯强度较低，脱模时坯体易于开裂和变形。
３．３固体无模成型可分为：激光选区烧结成型、三维打印成型、熔融沉积成型、分层制造成型、立体光刻成型等。
这些技术具有以下显著的优点：高度柔性，技术的高度集成，快速性，自由成型制造等。
该技术目前存在的主要问题有：设备价格高，软件开发，材料开发，成型精度和质量等问题。
总体来说，钢模压制、等静压成型等干法成型技术发展较早，技术成熟度高，自动化程度高，是目前特种陶瓷成型的主要方法，但由于精确尺寸控制得不力，限制了其在高性能精细陶瓷成型方面的应用。