陶瓷材料论文
浅析综合材料在当代陶瓷艺术创作中的应用论文
浅析综合材料在当代陶瓷艺术创作中的应用论文浅析综合材料在当代陶瓷艺术创作中的应用论文综合材料绘画，是用于界定现代绘画中那些非传统材料的绘画作品的。
比如画面上粘贴报纸、麻袋、金属，然后再用颜料作画的，还有一些绘画技术和装置技术结合但是偏静态绘画的，不一而足，难以一概而论。
以下是店铺今天为大家精心准备的：浅析综合材料在当代陶瓷艺术创作中的应用相关论文。
内容仅供参考，欢迎阅读!浅析综合材料在当代陶瓷艺术创作中的应用全文如下：1 综合与创造21世纪是一个快速发展的时代，在这样的一个时代中最显著的特征就是各个学科互相渗透从而衍生出新的“学科”与空间，在这个衍生的空间里，我们可以发展新的事物与产品。
这些就是时代发展的特征，它们深深地影响着我们生活的方式。
在这个社会中，所有的事物已经不再单一，它们都是各种各样的东西组合而成。
比如说，水果的嫁接，现在很多水果产品都是通过不同的植物进行嫁接而成;将人们日常生活的产品与电结合起来，从而形成各种各样的电器产品，如电被褥、电饭煲。
学科的结合也很常见，心理学与消费学结合起来就是消费心理学，心理学与色彩学的结合被称为色彩心理学，最为常见的一种综合产品当属计算机，计算机本身就是由各个学科知识综合出来的产品。
由此可见，科学的发展离不开综合性，同样，艺术的发展也需要综合性。
常言道：“社会的发展离不开创造。
”而我们的创造，其实就是材料的综合，它可以判断一个整体构成因素的比例，最大程度发挥有效构成因素的作用。
想要产生一个新的事物，一个新的产品，最好的方式就是将构成材料进行很好的综合，这是最有效的办法，同时也是人类智慧的表现。
2 综合材料在当代陶瓷艺术创作中的应用(1)陶瓷材料应用各个材料的必然性。
随着社会的发展以及科技革命的改革，陶瓷艺术也跟着不断发展，与传统的技术相比，现在的陶瓷技术已经可以很好地突破空间与地域的限制，开始朝向多元化发展。
传统的陶瓷艺术使用的材料比较单一，只有泥土一种材料，而现在的陶艺家们选择原材料的种类开始逐渐增多，他们不单单采用泥土这种单一的材料，开始发掘其他材料与陶瓷组合，比如说，金、木、石、铜、钢、铁、银等，这种组合材料制作的陶瓷具备更好的表现力。
陶瓷材料论文压电陶瓷
智能陶瓷材料——压电陶瓷段涛2009107204摘要：陶瓷材料分为普通陶瓷和特殊陶瓷两大类。
特殊材料中的智能材料是指能够接受外部环境的信息而自动改变自身状态的一种新型陶瓷，主要有压电陶瓷、形状记忆陶瓷和电流变陶瓷。
前言：陶瓷材料是国民经济和人民生活中不可缺少的重要组成部分。
随着科学技术的不断发展，对材料的性能提出了越来越高的要求。
陶瓷材料分为普通陶瓷和特殊陶瓷两大类。
由于陶瓷具有优良的耐热性、耐磨性、耐腐蚀性、以及高强度和高硬度等优点，因此在国防、机械、冶金、化工、建筑、电子、生物等领域得到了广泛的应用。
智能陶瓷是指能够接受外部环境的信息而自动改变自身状态的一种新型陶瓷，主要有压电陶瓷、形状记忆陶瓷和电流变陶瓷。
这里我想研究的是压电陶瓷的情况。
正文：所谓压电效应是指某些介质在力的作用下，产生形变，引起介质表面带电，这是正压电效应。
反之，施加激励电场，介质将产生机械变形，称逆压电效应。
这种奇妙的效应已经被科学家应用在与人们生活密切相关的许多领域，以实现能量转换、传感、驱动、频率控等功能。
在能量转换方面，利用压电陶瓷将机械能转换成电能的特性，可以制造出压电点火器、移动X光电源、炮弹引爆装置。
电子打火机中就有压电陶瓷制作的火石，打火次数可在100万次以上。
用压电陶瓷把电能转换成超声振动，可以用来探寻水下鱼群的位置和形状，对金属进行无损探伤，以及超声清洗、超声医疗，还可以做成各种超声切割器、焊接装置及烙铁，对塑料甚至金属进行加工。
压电陶瓷材料的发现：某些材料在机械应力作用下，引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化，导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷的现象，称为压电效应。
具有这种性能的陶瓷称为压电陶瓷，它的表面电荷的密度与所受的机械应力成正比。
反之，当这类材料在外电场作用下，其内部正负电荷中心移位，又可导致材料发生机械变形，形变的大小与电场强度成正比。
1946年美国麻省理工学院绝缘研究室发现，去电场后仍能保持一定的剩余极化,使它具有压电效应，从此诞了压电陶瓷。
陶瓷色釉料研究发展现状论文
陶瓷色釉料研究发展现状论文Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】陶瓷色釉料研究发展现状论文学校：清远职业技术学院班级：11材料姓名：蔡健勋学号：文献检索课程论文1.四类砖釉料的研究发展现状与知名企业简介（仿古砖、釉面砖、抛釉砖、微晶砖）我们都知道陶瓷色釉料具体分为两部分色料和釉料，简单来说色料就是一些着色物质，他与陶瓷釉料混合作用于陶瓷产品表面主要起到着色装饰作用，釉料是覆盖在陶瓷坯体表面的一层玻璃体物质；色釉料对各种陶瓷产品的工艺和使用性能起到了关键作用，也可以这样说陶瓷制品特别是建陶墙地砖的某方面工艺性能和装饰效果（如：机械强度、表面耐磨耐蚀抗污性能、光滑度等）都是由表面覆盖的这层色釉料提供的，所以说色釉料行业也是一个有发展前景的重要行业。
标题所提到的四类砖釉料具体指哪些釉料呢，为了更好的进一步探究有关题目要求和明确四类砖用釉的性能特点，所以首先必须对四类砖的概念有一定的了解，从四类砖产品特征和工艺性能入手来对它们使用的釉料进行比较探讨。
简单的了解一下这四类砖的一些基本概念，釉面砖就是砖的表面经过烧釉处理的砖，广义的来说后面提及的仿古砖、抛釉砖、微晶砖从某种程度都属于釉面砖的范凑。
仿古砖是从演化而来，实质上是上釉的。
与普通的相比，其差别主要表现在釉料的色彩上面，仿古砖属于普通，与磁片基本是相同的，所谓仿古，指的是砖的效果，应该叫仿古效果的瓷砖，仿古砖并不难清洁。
抛釉砖是在表面上釉的基础上在进行抛光的地砖，它集合了抛光砖、仿古砖、瓷片三种产品的优势，产品完全释放了釉面砖哑色暗光的含蓄性，解决了普通釉面砖易藏污的缺陷，具备了抛光砖的光泽度、瓷质硬度，同时也拥有仿古砖的釉面效果，以及瓷片釉面丰富的印刷效果。
微晶砖，是和二次烧制成，表面硬度相对较差，一般不做地砖，大多用于墙面装饰，或替代石材。
四类砖都互相有着千丝万缕的联系，它们的区别在于使用的釉料和施釉工艺有所不同，而导致最终的性能不同。
陶瓷材料学结课论文
陶瓷材料学结课论文陶瓷的烧结机理及Ti3SiC2高性能陶瓷的制备学校课程名称学院专业名称东北大学秦皇岛分校陶瓷材料学资源与材料学院材料科学与工程陶瓷材料学班级学号学生姓名指导教师日期2021年11月06日摘要:综述了Ti3SiC2高性能陶瓷材料的国内外研究现状和进展，介绍了Ti3SiC2的主要制备方法、性能、烧结机理及其应用，最后展望了Ti3SiC2高性能陶瓷的发展前景。
关键词: Ti3SiC2；制备方法；发展前景；应用；烧结机理 1 引言材料科学家们在不断地研究新型的高性能陶瓷材料。
使之既具有陶瓷材料耐高温、抗氧化、高强度的特点,又具有金属材料良好的导电性、导热性、塑性和可加工性的特点。
金属陶瓷就是基于这一思想发展起来的。
然而在金属陶瓷中金属结合相的抗氧化性和耐高温性能差,金属陶瓷的脆性也未得到根本解决。
20世纪80年代,由于纤维、晶须等增强剂的迅速发展和航空高推重发动机的要求,陶瓷基复合材料成为了研究的热点。
尽管采用纤维、晶须增强使其脆性得到了改善，但是由于其制备成本高,可靠性差,使这种陶瓷基复合材料难以得到广泛应用。
最近三元层状碳化物Ti3SiC2受到了材料科学家们的广泛重视。
Ti3SiC2是Ti-Si-C系统中唯一的真正三元化合物,既具有金属的优异性能【1】。
2 国内外研究现状1陶瓷材料学Ti3SiC2是一种年轻的陶瓷材料,虽然早在1967年就合成成功,但由于无法制备出纯的大块单相材料,因而自问世后沉睡了近30年,直到1996年美国Ｄrexel大学的Baosoum和EI-Raghy成功地使用热等静压法合成出纯的大块单相【2】Ti3SiC2材料以及他们一系列开创性的工作后,这种材料才重新引起人们的重视。
Ti3SiC2是金属与陶瓷的三元化合物,晶体结构属于六方晶系,是TiC层和纯Si层交替排列的层状结构,每隔4层TiC出现一层纯Si层。
在电镜下观察, Ti3SiC2陶瓷的显微结构是由长条晶粒构成,界面平直,在晶内和晶界上有位错存在,(0001)面上有层错,在室温下变形时这些位错可以滑动和增殖。
新型陶瓷材料在高温热工应用中的性能与稳定性研究
新型陶瓷材料在高温热工应用中的性能与稳定性研究摘要：近年来，随着高温热工领域的不断发展和对高性能材料需求的增加，新型陶瓷材料作为一类具有潜力的材料，受到了广泛关注。
这些材料以其优异的高温稳定性、耐腐蚀性、绝缘性能和机械强度等特点，在航空航天、能源、冶金等领域展现了巨大的应用潜力。
本文主要分析新型陶瓷材料在高温热工应用中的性能与稳定性研究。
关键词：新型陶瓷材料；高温热工应用；性能；稳定性；影响因素引言在近年来，新型陶瓷材料因其良好的高温稳定性、耐腐蚀性和优异的力学性能，逐渐成为了高温热工应用领域的重要材料之一。
这类材料被广泛应用于航空航天、能源、冶金等领域，例如用于制造先进航空发动机部件、高温炉窑隔热材料以及化工反应器等。
然而，在实际的高温工作环境中，这些新型陶瓷材料面临着严峻的挑战，包括高温氧化、热震裂、蠕变和疲劳等问题。
因此，对新型陶瓷材料在高温热工应用中的性能与稳定性进行深入研究具有重要意义。
1、新型陶瓷材料在高温热工应用中的性能特点新型陶瓷材料具有优异的耐高温性能。
这类材料通常具有较高的熔点和软化温度，能够在极端高温条件下保持较好的结构稳定性和力学性能，能够满足高温热工应用中对材料热稳定性的要求，例如在炼油、电力、冶金等行业的高温炉窑中得到广泛应用。
新型陶瓷材料具有优异的抗氧化和抗腐蚀性能。
在高温热工环境中，新型陶瓷材料能够有效抵御氧化和腐蚀的侵蚀，具有良好的化学稳定性，可以在酸、碱、盐等腐蚀性介质中长时间稳定运行，因此在化工、冶金、航空航天等领域有着广泛的应用前景。
新型陶瓷材料还表现出良好的机械强度和硬度。
这类材料在高温环境下仍能保持较高的力学性能，具有良好的抗拉伸、抗压缩等力学性能，同时具有较高的硬度和强度，因此能够适应复杂恶劣工况下的要求，如耐火砖在高温炉窑内承受巨大的压力和冲击，表现出杰出的耐久性。
2、影响新型陶瓷材料性能和稳定性的关键因素原材料质量和制备工艺对新型陶瓷材料性能和稳定性起着至关重要的作用。
中国陶瓷论文素材
中国陶瓷论文素材在中国，制陶技艺的产生可追溯到纪元前4500年至前2500年的时代，可以说，中华民族发展史中的一个重要组成部分是陶瓷发展史，中国人在科学技术上的成果以及对美的追求与塑造，在许多方面都是通过陶瓷制作来体现的，并形成各时代非常典型的技术与艺术特征。
早在欧洲掌握制瓷技术之前一千多年，中国已能制造出相当精美的瓷器。
从我国陶瓷发展史来看，一般是把“陶瓷”这个名词一分为二，为陶和瓷两大类。
中国传统陶瓷的发展，经历过一个相当漫长的历史时期，种类繁杂，工艺特殊，所以，对中国传统陶瓷的分类除考虑技术上的硬性指标外，还需要综合考虑历来传统的习惯分类方法，结合古今科技认识上的变化，才能更为有效地得出归类结论。
从传说中的黄帝尧舜及至夏朝（约公元前21世纪――公元前16世纪），是以彩陶来标志其发展的。
其中有较为典型的仰韶文化、以及在甘肃发现的稍晚的马家窑与齐家文化等等，解放后在西安半坡史前遗址出土了大量制作精美的彩陶器，令人叹为观止。
相传尧传天下于舜，舜传天下于夏禹，禹则传给其子，开始了所谓的“家天下”。
夏传至桀，暴虐无道，商汤将之放遂，自立为帝，所以以征讨得天下者，自汤开始。
商得天下后统治达六百余年（约公元前16世纪――公元前11世纪前后），一直到纣王。
后被武王征伐，纣王自杀，于是天下归于周。
周朝的统治时期大致在公元前11世纪至公元前221年，事实上的有效统治在公元前771年就已结束。
公元前475年――公元前221年称为战国时期，至公元前221年，秦朝崛起，大一统之中国开始，但秦王朝只持续到公前206年，就被汉朝所取代。
在这千数百年间，除日用餐饮器皿之外，祭祀礼仪所用之物也大为发展。
从公元前206年至公元220年之间的汉朝，艺术家和工匠们的创作材料不再以玉器和金属为主，陶器受到了更为确切的重视。
在这一时期，烧造技艺有所发展，较为坚致的釉陶普遍出现，汉字中开始出现“瓷”字。
同时，通过新疆、波斯至叙利亚的通商路线，中国与罗马帝国开始交往，促使东西方文化往来交流，从此一时期的陶瓷器物中也可以看出外来影响的端倪。
陶瓷材料科学论文
学号： 1004230213专业素质教育2012 ~ 2013 学年秋季学期学院：材料学院专业班级：无机10—02班姓名：宋海彬透明陶瓷的研究现状与发展展望摘要:陶瓷具有广大的发展前景，透明陶瓷以其优异的综合性能已成为一种新型的、备受瞩目的功能材料。
综述了透明陶瓷的分类，探讨了透明陶瓷的制备工艺，并展望了透明陶的应用前景。
关键词:性能透明材料前景组成陶瓷透光性制备工艺应用前言:1962年RLC首次报导成功地制备了透明氧化铝陶瓷材料以来,为陶瓷材料开辟了新的应用领域。
这种材料不仅具有较好的透明性,且耐腐蚀,能在高温高压下工作,还有许多其他材料无可比拟的性质,如强度高、介电性能优良、低电导率、高热导性等,所以逐渐在照明技术、光学、特种仪器制造、无线电子技术及高温技术等领域获得日益广泛的应用。
透明陶瓷的分类透明陶瓷材料主要分为氧化物透明陶瓷和非氧化物透明陶瓷两类。
1氧化物透明陶瓷对氧化物透明陶瓷的研究早于对非氧化物透明陶瓷的究，其制备工艺也相对成熟。
到目前为止，已经先后研发出了多种材料:Be()、ScZ()3、Ti认、ZK):、Ca(〕、Th(矢、A12()3仁5·6〕、Mg()、AI()NL，」、YZ03[8·”〕、稀土元素氧化物、忆铝石榴石(3Y203·SA12()。
)仁’0，”】、铝镁尖晶石(Mg()·A一2()。
)〔’2，’3]和透明铁电陶瓷pLZ子川等。
其中AiZ姚、M四、YZ姚以及忆铝石榴石以其自身优异的综合性能，现已经得到广泛的应用。
2非氧化物透明陶瓷对非氧化物透明陶瓷的研究是从20世纪80年代开始的。
非氧化物透明陶瓷的制备比氧化物透明陶瓷的制备要困难得多，这是由于非氧化物透明陶瓷具有较低的烧结活性、自身含有过多的杂质元素(如氧等)，这些都成为制约非氧化物透明陶瓷实现成功烧结并得到广泛应用的主要因素。
但经过各国研究人员的共同努力和深人研究，现已经成功地制备出了多种透明度很高的非氧化物透明陶瓷，其中最典型的是AIN、GaAS、MgFZ、ZnS、CaFZ等透明陶瓷。
新型陶瓷材料范文
新型陶瓷材料范文引言：陶瓷材料是一种非金属无机材料，它具有优异的热稳定性、耐腐蚀性和机械性能，因此在许多领域得到了广泛的应用。
随着科技的不断进步和人类对材料性能的需求日益增长，新型陶瓷材料也应运而生。
本文将介绍几种新型陶瓷材料及其应用。
一、功能陶瓷材料功能陶瓷材料是指具有特殊功能或特殊性能的陶瓷材料。
例如，氧化铝陶瓷是一种高硬度、高绝缘性和耐高温的材料，被广泛应用于电子、化工和航空航天等领域。
此外，二元氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐腐蚀性，适用于切割工具、高温热电转换器件等。
二、纳米陶瓷材料纳米陶瓷材料是指晶粒尺寸在纳米量级的陶瓷材料。
由于其晶粒尺寸小，纳米陶瓷材料具有优异的力学性能、导热性能和电性能等。
例如，二氧化钛纳米陶瓷可以用于太阳能电池、光电催化和传感器等领域。
此外，纳米氧化铝陶瓷具有高硬度、抗磨损和高熔点等特性，广泛应用于航空、汽车和电子等行业。
三、复合陶瓷材料复合陶瓷材料是指将两种或两种以上不同基质的材料通过烧结等工艺组合在一起的材料。
复合陶瓷材料可以综合多种原材料的优点，具有更好的力学性能和热稳定性。
例如，碳纤维增强陶瓷复合材料结合了碳纤维的高强度和陶瓷的高温稳定性，适用于航空发动机、列车制动器等高温高压环境。
此外，氧化铝/氮化硅复合陶瓷是一种高硬度、高耐磨性和高导热性的材料，可用于切削工具和研磨材料。
四、生物陶瓷材料生物陶瓷材料是指能够与生物体组织相容，并在体内进行生物骨骼修复的材料。
生物陶瓷材料具有良好的生物相容性、生物惰性和生长诱导性。
例如，钛合金和硬质合金是常用的生物陶瓷材料，可以用于植入体、人工关节和牙科修复等领域。
此外，陶瓷氧化锆作为一种人工牙根材料，具有优异的生物相容性和机械强度，广泛应用于口腔种植手术。
结论：。
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透明陶瓷的研究现状与发展展望 摘要:透明陶瓷以其优异的综合性能已成为一种新型的、备受瞩目的功能材料。
综述了透明陶瓷的分类，探讨了透明陶瓷的制备工艺，并展望了透明陶的应用前景。
关键词:透明 陶瓷 透光性 制备工艺 应用
前言:自1962年R.L.Coble首次报导成功地制备了透明氧化铝陶瓷材料以来,
为陶瓷材料开辟了新的应用领域。这种材料不仅具有较好的透明性,且耐腐蚀,能在高温高压下工作,还有许多其他材料无可比拟的性质,如强度高、介电性能优良、低电导率、高热导性等,所以逐渐在照明技术、光学、特种仪器制造、无线电子技术及高温技术等领域获得日益广泛的应用〔1〕。近38年来,世界上许多国家,尤其是美国、日本、英国、俄罗斯、法国等对透明陶瓷材料作了大量的研究工作,先后开发出了Al2O3、Y2O3、MgO、CaO、TiO2、ThO2、ZrO2等氧化物透明陶瓷以及AlN、ZnS、ZnSe、MgF2、CaF2等非氧化物透明陶瓷.
透明陶瓷的分类 透明陶瓷材料主要分为氧化物透明陶瓷和非氧化物透明陶瓷两类。
1氧化物透明陶瓷 对氧化物透明陶瓷的研究早于对非氧化物透明陶瓷的究，其制备工艺也相对成熟。到目前为止，已经先后研发出了多种材料:Be()、ScZ()3、Ti认、ZK):、Ca(〕、Th(矢、A12()3仁5·6〕、Mg()、AI()NL，」、YZ03[8·”〕、稀土元素氧化物、忆铝石榴石(3Y203·SA12()。)仁’0，”】、铝镁尖晶石(Mg()·A一2()。)〔’2，’3]和透明铁电陶瓷pLZ子川等。其中AiZ姚、M四、YZ姚以及忆铝石榴石以其自身优异的综合性能，现已经得到广泛的应用。
2非氧化物透明陶瓷 对非氧化物透明陶瓷的研究是从20世纪80年代开始的。非氧化物透明陶瓷的制备比氧化物透明陶瓷的制备要困难得多，这是由于非氧化物透明陶瓷具有较低的烧结活性、自身含有过多的杂质元素(如氧等)，这些都成为制约非氧化物透明陶瓷实现成功烧结并得到广泛应用的主要因素。但经过各国研究人员的共同努力和深人研究，现已经成功地制备出了多种透明度很高的非氧化物透明陶瓷，其中最典型的是AIN、GaAS、MgFZ、ZnS、CaFZ等透明陶瓷。 与氧化物透明陶瓷相比，大多数的非氧化物透明陶瓷不仅室温强度高，而且高温力学性能好，此外，还具有优良的抗急冷急热冲击性能。这些都使得对非氧化物透明陶瓷的研究势在必行。 透明陶瓷的制备工艺 透明陶瓷的制备过程包括制粉、成型、烧结及机械加工的过程。为了达到陶瓷的透光性,必须具备以下条件〔4〕:(1)致密度高;(2)晶界没有杂质及玻璃相,或晶界的光学性质与微晶体之间差别很小;(3)晶粒较小而且均匀,其中没有空隙;(4)晶体对入射光的选择吸收很小; (5)无光学各向异性,晶体的结构最好是立方晶系;(6)表面光洁度高。因此,对制备过程中的每一步,都必须精确调控,以制备出良好的透明陶瓷材料。
2.1 粉料制备 透明陶瓷的原料粉有四个要求〔5〕:(1)具有较高的纯度和分散性;(2)具有较高的烧结活性;(3)颗粒比较均匀并呈球形;(4)不能凝聚,随时间的推移也不会出现新相。传统的粉料制备方法主要有固相反应法、化学沉淀法、溶胶—凝胶法以及不发生化学反应的蒸发—凝聚法(PVD)和气相化学反应法。除此之外,新的陶瓷制粉工艺也不断的涌现出来,如激光等离子体法、喷雾干燥法和自蔓延法等。 制备粉料的方式对陶瓷的透光性有很大的影响。金属氧化物球磨方法制备粉料,粉料的细度不能得到保证,固相反应时,粉料的活性低,颗粒粗,即使采用热压法烧结,也不易形成高密度的陶瓷,且陶瓷的化学组成和均匀性差。而化学工艺制备粉料的显著特点是能获得纯度、均匀、细颗粒的超微粉,合成温度显著下降,这种粉料制备的陶瓷,其致密度可达理论密度的99.9%或更高。一般的化学方法,包括沉淀法、溶胶—凝胶法等制备出的原料粉具有高的分散度,从而保证其良好的烧结活性。这是因为高的分散度的颗粒具有较大的表面能,而表面能是烧结的动力,同时用化学方法制备陶瓷原料粉能较好的引入各类添加剂。例如,人工晶体研究所的黄存新等就是采用金属醇盐法合成尖晶石超细粉末。他们将金属铝和镁分别与异丙醇、乙醇反应生成醇盐化合物,再将其混合、水解、干燥、高温煅烧,即得到性能良好的尖晶石粉料以制备透明铝酸镁陶瓷。 激光气相法是利用当光与物质发生相互作用时,物质的原子或分子将吸收某些特定波长的光子而处于激发态,这些激发态的原子或分子进行重新组合,从而发生化学反应的原理,采用合适的光照射反应物分子提供活化能,使其活化。提供能量的方式很多,但在通常的方法中所提供能量的能谱分布很宽,除了采用特种催化剂外,是没有很好的选择性的。由此而导致的化学反应过程往往包含着某些不需要的副反应,从而影响产物的纯度。由于激光单色性好,谱线很窄,光强极高,用激光辐射为反应系统提供能量,可大大改善反应的选择性,提高生成物纯度。在陶瓷粉末的激光合成技术中,所采用的激光器是CO2,其辐射是在红外波段内,例如蔺恩惠等人就是采用脉冲CO2激光作辐射光源,以TiCl4以及O2作反应物,利用脉冲红外激光诱发的自由基反应成功地合成了TiO2纳米粉。其工艺简单,成本较低,产品的质量较高,是很有发展前途的方法之一。 自蔓延高温合成法(SHS)是指对于放热反应的反应物,经外热源点火而使反应启动,利用其放出的热量,使反应自行维持,并形成燃烧波向下传播。其反应物可以是粉末、液体或气体。由于反应的速度极快,产物经过温度骤变的过程,处于亚稳态,粉末的烧结活性高,反应中的高温使易挥发的杂质挥发,从而得到较纯净的产物。其装置图如图1。 SHS法制备粉料优于传统的方法,其优点在于:(1)纯度高,SHS法经过一个高温过程,许多杂质尤其是有机物在高温下挥发,而粉料表面的氧化膜也被还原;(2)活性大,SHS法反应迅速,合成过程中温度梯度大,产品中有可能出现缺陷集中相和亚稳相,产物的活性大大提高,易于进一步烧结致密化。例如上海硅酸盐研究所的张宝林、庄汉锐等人就是以铝粉、高压氮气 为原料,将铝粉、氮化铝粉稀释剂以及氯化铵和氟化氨的混合物置于有机球磨桶中,以氮化铝球为球磨弹子,干混,然后在高压容器中,氮气压力下,以钛粉为引火剂,用通电钨线圈点火,使铝粉与氮气发生燃烧,用SHS法反应生成高氮含量、低氧含量的氮化铝粉〔8〕。 2.2 成型技术 透明陶瓷成型可以采用各种方法,如泥浆浇注、热塑泥浆压铸、挤压成型、干压成型以及等静压成型等。 干压成型是将粉料加少量结合剂,经过造粒然后将造粒后的粉料置于钢模中,在压力机上加压形成一定形状的坯体。干压成型的实质是在外力作用下,借助内摩擦力牢固的把各颗粒联系起来,保持一定的形状。实践证明,坯体的性能与加压方式、加压速度和保压时间有较大的联系。干压成型具有工艺简单、操作方便、周期短、效率高、便于实行自动化生产等优点,而且制出的坯体密度大,尺寸精确,收缩小,机械强度高,电性能好。但干压成型也有不少缺点,如模具磨损大,加工复杂,成本高,加压时压力分布不均匀,导致密度不均匀和收缩不均匀,以致产生开裂、分层等现象。 等静压成型是利用液体介质不可压缩性和均匀传递压力性的一种成型方法,它将配好的坯料装入塑料或橡胶做成的弹性模具内,置于高压容器中,密封后,打入高压液体介质,压力传递至弹性模具对坯体加压。等静压成型有如下特点:(1)可以生产形状复杂、大件及细长的制品,而且成型质量高;(2)成型压力高,而且压力作用效果好;(3)坯体密度高而且均匀,烧成收缩小,不易变形;(4)模具制作方便,寿命长,成本较低;(5)可以少用或不用粘接剂〔9〕。 2.3 烧结方法 透明陶瓷的烧结方法多种多样,最常用的是常压烧结,这种方法生产成本低,是最普通的烧结方法。除此之外,人们还采用不少特种烧结方法,如热压烧结、气氛烧结、微波烧结及SPS放电等离子烧结技术。 热压烧结是在加热粉体的同时进行加压,因此烧结主要取决于塑性流动,而不是扩散。对于同一种材料而言,压力烧结与常压烧结相比,烧结温度低得多,而且烧结体中气孔率也低;另外由于在较低的温度下烧结,就抑制了晶粒的成长,所得的烧结体致密,且具有较高的强度。热压烧结的缺点是加热、冷却时间长,而且必须进行后加工,生产效率低,只能生产形状不太复杂的制品。 气氛烧结是透明陶瓷常用的一种烧结工艺。为了使烧结体具有优异的透光性,必须使烧结体中气孔率尽量降低(直至零)。但在空气中烧结时,很难消除烧结后期晶粒之间存在的孤立气孔,相反,在真空或氢气中烧结时,气孔内的气体被置换而很快地进行扩散,气孔就易被消除。除了Al2O3透明陶瓷外,MgO、BeO、Y2O3等透明陶瓷均可以采用气氛烧结。 微波烧结是利用在微波电磁场中材料的介电损耗使陶瓷及其复合材料整体加热至烧结温度而实现致密化的快速烧结的新技术。微波烧结的速度快、时间短,从而避免了烧结过程中陶瓷晶粒的异常长大,最终可获得高强度和高致密度的透明陶瓷。微波烧结工艺中的关键是如何保证烧结试样的温度均匀性和防止局部区域热断裂现象,这可以从改进电场的均匀性和改善材料的介电、导热性能等方面考虑。放电等离子烧结是90年代发展并成熟的一种烧结技术,其装置示意如图2
图2 SPS设备装置图 SPS装置设备非常类似于热压烧结炉,所不同的是这一过程给一个承压导电模具加上可控脉冲电流,脉冲电流通过模具,也通过样品本身,并有一部分贯穿样品与模具间隙。通过样品及间隙的部分电流激活晶粒表面,击穿孔隙内残余气体,局部放电,甚至产生等离子体,促进晶粒间的局部结合,通过模具的部分电流加热模具,给样品提供一个外在加热源。所以,在SPS过程中样品同时被内外加热,加热可以很迅速。又因为仅仅模具和样品导通后得到加热,截断后它们即实现快速冷却,冷却速度可达300℃/min以上〔11-12〕。 作为一种烧结新技术,SPS在透明陶瓷的制备领域内还没有深入的研究,笔者所在的实验室从日本进口了一台SPS设备,本人正致力于有关SPS在透明陶瓷制备中的应用研究。利用SPS技术进行透明陶瓷的烧结,其优点在于SPS烧结技术的快速升温特性,有利于控制晶粒的异常长大,同时模具所给予的压力又促使陶瓷致密化;但是其缺点在于升温快,保温时间也比较短,这样使得气孔的完全排除比较困难,因为气孔在烧结过程中的移动速度比较慢,同时,也有可能导致晶粒的发育不完善,影响其透光性能。有关SPS进行透明陶瓷的烧结,还有待进一步的研究。
透明陶瓷的应用 1照明灯具 透明陶瓷有广泛的用途，最早是用于高压金属放电上。高压钠灯是其中最具代表性的。钠蒸气在放电时会产生l000℃以上的高温，而且具有很强的腐蚀性，玻璃灯管在这种条件下是无法正常工作的。目前，国内通过大量的研究和进口国外先进设备，在高压钠灯的生产已日趋成熟，每年国内生产厂家都要生产几千万只高压钠灯，市场需求为每年近3千万只，而且每年还以10%一15%的速度增长。 2激光材料