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(jù)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(xiàn)代先進陶瓷材料的起始原料一般是已經(jīng)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(jīng)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(jù)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(jīng)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(jù)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(shù)）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(jīng)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(chǎn)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?shù)膹姸鹊攘W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(shù)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(jù)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(jīng)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(chǎn)生了較大的收縮．使燒結體尺寸偏差在毫 米數(shù)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!