特种陶瓷

特种陶瓷又称精细陶瓷，按其应用功能可分为高强度、耐高温复合结构陶瓷和电工电子功能陶瓷可分为两大类。在陶瓷坯体中加入特殊配方的无机材料，经过1360度左右的高温烧结，获得稳定可靠的抗静电性能，成为一种新型的特种陶瓷，通常具有一种或多种功能，如：电、磁、光、热、声、化学、生物等功能；和耦合功能，例如压电性、热电、电光、声光、磁光等功能。 www.qwbaike.cn

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特种陶瓷

特种陶瓷不同的化学组成和结构决定了其不同的特殊性能和功能，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。由于其特殊的性能，这些陶瓷可用作工程结构材料和机械中的功能材料、电子、化工、冶炼、能源、医学、激光、核反应、宇航等方面。一些发达国家，尤其是日本、为了加速新技术革命，为新兴产业的发展奠定物质基础，美国和西欧国家投入了大量人力、物力财力来研发特种陶瓷，所以特种陶瓷的发展非常迅速，技术上也有很大的突破。特种陶瓷在现代工业技术中，特别是在高技术中、在新技术领域的地位越来越重要。本世纪初，特种陶瓷的国际市场规模预计将达到500亿美元，因此许多科学家预测：特种陶瓷必将在21世纪的科技发展中占据非常重要的地位。

特种陶瓷是在二十世纪发展起来的随着现代生产和科学技术的推广和培养，他们'繁殖'非常快，尤其是高二、30年来，新品种层出不穷，令人眼花缭乱。根据化学成分，有：

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①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。 www.qwbaike.cn

②氮化物陶瓷：氮化硅、氮化铝、氮化硼、氮化铀等。

③碳化物陶瓷：碳化硅、碳化硼、碳化铀等。 Famous Encyclopedia String

④硼化物陶瓷：硼化锆、硼化镧等。

⑤硅化物陶瓷：二硅化钼等。 Famous Encyclopedia String

⑥氟化物陶瓷：氟化镁、氟化钙、三氟化镧等。 qwbaike.cn

硫化物陶瓷：硫化锌、硫化铈等。还有砷化物陶瓷硒化物陶瓷碲化物陶瓷等等。 qwbaike.cn

除了主要由一种化合物组成的单相陶瓷之外，还有由两种或多种化合物组成的复合陶瓷。例如由氧化铝和氧化镁制成的镁铝尖晶石陶瓷，由氮化硅和氧化铝制成的氧氮化铝陶瓷，氧化铬、镧钙铬酸盐陶瓷由氧化镧和氧化钙制成，氧化锆制成、氧化钛、氧化铅、锆钛酸镧铅结合氧化镧（PLZT）陶瓷等等。此外，还有一大类金属陶瓷是在陶瓷中添加金属制成的，如氧化物基金属陶瓷碳化物基金属陶瓷和硼化物基金属陶瓷，也是现代陶瓷中的重要品种。近年来，为了改善陶瓷的脆性，在陶瓷基体中加入了金属纤维和无机纤维，纤维增强陶瓷复合材料是陶瓷家族中最年轻但最有前途的一个分支。 Famous Encyclopedia String

人们为了生产、为了方便研究和学习，有时陶瓷按性质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介电陶瓷和光学陶瓷（即透明陶瓷）磁性陶瓷耐酸陶瓷和生物陶瓷等。

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随着科技的发展，人们可以期待现代陶瓷会发展得更快，产生更多更新的品种。

1、成型方法及粘结剂的选择 Famous Encyclopedia String

特种陶瓷的成型方法有很多种，在生产中要根据产品的形状来选择成型方法，不同的成型方法需要不同的结合剂。常见的陶瓷成型方法、粘合剂的类型和用量如下 www.qwbaike.cn

所示：

特种陶瓷的成型方法、粘合剂的类型和剂量 Famous Encyclopedia String

用于成型方法的粘合剂的例子粘合剂剂量（质量％

千压法聚乙烯醇缩丁醛等15份 qwbaike.cn

13通过浇铸法的丙烯基树脂 Famous Encyclopedia String

515份的甲基纤维素等 Famous Encyclopedia String

注射聚丙烯等10~25 Famous Encyclopedia String

等静压法制备聚羧酸铵0~3 Famous Encyclopedia String

粘合剂可分为润滑剂、增塑剂、分散剂、表面活性剂（具有分散和润滑功能）等等，为了满足成型需要，通常采用多种有机材料的组合。选择粘合剂时，应考虑以下因素： Famous Encyclopedia String

l）粘结剂能被粉末润湿是一个必要条件。当粉末的临界表面张力（yoc）或表面自由能（YOS）粘合剂的比表面张力（yoc）大的时候可以很好的湿润。

2）好的粘结剂容易被粉末充分润湿，粘结力强。当粘结剂被粉末润湿时，分子间作用力发生重力相互作用，粘结剂和粉末之间发生红色粘结（一次结合）同时，在粘合剂分子中，由于取向，、诱导、分散效应产生凝聚力（二次结合）水虽然能充分润湿杨木，但挥发性大，分子量小，抱合力小，不是很好的粘结剂。根据各种有机物质的凝聚顺序，就基础而言，可排列如下： Famous Encyclopedia String

一CONH一＞－CONH2 gt1COOH gt1OH－NO2＞－COOC2H5 gt一COOCH5 gt－赵 gt=CO gt－CH3 gt=CH2 gt－CH2

3）粘合剂的分子量应该适中。为了充分润湿，希望分子量小但内聚力弱。随着分子量的增加，结合力增加。但分子量过大时，周围内聚力过大，不易润湿，容易使坯体变形。为了有助于分子内链段的移动，此时应适当加入增塑剂，使粘合剂在易湿的同时更柔软，更易成型。

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4）为了保证产品质量，还必须防止粘合剂的产生、原料和制备程序中混入杂质，造成产品中有害的缺陷。 https://www.qwbaike.cn

在原料的制备中，使用粉碎、机械方法，如混合和粘合剂、分散剂被匹配以实现分散，并且尽可能不包含聚集的颗粒。粘合剂受种类及其分子量颗粒表面性质和溶剂溶解性等影响，并吸附在原料颗粒表面，通过立体稳定效应起到防止粉体原料团聚的作用。在成型过程中，结合剂赋予原材料塑性，具有保水作用，提高成型体的强度和施工和易性。一般来说，粘结剂在脱脂过程中要通过加热来分解挥发，因为它阻碍了陶瓷的烧结。因此，必须选择易于分散和去除的有机材料，不含有害的无机盐和金属离子，这样才能保证产品质量。 Famous Encyclopedia String

2、陶瓷注射成型用粘结剂

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氮化硅具有高强度、高耐磨性、低密度（轻量化）耐热化、耐腐蚀等优良性能，因此适合制造涡轮给料机叶轮、摇臂式烧嘴、辅助燃烧室及其他汽车陶瓷零件。这些组件需要复杂的形状、高精度尺寸和高可靠性。不允许有内在缺陷（裂纹、气孔、异物等）和表面缺陷。

满足这些质量要求的成形技术之一是陶瓷注射成型（高压）其工艺流程如下：

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在成型过程中，不能产生成型材料的流动性、金属模型温度引起的沟纹成型条件引起的孔洞等缺陷；在脱脂过程中，不会因有机物质的组成和热分解速度而产生脱脂裂纹。有机材料的选择也必须满足这些质量要求。

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一般来说，陶瓷注射成型中使用的有机材料是由粘结剂组成的、助剂、增塑剂，粘合剂可以是聚丙烯（PP）无规则聚丙烯（APP）聚乙烯（PE）乙烯乙酸乙烯酯共聚物（EVA）聚苯乙烯（PS）丙烯酸系树脂等。其中，PE具有优异的成型性；EVA与其他树脂具有良好的相容性和流动性、成形性也好；APP与其他树脂相容性好、以流动性和脱脂为特征；PS流动性好。助剂有蜡石石蜡、微晶石蜡、变性石蜡、天然石蜡、硬脂酸、配合剂等。成型材料的流动性可以通过使用高型流动点测试仪和熔融指数仪来评估。脱脂时粘结剂含量大，脱脂有降低的趋势，助剂中石蜡多，脱脂好。如果有机材料可以 t在特定的温度区域内全部飞走，会影响陶瓷的烧结，所以需要考虑热分解特性来选择。

应该选择用于陶瓷注射成型的有机材料，以优化成型材料的流动性和成型体的脱脂。 Famous Encyclopedia String