先进陶瓷材料制备工艺过程

         先进陶瓷的制备工艺过程主要包括原始粉料的合成、制品成型、烧结、加工 及检验等环节。此外根据陶瓷制品的外形特点；还可将先进陶瓷分为先进陶瓷 固体材料、先进陶瓷复合材料、先进陶瓷多孔材料等。

(1)起始原料现代先进陶瓷材料的起始原料一般是已经过提纯、加工的具 有较高纯度的化学试剂或工业用化学原料。有时也可使用较初级的原料，原料的 提纯在粉体的合成过程中一起进行。一些常用的化学试剂如表1-7所列。

(2)粉体合成
由起始原料经化学反应合成符合要求（化学组分、相组分、 纯度、颗粒度、流动性等）的粉体。粉料合成方法可以是颗粒细化的机械粉碎 法，也可由颗粒在介质中成核生长的方法制备，后者一般是化学法。化学法可根 据化学反应进行的相态不同分为液相法．气相法和固相法等。

(3)粉料的调整
如合成的粉体不符合设计或后续工艺的要求，则需对粉体 进行调整。如粉体细度不够或含较大团聚体，粉体需要研磨。研磨的方法有球 磨、搅拌球磨、砂磨、振动磨等；如含有不希望有的离子杂质，可用洗涤（如水 洗或酸洗）的方法加以改善。 粉料调整还包括为适于成型而进行的有机添加剂的加入、湿度调整、造粒、 泥料（塑性物料）和浆料调制、混练等。用于颗粒法成型（干压、等静压）的粉 体需经造粒以改善其流动性和模具填充性，并使之含有一定湿度（根据颗粒大小 需1%～15%不等）和添加剂含量；塑性物料的调制用于塑性成型方法（挤压、 注射成型），塑性物料中液相饱和度（液相占颗粒间气孔百分数）接近于1，物 料呈塑性；浆料的调制用于浇注成型（注浆、流延成型），浆料的液相饱和度大 于1，具有流动性．喷雾干燥造粒也从浆料开始。

(4) 陶瓷成型
成型是将一个分散体系（粉体、塑性物料和浆料）转变成具有一 定几何形状、体积和强度的块体。如上所说，不同形态的物料适用于不同的成型 方法。颗粒态粉体用于压法或等静压法成型；塑性物料适用于挤压成型或注射成 型（塑性法成型）；浆料则用于浇注法成型。

(5) 成型体烧结前预处理
由于成型体中（不管什么成型方法）均合有一定 量的有机添加剂和溶剂，因此烧结前一般需经处理，即干燥和有机添加剂烧失 处理。 干燥必须在较低温度以较慢速度进行，以免速度过快造成成型体开裂，有机 物烧失处理一般选择在有机物分解或氧化温度以上，但温度不能过高，避免烧失 过快引入缺陷。一般的烧失选择在氧化气氛下，以尽量减少碳的残余。某些情况 下需先在非氧化气氛中分解后在氧化气氛中脱碳，这样可防止直接氧化时气体过 多过快产生。

(6) 陶瓷烧结
烧结是指在一定温度、压力下使成型体发生显微结构变化并使其 体积收缩、密度升高的过程。最常用和最基本的方法是常压（无压）烧结法。使 用压力的烧结为热压或高温等静压（热等静压）法。此外还有新发展起来的各种 快速烧结方法。 烧结是陶瓷材料制造的关键步骤。通过烧结，材料不仅变得致密．而且获得 相当的强度等力学性能和其他各种各样的功能性能。由于烧结是在固相之间或固 相一液相之间进行，烧结时密度、晶粒和气孔尺寸等参数同时变化并相互影响， 所以其过程十分复杂。

(7) 陶瓷加工
先进陶瓷在使用前，必须根据用户要求进行加工后方能使用。如 在机械结构上使用时，必须与金属零部件接合或配合，这就要求先进陶瓷零部件 的各项精度与金属零部件相一致。而先进陶瓷材料经过成型、烧结后虽然具有一 定的形状和尺寸，但由于工艺过程中产生了较大的收缩．使烧结体尺寸偏差在毫 米数量级甚至更大．根本达不到装配的精度要求。因而需要进行精加r；而且在 成型和烧结过程中．由于受各种因素的影响，制品表面不同程度会有黏附、微裂 纹，甚至表面被其他化合物所包裹．所以必须对制品进行表面加工处理。 目前，先进陶瓷材料的加_f -方法主要有：切削加工、磨削加'、光整加工、 特种加工等方法!