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1、现代特种陶瓷的制作工艺陶瓷是把粘土原料、瘠性原料及熔剂原料经过适当的配比、粉碎、成型并 在高温焙烧情况下经过一系列的物理化学反应后，形成的坚硬物质。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。特种陶瓷的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，
2、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：氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙、氧化铍、氧化锌、氧化钇、氧化钛、氧 化钍、氧化铀等。 氮化物陶瓷：氮化硅、氮化铝、氮化硼、氮化铀等。 碳化物陶瓷：碳化硅、碳化硼、碳化铀等。 硼化物陶瓷：硼化锆、硼化镧等。 硅化物陶瓷：硅化钼等。 氟化物陶瓷：氟化镁、氟化钙、氟化镧等。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。 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
3、，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。人们为了生产、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
4、瓷（即透明陶瓷），磁性瓷，耐酸陶瓷和生物陶瓷等等。随着科学技术的发展，人们可以预期现代陶瓷将会更快地发展，产生更多更新的品种。特种陶瓷的制作工艺1、成形方法与结合剂的选择特种陶瓷成形方法有很多种，生产中应根据制品的形状选择成形方法，而不同的成形方法需 选用的结合剂不同。常见陶瓷成形方法、结合剂种类及用量如下所示：特种陶瓷成形方法、结合剂种类和用量成形方法结合剂举例 COOH 0H N02COOC2H5 COOCH5 CHO=COCH3= CH2CH23）结合剂的分子量大小要适中。要想充分润湿，希望分子量小，但内聚力弱。随着 分子量增大，结合能力增强。但当分子量过大时，围内聚力过大而不易被润湿，
5、且易使坯体 产生变形。为了帮助分子内的链段运动，此时要适当加入增塑剂，在其容易润湿的同时，使 结合剂更加柔软，便于成形。4）为保证产品质量，还需要防止从结合剂、原材料和配制工序混人杂质，使产品产生 有害的缺陷。在原料配制中，用粉碎、混合等机械方法和结合剂、分散剂配合，达到分散，尽可能不含有 凝聚粒子。结合剂受到种类及其分子量，粒子表面的性质和溶剂的溶解性等影响，吸附在原 料粒子表面上，通过立体稳定化效果，起到防止粉末原料凝聚的作用。在成形工序中，结 合剂给原料以可塑性，具有保水功能，提高成形体强度和施工作业性。一般来说，结合剂由 于妨碍陶瓷的烧结，应在脱脂工序通过加热使其分解挥发掉。因此，要选
6、用能够易于飞散除 去以及不含有害无机盐和金属离子的有机材料，才能确保产品质量。2、陶瓷注射成形和成形用结合剂氮化硅由于具有高强度、高耐磨性、低密度（轻量化）、耐热化、耐腐蚀性等优良性能，所 以适用于制造涡轮加料机叶轮、摇臂式烧嘴、辅助燃烧室等汽车用陶瓷部件。这些部件要求 复杂的形状、咼精度尺寸和咼可靠性。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，有陶瓷注射成形法（高压）。其工艺流程如下、 成形工艺中，不能产生由成形材料的流动性、金属模型温度等引起的沟线和由成形条件引起 的穴孔等缺陷；在脱脂工艺中，不使其产生由有机材料组成和热分解速度引起的脱脂裂纹。 有
7、机材料的选定也得满足这些质量要求。一般来说，陶瓷注射成形使用的有机材料由结合剂、助剂、可塑剂构成，结合剂可使用 聚丙烯（PP）、无规则聚丙烯（APP）、聚乙烯（PE）、乙烯一醋酸乙烯共聚体（EVA）、 聚苯乙烯（PS）、丙烯酸系树脂等。其中PE具有优异的成形性；EVA与其他树脂的相溶 性好，流动性、成形性也好；APP具有与其他树脂相溶性好、富于流动性和脱脂性的特征； 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 形材料的流动性可以使用高式流动点测定器和熔化分度器进行评价。当脱脂具有结合剂的含 量多时，则脱脂性有降低的倾向，助剂的石蜡多者，脱脂性好。如果有机材
8、料在特定的温 度区域不能全部飞散掉，就会影响陶瓷的烧结，因此，需要考虑热分解特性，加以选择。 陶瓷注射成形使用的有机材料应选择使得成形材料的流动性和成形体的脱脂性两个特性达 到最佳化。3、陶瓷挤压成形和成形用结合剂堇青石由于具有耐热性、耐腐蚀性、多孔质性、低热膨胀性等优良材料特性，所以广泛用作 汽车尾气净化催化剂用载体。堇青石蜂窝状物利用原料粒子的取向，产生出蜂窝状结构体的 低热膨胀，可用挤压成形法来制造。根据堇青石分子组成（2MgO2AI2O35SiO2），原料 可选用滑石、高岭土和氧化铝。成形用坯土从口盖里面的供给孔进入口盖内，经过细分后， 向薄壁扩展，再结合，由此求得延伸性和结合性好的质
9、量。另外，作为挤压成形后的蜂窝状 体，为了保持形状，坯土的屈服值高者好，也就是说，选择结合剂应使坯土的流动性和自守 性两个性能达到最佳化。原料粉末、结合剂、助剂（润滑剂、界面活性剂等）及水经机械混 练后，用螺杆挤压机连续式挤压或用油压柱塞式挤压机挤压成形。一般来说，挤压成形使用 的结合剂只要用低浓度水溶液，便可显示出高粘性的结合性能。常用的有甲基纤维素（MC）、 羧甲基纤维素（CMC）、聚氧乙烯（PEO）、聚乙烯醇（PVA）、羟乙基纤维素（HEC） 等。MC能很好溶于水中，当加热时很快胶化。CMC能很好溶于水中，分散性、稳定性也 高。PVA广泛地用于各种成形。润滑剂可减少粉体间的磨擦，界面活性剂可提高原料粉末 与水的润湿性。缺乏可塑性，具有膨胀特性的坯土使挤压不够光滑，表面缺陷增加。因此， 对结合剂的性能应有评价指标。评价还土的可塑性方法，有施加扭曲、压缩、拉伸等应力， 求出应力与变形之间的关系，用毛细管流变计的方法、粘弹性的方法等。用这种方法可以评价坯土的自守性和流动性。在用粘弹性的方法评价时，可得出结合剂配合量增加到一定程度 时，自守性和流动性均会增加的结果。也就是说，结合剂配合量的增加有助于原料的可塑性 增加。有机材料是特种陶瓷的主要结合剂，合理选用这些有机材料是保证产品质量的关键。在 生产中，应根据粉料的特性、制品的形状、成形方法综合进行选择。特种陶瓷例图
