先進陶瓷材料制備工藝過程

         先進陶瓷的制備工藝過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(jié)。此外根據陶瓷制品的外形特點；還可將先進陶瓷分為先進陶瓷 固體材料、先進陶瓷復合材料、先進陶瓷多孔材料等。

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

(2)粉體合成
由起始原料經化學反應合成符合要求（化學組分、相組分、 純度、顆粒度、流動性等）的粉體。粉料合成方法可以是顆粒細化的機械粉碎 法，也可由顆粒在介質中成核生長的方法制備，后者一般是化學法?；瘜W法可根 據化學反應進行的相態(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(xù)工藝的要求，則需對粉體 進行調整。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、振動磨等；如含有不希望有的離子雜質，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 體需經造粒以改善其流動性和模具填充性，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，具有流動性．噴霧干燥造粒也從漿料開始。

(4) 陶瓷成型
成型是將一個分散體系（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，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行，以免速度過快造成成型體開裂，有機 物燒失處理一般選擇在有機物分解或氧化溫度以上，但溫度不能過高，避免燒失 過快引入缺陷。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氣體過 多過快產生。

(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、密度升高的過程。最常用和最基本的方法是常壓（無壓）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)展起來的各種 快速燒結方法。 燒結是陶瓷材料制造的關鍵步驟。通過燒結，材料不僅變得致密．而且獲得 相當的強度等力學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 相一液相之間進行，燒結時密度、晶粒和氣孔尺寸等參數同時變化并相互影響， 所以其過程十分復雜。

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