先進(jìn)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(jié)、加工 及檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)。此外根據(jù)陶瓷制品的外形特點(diǎn);還可將先進(jìn)陶瓷分為先進(jìn)陶瓷 固體材料、先進(jìn)陶瓷復(fù)合材料、先進(jìn)陶瓷多孔材料等。
(1)起始原料現(xiàn)代先進(jìn)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(xué)試劑或工業(yè)用化學(xué)原料。有時(shí)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(jìn)行。一些常用的化學(xué)試劑如表1-7所列。
(2)粉體合成
由起始原料經(jīng)化學(xué)反應(yīng)合成符合要求(化學(xué)組分、相組分、 純度、顆粒度、流動(dòng)性等)的粉體。粉料合成方法可以是顆粒細(xì)化的機(jī)械粉碎 法,也可由顆粒在介質(zhì)中成核生長的方法制備,后者一般是化學(xué)法。化學(xué)法可根 據(jù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)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(diào)整
如合成的粉體不符合設(shè)計(jì)或后續(xù)工藝的要求,則需對粉體 進(jìn)行調(diào)整。如粉體細(xì)度不夠或含較大團(tuán)聚體,粉體需要研磨。研磨的方法有球 磨、攪拌球磨、砂磨、振動(dòng)磨等;如含有不希望有的離子雜質(zhì),可用洗滌(如水 洗或酸洗)的方法加以改善。 粉料調(diào)整還包括為適于成型而進(jìn)行的有機(jī)添加劑的加入、濕度調(diào)整、造粒、 泥料(塑性物料)和漿料調(diào)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(dòng)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(diào)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?jǐn)?shù))接近于1,物 料呈塑性;漿料的調(diào)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(dòng)性.噴霧干燥造粒也從漿料開始。
(4) 陶瓷成型
成型是將一個(gè)分散體系(粉體、塑性物料和漿料)轉(zhuǎn)變成具有一 定幾何形狀、體積和強(qiáng)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(jié)前預(yù)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(jī)添加劑和溶劑,因此燒結(jié)前一般需經(jīng)處理,即干燥和有機(jī)添加劑燒失 處理。 干燥必須在較低溫度以較慢速度進(jìn)行,以免速度過快造成成型體開裂,有機(jī) 物燒失處理一般選擇在有機(jī)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(shí)氣體過 多過快產(chǎn)生。
(6) 陶瓷燒結(jié)
燒結(jié)是指在一定溫度、壓力下使成型體發(fā)生顯微結(jié)構(gòu)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(jié)法。使 用壓力的燒結(jié)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(jié)方法。 燒結(jié)是陶瓷材料制造的關(guān)鍵步驟。通過燒結(jié),材料不僅變得致密.而且獲得 相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度等力學(xué)性能和其他各種各樣的功能性能。由于燒結(jié)是在固相之間或固 相一液相之間進(jìn)行,燒結(jié)時(shí)密度、晶粒和氣孔尺寸等參數(shù)同時(shí)變化并相互影響, 所以其過程十分復(fù)雜。
(7) 陶瓷加工
先進(jìn)陶瓷在使用前,必須根據(jù)用戶要求進(jìn)行加工后方能使用。如 在機(jī)械結(jié)構(gòu)上使用時(shí),必須與金屬零部件接合或配合,這就要求先進(jìn)陶瓷零部件 的各項(xiàng)精度與金屬零部件相一致。而先進(jìn)陶瓷材料經(jīng)過成型、燒結(jié)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(jié)體尺寸偏差在毫 米數(shù)量級甚至更大.根本達(dá)不到裝配的精度要求。因而需要進(jìn)行精加r;而且在 成型和燒結(jié)過程中.由于受各種因素的影響,制品表面不同程度會(huì)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(jìn)行表面加工處理。 目前,先進(jìn)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!
(1)起始原料現(xiàn)代先進(jìn)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(xué)試劑或工業(yè)用化學(xué)原料。有時(shí)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(jìn)行。一些常用的化學(xué)試劑如表1-7所列。
(2)粉體合成
由起始原料經(jīng)化學(xué)反應(yīng)合成符合要求(化學(xué)組分、相組分、 純度、顆粒度、流動(dòng)性等)的粉體。粉料合成方法可以是顆粒細(xì)化的機(jī)械粉碎 法,也可由顆粒在介質(zhì)中成核生長的方法制備,后者一般是化學(xué)法。化學(xué)法可根 據(jù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)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(diào)整
如合成的粉體不符合設(shè)計(jì)或后續(xù)工藝的要求,則需對粉體 進(jìn)行調(diào)整。如粉體細(xì)度不夠或含較大團(tuán)聚體,粉體需要研磨。研磨的方法有球 磨、攪拌球磨、砂磨、振動(dòng)磨等;如含有不希望有的離子雜質(zhì),可用洗滌(如水 洗或酸洗)的方法加以改善。 粉料調(diào)整還包括為適于成型而進(jìn)行的有機(jī)添加劑的加入、濕度調(diào)整、造粒、 泥料(塑性物料)和漿料調(diào)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(dòng)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(diào)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?jǐn)?shù))接近于1,物 料呈塑性;漿料的調(diào)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(dòng)性.噴霧干燥造粒也從漿料開始。
(4) 陶瓷成型
成型是將一個(gè)分散體系(粉體、塑性物料和漿料)轉(zhuǎn)變成具有一 定幾何形狀、體積和強(qiáng)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(jié)前預(yù)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(jī)添加劑和溶劑,因此燒結(jié)前一般需經(jīng)處理,即干燥和有機(jī)添加劑燒失 處理。 干燥必須在較低溫度以較慢速度進(jìn)行,以免速度過快造成成型體開裂,有機(jī) 物燒失處理一般選擇在有機(jī)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(shí)氣體過 多過快產(chǎn)生。
(6) 陶瓷燒結(jié)
燒結(jié)是指在一定溫度、壓力下使成型體發(fā)生顯微結(jié)構(gòu)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(jié)法。使 用壓力的燒結(jié)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(jié)方法。 燒結(jié)是陶瓷材料制造的關(guān)鍵步驟。通過燒結(jié),材料不僅變得致密.而且獲得 相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度等力學(xué)性能和其他各種各樣的功能性能。由于燒結(jié)是在固相之間或固 相一液相之間進(jìn)行,燒結(jié)時(shí)密度、晶粒和氣孔尺寸等參數(shù)同時(shí)變化并相互影響, 所以其過程十分復(fù)雜。
(7) 陶瓷加工
先進(jìn)陶瓷在使用前,必須根據(jù)用戶要求進(jìn)行加工后方能使用。如 在機(jī)械結(jié)構(gòu)上使用時(shí),必須與金屬零部件接合或配合,這就要求先進(jìn)陶瓷零部件 的各項(xiàng)精度與金屬零部件相一致。而先進(jìn)陶瓷材料經(jīng)過成型、燒結(jié)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(jié)體尺寸偏差在毫 米數(shù)量級甚至更大.根本達(dá)不到裝配的精度要求。因而需要進(jìn)行精加r;而且在 成型和燒結(jié)過程中.由于受各種因素的影響,制品表面不同程度會(huì)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(jìn)行表面加工處理。 目前,先進(jìn)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!
地址:http://hzpgys.com/zixun/1116.html
本文“先進(jìn)陶瓷材料制備工藝過程”由科眾陶瓷編輯整理,修訂時(shí)間:2019-03-16 16:49:28
科眾陶瓷是專業(yè)的工業(yè)陶瓷加工生產(chǎn)廠家,可來圖來樣按需定制,陶瓷加工保證質(zhì)量、交期準(zhǔn)時(shí)!
- 上一頁:先進(jìn)陶瓷材料制備工藝特點(diǎn)
- 下一頁:通孔陶瓷圓棒的功能介紹