特种陶瓷 整理版
绪论 1名词解释 特种陶瓷：采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术加工的，便于进行结构设计，具有优异特性的陶瓷。 结构陶瓷：具有高硬、高强、耐磨、耐蚀、耐高温、润滑性好等性能，可用作机械结构零部件的陶瓷材料。 功能陶瓷：具有声、光、电、热、磁特性和化学、生物功能的陶瓷材料。
2简述特种陶瓷和传统陶瓷的区别 ①原材料不同。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”。 ②结构不同。传统陶瓷的组成由粘土的组成决定，不同产地的陶瓷有不同的质地，所以由于原料的不同导致传统陶瓷材料中化学和相组成的复杂多样、杂质成分和杂质相较多而不易控制，显微结构粗劣而不够均匀，多气孔；先进陶瓷的化学和相组成较简单明晰，纯度高，即使是复相材料，也是人为调控设计添加的，所以先进陶瓷材料的显微结构一般均匀而细密。 ③制备工艺不同。传统陶瓷用的矿物经混合可直接用于湿法成型，如泥料的塑性成型和浆料的注浆成型，材料的烧结温度较低，一般为900℃-1400℃，烧成后一般不需加工；而先进陶瓷一般用高纯度粉体添加有机添加剂才能适合于干法或湿法成型，材料的烧结温度较高，根据材料不同从1200℃到2200℃，烧成后一般尚需加工。在制备工艺上突破了传统陶瓷以炉窑为主要生产手段的界限，广泛采用诸如真空烧结、保护气氛烧结、热压、热等静压等先进手段。 ④性能不同。由于以上各点的不同，导致传统陶瓷和先进陶瓷材料性能的极大差异，不仅后者在性能上远优于前者，而且特种陶瓷材料还发掘出传统陶瓷材料所没有的性能和用途。传统陶瓷材料一般限于日用和建筑使用，而特种陶瓷具有优良的物理力学性能，高强、高硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗热震，而且在热、光、声、电、磁、化学、生物等方面具有卓越的功能，某些性能远远超过现代优质合金和高分子材料。因而登上新材料革命的主角地位，在工业领域，如石油、化工、钢铁、电子、纺织和汽车等行业，以及很多尖端技术领域如航天、核工业和军事工业中有着广泛的应用价值和潜力。
3特种陶瓷的分类方法和怎样进行分类 特种陶瓷材料根据所需的特性不同，可作为机械材料、耐热材料、化学材料、光学材料、电气材料和生物医学材料，在不同的领域得到广泛的应用。根据性能及用途的不同，特种陶瓷可分为结构材料用陶瓷(主要是用于耐磨损、高强度、耐热、耐热冲击、高刚性、低热膨胀性和隔热等结构陶瓷材料)和功能陶瓷(包括电磁功能、光电功能和生物—化学功能等陶瓷制品和材料，另外还有核陶瓷材料和其他功能材料等)两大类。特种陶瓷材料按化学组成可分为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷等。此外，为了改善陶瓷的性能，有时要在陶瓷基体中添加各种纤维、晶须、超细微粒等，这样就构成了多种陶瓷基复合材料。
4特种陶瓷韧化主要途径有哪些 ①氧化锆相变增韧，②微裂纹增韧；③纤维(晶须)补强增韧；④颗粒弥散补强增韧；⑤纳米陶瓷增强增韧。 ①氧化锆相变增韧 把相变作为陶瓷增韧的手段并取得显著效果是从部分稳定氧化锆提高抗热震性的研究开始的。下面以氧化锆为例,简单说明这一问题。从相图可知，纯氧化锆在1000℃附近有固相转变，从高温正方氧化锆变为低温单斜氧化锆。由于相变需消耗大量功，因此使裂纹尖端应力松弛，故阻碍裂纹的进一步扩展,材料得到韧化。 ②微裂纹增韧 在裂纹扩展中，弥散于陶瓷基体中的韧性相起着附加的能量吸收作用，从而使裂纹尖端区域高度集中的应力得以部分消除，抑制了原先可能到达的临界状态，提高了材料对裂纹扩展的抗力，相应改善了材料的韧性。 ③纤维(晶须)补强增韧 高强度和高模量的纤维既能为基体分担大部分外加应力，又可阻碍裂纹的扩展，并能在局部纤维发生断裂时以“拔出功”的形式消耗部分能量,起到提高断裂能并克服脆性的效果。 ④颗粒弥散补强增韧 用颗粒作为增韧剂制作颗粒增韧陶瓷基复合材料，其原料混合均匀化及烧结致密化都比纤维和晶须复合材料简便易行。因此，尽管颗粒的增韧效果不如晶须和纤维，但如晶粒种类、粒径、含量及基体材料选择得当仍有一定韧化效果，同时会带来高温强度、高温蠕变性能的改善。 5特种陶瓷主要研究内容和任务 特种陶瓷材料的研究，主要是探求和了解材料的组成、结构与性能之间的关系。 特种陶瓷的研究任务 （1）研究现有材料的性能及改变它的途径； （2）发掘材料新的性能； （3）探索和发展新的材料； （4）研究制备材料的最佳工艺； （5）对烧后的制品进行的冷加工技术。
6特种陶瓷的发展趋势 (1) 气相凝集法制备纳米粉体将成为先进陶瓷粉体研究发展的重点 (2) 快速原型制造技术(RPM)和胶态成型将向传统成型技术挑战 (3) 微波烧结和放电等离子烧结(SPS)是获得纳米块状陶瓷材料的有效烧结方法 (4) 纳米材料的应用将为先进陶瓷材料带来新的活力
第一章 特种陶瓷粉体的性能表征制备及其设备 1名词解释 粉体颗粒：指在物质的本质结构不发生改变的情况下，分散或细化而得到的固态基本颗粒。 团聚体：由一次颗粒通过表面力吸引或化学键键合形成的颗粒，它是很多一次颗粒的集合体。 胶粒：即胶体颗粒。胶粒尺寸小于100nm，并可在液相中形成稳定胶体而无沉降现象。
2了解常用的表征颗粒尺寸大小的等体积球相当径、等面积球相当径、斯托克斯径、马丁径、费莱特径 等体积球相当径是说某颗粒所具有的体积用同样体积的球来与之相当，这种球的直径，就代表该颗粒的大小即等体积相当径。例如：某边长为1的正方体，其体积等于直径为1．24的圆球体积，那么，该正方体颗粒的等体积球相当径就为1．24。由于这种方法局限于颗粒体积可求的条件，因此，适用范围不太广。但由于它直接与颗粒的质量对应，所以又很有用处。 等面积球相当径是用与实际颗粒有相同表面积的球的直径来表示粒度的一种方法。显然，当颗粒形状简单或者比较规则时，表面积容易求得。然而，实际颗粒的形状都较复杂，不易直接求得。但在实际应用中，一般都是通过流体透过法或吸附法等间接方法得到。这种方法比较实用。 等沉降速度相当径也称为斯托克斯径。斯托克斯假设：当速度达到极限值时，在无限大范围的粘性流体中沉降的球体颗粒的阻力，完全由流体的粘滞力所致。 马丁径也称定向径，是最简单的粒径表示法。它是指颗粒影象的对开线长度。该对开线可以在任何方向上画出，只要对所有颗粒来说，保持同一方向。 费莱特径是指颗粒影象的二对边切线(相互平行)之间的距离。但只要选定一个方向之后，任意颗粒影象的切线都必须与该方向平行。以上两种表示法都是以各颗粒按随机分布为条件的。
3什么是粒度分布，常用的粒度分布方式有哪些 粉体通常由不同尺寸的颗粒组成，即颗粒分布，可分为频率分布和积累分布。 颗粒分布常见的表达形式有粒度分布曲线、平均粒径、标准偏差、分布宽度等。 粒度分布是表征多分散体系中颗粒大小不均一程度的物理量。粒度分布范围越窄，我们就说分布的分散程度越小，其集中度越高。
4试述特种陶瓷粉体的特征 (1)化学组成精确。 (2)化学组成均匀性好。 (3)纯度高。 (4)适当小的颗粒尺寸。 (5)球状颗粒，且尺寸均匀单一。 (6)分散性好，无团聚。
5目前在实际生产中粒度测定方法有哪些 ① X射线小角度散射法 ② X射线衍射线线宽法 ③ 沉降法 ④ 激光散射法 ⑤ 比表面积法 ⑥ 显微镜分析法
6什么是固相法、气相法、液相法，简述工艺流程 固相法就是以固态物质为出发原料，通过一定的物理与化学过程来制备陶瓷粉体的方法。 固相原料——配料——混合——合成——粉碎——粉体 气相法是直接利用气体或者通过各种手段将物质变成气体，使之在气体状态下发生物理变化或化学反应，最后在冷却过程中凝聚长大形成粉体的方法。 蒸发-凝聚法（PVD）：原料——高温气化——急冷——粉体 蒸发-凝聚法是将原料加热至高温(用电弧或等离子流等加热)，使之气化，接着在电弧焰和等离子焰与冷却环境造成的较大温度梯度条件下急冷，凝聚成微粒状物料的方法。 气相化学反应法(CVD)：金属化合物蒸气——化学反应——粉体 气相化学反应法是挥发性金属化合物的蒸气通过化学反应合成所需物质的方法。 液相合成法也称湿化学法或溶液法。溶液法从均相的溶液出发，将相关组分的溶液按所需的比例进行充分的混合，再通过各种途径将溶质与溶剂分离，得到所需要组分的前驱体，然后将前驱体经过一定的分解合成处理，获得特种陶瓷粉体 ，可以细分为脱溶剂法、沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法等。 溶液制备——溶液混合——脱水——前驱体——分解合成——粉体
7常用的气相法有哪些，各有何特点（3个） 一种是系统中不发生化学反应的蒸发-凝聚法（PVD），另一种是气相化学反应法(CVD)。
8简述水热法制备陶瓷粉体的特点 （1）由于反应是在相对高的温度和压力下进行，因此有可能实现在常规条件下不能进行的反应。 （2）改变反应条件（温度、酸碱度、原料配比等）可能得到就有不同晶体结构、组成、形貌和颗粒尺寸的产物。 （3）工艺相对简单，经济实用，过程污染小。
9试述溶胶-凝胶法制备陶瓷粉体的特点和工艺过程 1、在溶液中进行反应，均匀度高； 2、化学计量准确，易于改型掺杂； 3、烧结温度可较大降低； 4、制得的粉料粒径小，分布均匀，纯度高。 工艺过程： 10溶剂蒸发法包括哪些方法，各有何特点 (1) 冰（冷）冻干燥法 1) 在溶液状态下均匀混合，适于添加微量组分，有效合成特种陶瓷材料，精确控制最终组分； 2) 制备的粉体粒度为10~500nm，容易获得易烧结的特种陶瓷粉体； 3) 操作简单，特别适用于高纯材料用微粉的制备。 (2) 喷雾干燥法 喷雾干燥法是将浴液分散成小液滴喷入热风中，使之迅速干燥的方法。 1) 应用广泛，工艺简单； 2) 制得的粉体具有化学均匀性好，重复性、稳定性与一致性好，以及球状颗粒，流动性好的特点； 3) 适于工业化大规模生产微粉。 (3) 喷雾热分解法 喷雾热分解法是一种将金属盐溶液喷入高温气氛中，立即引起溶剂的蒸发和金属盐的热分解，从而直接合成氧化物粉料的方法。 1) 不需过滤、洗涤、干燥、烧结及再粉碎等过程； 2) 产品纯度高，分散性好，粒度均匀可控，能够制备多组分复合粉体。
11沉淀法制备陶瓷粉体有哪些方法，各有何特点 （1）直接沉淀法 1) 沉淀剂通常使用氨水等，来源方便，经济便宜，不引入杂质离子。 2) 沉淀过程是不平衡的。 （2）均匀沉淀法 1) 不外加沉淀剂，而是使溶液内生成沉淀剂，消除了沉淀剂的局部不均匀性； 2) 沉淀的纯度很高，而且由于体积小，因而容易进行过滤、清洗操作； 3) 难以限制晶粒的生长程度和团聚作用。 （3）共沉淀法 1) 原料纯度和组成的均匀性好； 2) 合成的粉末原料化学均匀性良好且易烧结
特种陶瓷工艺简介
1.1
1.液相法 1.液相法 由液相法制备氧化物粉末的基本过程为： 盐溶液
添加沉淀剂 溶剂蒸发
盐或氢氧化物
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
热分解
粉末
所制得的氧化物粉末的特性取决于沉淀 和热分解两个过程。液相法的特点是：易 控制组成，能合成复合氧化物粉；添加微 量成分很方便，可获得良好的混合均匀性 等。但必须严格控制操作条件，才能使生 成的粉末保持所具有的在离子水平上的化 学均匀性。
在生产中，控制刮刀口间隙大小是很关键的。 在自动化水平比较高的流延机上，在离刮刀 口不远的坯膜上方，装有透射式X射线测厚仪， 可连续对膜厚度进行检测，并将所测厚度漂 离信息，馈送到刮刀高度调节螺旋测微系统， 这可制得厚度仅为10μm，误差不超过1μm的 高质量坯膜。
1.3 烧结方法 1.热压烧结 1.热压烧结 热压烧结是对较难烧结的粉料或生坯在模具内施 加压力，同时升温烧结的工艺。常 用模具材料有石墨、氧化铝和碳化硅等，石墨可 承受70MPa压力，1500～2 000℃高温；Al2O3模可 承受200MPa压力。
1.热压铸成形 1.热压铸成形 热压铸成形主要是利用含蜡料浆加热熔化后具有 流动性和塑性，冷却后能在金属模 中凝固成一定形状的坯体的成形方法。 蜡浆的制备是热压铸成形工艺中最重要一环，具 体方法是将石蜡称取后加热熔化成 蜡液，然后将粉料倒入搅伴均匀后将料浆倒入容器中， 凝固制成蜡板，以备成形之用。
（1）湿式等静压 它是将预压好的坯体包封在弹性的橡胶 模或塑料模具内，然后置于高压容器中施以 高压液体介质(压力通常在100MPa以上)，压 力传递至弹性模具对坯料加压。然后释放压 力取出模具，并从模具中取出成形好的坯体。 湿式等静压主要适用于成形多品种、形状较 复杂、产量小和大形的制品。
特种陶瓷行业分析
特种陶瓷行业分析
特种陶瓷是指具有特殊功能的陶瓷材料，主要应用于高科技领域，如电子、信息、医疗、航空航天等行业。
特种陶瓷行业的发展呈现出以下几个特点。
首先，特种陶瓷具有优异的性能和广泛的应用领域。
特种陶瓷的热、电、磁、光、声等性能优于传统陶瓷材料，具有高硬度、高强度、高耐磨、高绝缘、高耐温等特点，在高温、高压、强腐蚀等极端环境下仍能保持稳定性能，因此被广泛应用于化工、电子、航天航空等领域。
其次，特种陶瓷行业具有较高的技术门槛。
特种陶瓷的生产工艺相对复杂，需要学习和掌握先进的陶瓷材料科学与工程知识，具备高超的技术水平和生产能力。
目前，特种陶瓷行业主要由一些大型企业和高新技术企业主导，少数企业具有核心技术和专利，形成了一定的市场垄断。
另外，特种陶瓷行业具有较强的创新能力和市场潜力。
特种陶瓷材料的应用领域不断扩大，市场需求快速增长。
随着科技进步和产业结构升级，特种陶瓷行业的创新需求和市场空间将进一步扩大。
然而，特种陶瓷行业也存在一些问题和挑战。
首先是产业链不完善。
目前国内特种陶瓷行业的中上游产能较大，但下游市场需求不够强劲，产业链配套不完善，限制了特种陶瓷行业的发展。
其次是技术研发投入不足。
特种陶瓷行业需要大量的科技研发投入，但由于长周期、高风险的特点，很多企业对技术创
新的投入不足，导致技术水平整体较低。
总体来说，特种陶瓷行业具有较高的技术门槛和市场潜力，但也面临一些问题和挑战。
为了促进特种陶瓷行业的健康发展，需要加大科技创新投入，完善产业链，提高技术水平，拓宽市场渠道，促进行业整体升级。
特种陶瓷工艺学——特种陶瓷成型方法
一般排蜡温度为900~1100℃左右，在60～100℃有
一定的恒温时间。 吸附剂：煅烧Al2O3、煅烧MgO、SiO2等
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第三节 可塑法成型
一、挤压成型 原理 将具有可塑性的泥 料，通过挤机嘴成形。 优缺点
污染小，操作易于自动 化，可连续生产，效率高； 坯体收缩大，机嘴加工 精度高。
铸浆压力： 0.3 ～ 0.5MPa 蜡 浆 温 度 ： 65 ～ 75℃ 模 具 温 度 ： 15 ～ 30℃
热 压 铸 机 构 造 示 意 图
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3）高温排蜡
将坯体埋入疏松、惰性的保护粉料之中，升高温
度，使石蜡挥发、燃烧完全，坯体发生部分烧结而
具有一定强度的过程。
造粒方法
喷雾造粒法 冻结造粒法
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一般造粒法
原理：将坯料中加入适当的塑化剂，经混合过筛，得到 一定大小的团粒。
加压造粒
原理：将坯料加入塑化剂，搅拌混合均匀后经预压成块 ，然后破碎过筛而成团粒。
喷雾干燥造粒法
原理：将混合有适量塑化剂的粉料制成料浆(一般用水) ，再用喷雾器喷入造粒塔进行雾化、干燥。
冷冻干燥法
原理：将金属盐水溶液喷雾到低温有机液体中，液体立 即冻结，使冻结物在低温减压条件厂升华，脱水后进行 热分解，从而获得所需要的成型粉料。 Sunny smile
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பைடு நூலகம்
六、 瘠性物料的悬浮
特种陶瓷的料浆悬浮的方法分为两类 ：
1）控制料浆的PH值
可以通过控制料浆的PH值 ，获得悬浮泥浆。
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1、由化学计量式求各种原料有多少摩尔Xi 2、根据分子式求各种原料的摩尔量Mi 3、计算各种纯原料的质量mi＝MiXi 4、将各种原料的质量换算为百分比Ai
特种陶瓷涂层的制备
特种陶瓷及涂层制备与加工中的新原理与新工艺摘要：特种陶瓷及其涂层以其良好的抗腐蚀和抗摩擦性能，受到人们的广泛关注。
尤其是陶瓷涂层的应用，大大提高了材料的抗腐蚀抗磨损能力。
近些年来，陶瓷涂层的制备加工新技术和新工艺层出不穷，本文将就介绍陶瓷涂层的制备方法，制备工艺及其原理予以简要介绍。
关键词：陶瓷涂层；原理；工艺众所周知，陶瓷材料具有良好的耐腐蚀和耐磨损性能，可以较好的弥补金属材料在这一方面的缺点，但是陶瓷材料具有本征的脆性，韧性较差。
金属表面喷涂陶瓷涂层可以很好的解决这一问题，充分利用了陶瓷的抗腐蚀和抗磨损能力和金属的良好韧性。
一、热喷涂技术热喷涂技术是在1908年由瑞士的肖普（schoop）博士发明（首创）并用雾化装置进行喷涂试验的。
在1913年制作出世界首台丝材喷枪，并在其后逐渐完善和得到应用。
1920年，日本人去瑞士考察后，发明了以交流电为热源的电弧热喷涂装置，但因交流电不稳定，效率低，涂层质量差等原因，这种交流电弧热喷涂技术及装置未能得到实际的推广和应用。
后来德国改用直流电源后，电弧喷涂才有了真正的实用价值。
1938年，美国研制成功了电弧丝材喷枪，其后又研制出粉末氧－乙炔火焰喷枪。
1953年，当时的西德研制出自熔性合金粉，这是喷涂材料发展的一次重大突破（是粉末喷涂材料从单一金属向合金材料发展，从低熔点材料向高熔点材料发展，从低耐磨性向高耐磨性发展的里程碑）。
上世纪50年代后期，美国又相继研制出爆炸喷涂和等离子喷涂，满足了当时航空、导弹等尖端技术对涂层性能的需要。
上世纪60～70年代，是喷涂材料发展十分活跃的时期，美国、加拿大、瑞士、西德、比利时等国分别研制生产出系列的复合粉、多种自熔合金粉、陶瓷粉、金属陶瓷粉和自粘结复合粉等，这其中包括以Ni-AL为基础的放热型复合粉，这些材料的出现以及材料生产技术的不断完善，使得喷涂材料更加齐备和商品化，满足了当时，直到今天人们在这方面的需求。
我国的热喷涂技术及工程应用早在上世纪50年代初就开始了丝的电弧热喷涂（据资料报道，就在江浙一带的高压输电钢结构塔上喷涂Zn涂层防腐，至今仍在起着防腐蚀的作用）。
特种陶瓷工艺学PPT课件
团粒质量较差，大小不一，体积密度小
② 加压造粒法
体积密度较大
③ 喷雾造粒法
质量好，产量大，可连续生产
④ 冻结造粒法
组成均匀，反应性与烧结性良好，主要用于实验
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特种陶瓷 成型
喷雾造粒
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特种陶瓷 成型
喷雾造粒
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特种陶瓷 成型
悬浮问题
为了方便注浆成型，对塑性差、不利于悬浮的瘠性物料， 一般通过表面改性，通常通过在表面吸附活性物质来实现悬浮 的目的。
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特种陶瓷 成型
注浆成型 空心注浆
注浆过程操作实例
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实心注浆
特种陶瓷 成型
离心注浆
压力注浆
① 缩短吸浆时间 ② 减少坯体干燥时的收缩量 ③ 降低坯体脱模后的残留水分
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特种陶瓷 成型
热压铸成型
主要是利用石蜡料浆加热融化后具有流动性和可塑性，冷却 后能在金属模中凝固成一定形状这一特点来完成的。和注浆成 型相比，要多了排蜡这一工序。
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特种陶瓷 成型
模压具内部后，通过单向或双向加 压，将粉料压制成所需形状。 工艺要求：
注意加压速度和保压时间
干压成型特点工艺简单，操作方便，周期短，效率高，便于实行 自动化生产。此外，坯体密度大，尺寸精确，收缩小，机械强度高， 电性能好。但生产大型坯体时有困难，而且模具磨损大、加工复杂、 成本高，其次加压只能上下加压，压力分布不均，致密度不均，收缩 不均，会产生开裂、分层等现象。
体中某些成分发生还原作用 对制品性能的影响：
塑化剂挥发时会产生一定的气泡，可能 影响坯体性质。
氧化锆陶瓷
第二部分项目第一节特种陶瓷特种陶瓷，又称精细陶瓷，按其应用功能分类，大体可分为高强度、耐高温和复合结构陶瓷及电工电子功能陶瓷两大类。
在陶瓷坯料中加入特别配方的无机材料，经过1360度左右高温烧结成型，从而获得稳定可靠的防静电性能，成为一种新型特种陶瓷，通常具有一种或多种功能，如：电、磁、光、热、声、化学、生物等功能；以及耦合功能，如压电、热电、电光、声光、磁光等功能。
一、分类特种陶瓷是二十世纪发展起来的，在现代化生产和科学技术的推动和培育下，它们"繁殖"得非常快，尤其在近二、三十年，新品种层出不穷，令人眼花缭乱。
按照化学组成划分有：氧化物陶瓷氧化物陶瓷：氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙、氧化铍、氧化锌、氧化钇、二氧化钛、二氧化钍、三氧化铀等。
氮化物陶瓷氮化物陶瓷：氮化硅、氮化铝、氮化硼、氮化铀等。
碳化物陶瓷碳化物陶瓷：碳化硅、碳化硼、碳化铀等。
硼化物陶瓷硼化物陶瓷：硼化锆、硼化镧等。
硅化物陶瓷硅化物陶瓷：二硅化钼等。
氟化物陶瓷氟化物陶瓷：氟化镁、氟化钙、三氟化镧等。
硫化物陶瓷硫化物陶瓷：硫化锌、硫化铈等。
其他还有砷化物陶瓷，硒化物陶瓷，碲化物陶瓷等。
除了主要由一种化合物构成的单相陶瓷外，还有由两种或两种以上的化合物构成的复合陶瓷。
例如，由氧化铝和氧化镁结合而成的镁铝尖晶石陶瓷，由氮化硅和氧化铝结合而成的氧氮化硅铝陶瓷，由氧化铬、氧化镧和氧化钙结合而成的铬酸镧钙陶瓷，由氧化锆、氧化钛、氧化铅、氧化镧结合而成的锆钛酸铅镧（PLZT）陶瓷等等。
此外，有一大类在陶瓷中添加了金属而生成的金属陶瓷，例如氧化物基金属陶瓷，碳化物基金属陶瓷，硼化物基金属陶瓷等，也是现代陶瓷中的重要品种上。
近年来，为了改善陶瓷的脆性，在陶瓷基体中添加了金属纤维和无机纤维，这样构成的纤维补强陶瓷复合材料，是陶瓷家族中最年轻但却是最有发展前途的一个分支。
为了生产、研究和学习上的方便，有时不按化学组成，而根据陶瓷的性能，把它们分为高强度陶瓷，高温陶瓷，高韧性陶瓷，铁电陶瓷，压电陶瓷，电解质陶瓷，半导体陶瓷，电介质陶瓷，光学陶瓷（即透明陶瓷），磁性瓷，耐酸陶瓷和生物陶瓷等等。
特种陶瓷的成型方法
¾ 干压等静压成型的特点：
¾ 干式等静压更适合于生产形状简单的长形、壁薄、 管状制品。
¾ 这种方法可连续操作，操作周期短，适用于成批生 产。但产品规格受限制，因为加压塑性模不能经常 更换。
目前大量使用的主要是湿袋法。
3.热等静压成型
热等静压也称为高温等静压，是用金属箔代替橡皮 模，用气体代替液体，使金属箔内的粉料均匀受压。 通常所用的气体为氦气、氩气等惰性气体。结。
特种陶瓷的主要成型方法可分为： ① 压力成型方法，如干压成型、冷等静压成型、干袋式
等静压成型等。 ② 可塑成型方法，如可塑毛坯挤压、轧膜成型等。 ③ 浆料成型方法，如料浆浇注、离心浇注、流延成型、
热压铸等。 ④ 注射成型。 ⑤ 其他成型方法。如压滤法、固体自由成型制备技术、
直接凝固注模成型、温度诱导成型、电泳沉积成型等。
挤压成型时将真空练制的泥 料放入挤制机内，这种挤制 机一头可以对泥料施加压力， 另一头装有机嘴即成型模具。 通过更换机嘴，能挤出各种 形状的坯体。也有将挤制嘴 直接安装在真空练泥机上， 成为真空练泥挤压机，挤出 的制品性能更好。
棒和管材的挤压成型
Á 挤压机适合挤制棒状、管状(外形可以是圆形成多 角形，但上下尺寸大小一致)的坯体，然后待晾干 后，可以再切割成所需长度的制品。一般常用挤 制φl～30 mm的管、棒及壁厚可小至0.2mm左右细 管等。随着粉料质量和泥料可塑性的提高，也用 来挤制长100～200mm，厚0.2～3mm片状坯膜，半 干后再冲制成不同形状的片状制品，或用来挤制 100～200孔/cm2的蜂窝状或筛格式穿孔瓷制品。
3 4～ 12 14 17 18 20 25 30 40 50 10
0. 0.3 0.4 0.5 0.6 1.0 2.0 2.5 3.5 5.5 7.5 2
特种陶瓷03
3.2 坯料的预处理
根据含水量的不 同，坯料分为： 注浆料
可塑料
压制粉体
原料煅烧 预处理方式：
（进行方式根据 具体情况选定）
原料混合 塑化
造粒
3.2 坯料的预处理
1、原料的煅烧
预烧(合成)是通过原料中原子或离子之间 在加热作用下的扩散来完成固相化学反应， 生成瓷料的过程。 目的： 除掉易挥发的杂质、水分、气体、有机物；
3.2 坯料的预处理
2、原料的混合
两种或以上的原料要通过混合器混合， 有利于后续合成；
注意：加料的次序 加料的方法 湿法混合时的分层 烘干后 混合 专用
球磨筒的使用
3.2 坯料的预处理
3、粉料的塑化
(一) 陶瓷粉料的塑化
塑化原因
陶瓷是一种具有高硬度、脆性、无延伸性的材 料，难以加工，因此在烧结前要制成所需的形 状—坯体。而坯体的成型则要求粉料具有可塑性， 因此必须对无塑性粉料进行塑化。
（2）分析和测定原料的化学成分、可塑性、烧结
性、烧后颜色、收缩等性能，确定原料的选
用，使之能适应成型和烧结的要求。
（3）根据工艺条件，确定生产方法，对比考虑 原料选择是否合适。
配料的依据和注意的问题： （4）利用相图分析配方，根据相图中的主晶 相及形成条件、成分温度的变化区域，确定 实验对比配方； （5）根据已有的经验、资料，考虑产品配方 的改进。 （6）原料资源丰富，质量稳定，价格低廉， 运输方便。
①配方中的CaO只能由CaCO3引入；因此引入 质量为1(以100为基准)的CaO，需CaCO3的质量 为： CaCO3的质量=1/0.5603=1.78 其中0.5603为CaCO3转化为CaO的转化系数。 ②配方中的MgO只能由滑石引入，因此引入质 量为1.3的MgO需要的滑石质量为： 滑石质量=1.3/0.317=4.10
特种陶瓷结构陶瓷11
G：无限大单晶的自由能；γ：表面能；A：摩尔表面积
相变与粒度有关，无约束状态下四方相ZrO2相变 室温下稳定存在的临界尺寸为9.6nm
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有约束状态下的ZrO2相变
单位体积t-ZrO2向m-ZrO2转化的自由能变化
△Gchem：m-和t-Zro2之间的化学自由能之差；△UT：相变弹性 应变能的变化； △Ua：激发相变外应力所付出的能量；△S： m-和t-Zro2与基体的界面能之差（很小，可忽略）。
※ 氧化物体系 ※ 非氧化物体系
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高温陶瓷应用举例
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高温陶瓷应用举例
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高温工程陶瓷性能
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常见氧化物陶瓷
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氧化物陶瓷－Al2O3
Al2O3
氧化铝陶瓷是一种以α- Al2O3为主晶的陶瓷材料，又称刚玉瓷。 Al2O3有很多变体，但主要有三种同质异性体：
（1）γ型立方，密度小，自 然界中不存在。 （2）β型, 不纯的氧化铝， 可作为导电陶瓷使用。 （3）α型，三方晶系。 其 中以α相最稳定，电学性质 最好
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增韧机制
① 降温至Ms时，1区，粒子D>dH， 最先相变，生成m相粗大，对韧性贡 献不大，应防止 ② 继续降温，2区，dm<D<dH范围的 粒子发生相变，相变膨胀，基体产 生微裂纹，形成微裂纹韧化 ③ 降至室温，3区， dc<D<dm的粒 子相变，由于粒子小，不足以产生 微裂纹，但存在残余压应力。 ④ 4区，D<dc的粒子以t相保持到室 温，在外应力作用下粒子大于d1发 生相变，形成相变增韧。 ⑤ 5区，这个范围的粒子即使有应 力诱发也不相变。
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Al2O3变体
特种陶瓷概述
特种陶瓷概述摘要本文主要叙述了国内特种陶瓷市场发展和生产现状，讲述了相关的制备方法和最新的相关技术前沿工艺，最后展望了特种陶瓷未来的发展趋势。
关键词特种陶瓷；市场现状；制备工艺；发展规模前言特种陶瓷也称为先进陶瓷、新型陶瓷、高性能陶瓷等，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.发展现状1.1市场情况：与20年前相比，目前我国特陶行业结构变化巨大，私营企业、外资企业的数量和比重迅猛增加，特别是外资企业增长势头迅猛，约占我国全部特陶企业的10%左右。
当前在电子陶瓷行业中，股份制和三资企业市场竞争力最强。
我国特陶市场的开放和市场规模的潜力，吸引许多国外企业纷纷进入，投资不断增加，规模逐步扩大，其投资模式已从最初的产品输入（经销产品）到生产输入（投资设厂），再到应用研究输入（设立实验室），对我国本土特陶企业带来巨大挑战。
1995年我国特种陶瓷产品销售额80亿元人民币（约合10亿美元），其中电子陶瓷约占70%，约56亿元；结构陶瓷占30%，约为24亿元。
相当于日本的1/9、美国的1/5，与欧洲的市场规模相当。