第三篇-陶瓷材料及其制备工艺.ppt

【陶瓷材料及其制备工艺】 陶瓷，作为一种历史悠久的材料，其定义随着科技的进步而不断扩展。传统上，陶瓷主要指以粘土为主原料，与其他天然矿物如长石、石英等混合，经过粉碎、混炼、成形和烧结等步骤制成的制品，包括日用陶瓷、建筑陶瓷和电瓷等。广义上，陶瓷涵盖了更广泛的无机非金属固体材料，包括氧化物陶瓷、压电陶瓷、金属陶瓷等，这些新型陶瓷不再局限于硅酸盐体系，而是采用了更多化工原料和合成矿物。 陶瓷的分类主要依据其概念和用途，分为普通陶瓷和特种陶瓷。普通陶瓷涵盖日用和建筑卫生陶瓷，而特种陶瓷则包括结构陶瓷和功能陶瓷。结构陶瓷因其高强度、耐磨损、耐热等特性被广泛应用于工业领域，而功能陶瓷则具有电磁、光学、生物化学等多种功能，如电子绝缘件、氧化锆陶瓷光学导管等。 陶瓷在现代社会中的应用无处不在，不仅满足日常生活需求，如餐具和装饰品，还在建筑、电力、电子、化学和农业等领域发挥着重要作用。随着科技发展，特种陶瓷在核能、航空航天、信息技术等高科技领域也有重要应用。 陶瓷的原料种类繁多，主要包括粘土类、石英类、长石类和其他矿物原料。粘土类原料由多种矿物混合组成，如高岭石、蒙脱石和伊利石。石英类原料如水晶和石英砂，含有丰富的二氧化硅。长石类原料作为陶瓷生产中的主要熔剂，有钠长石、钾长石、钙长石和钡长石等。 制备陶瓷的过程始于粉体制备，通过粉碎法（机械粉碎如球磨、冲击式粉碎，以及气流粉碎）和合成法（固相法、液相法和气相法）来得到所需的粉体。这些方法控制了粉体的纯度、粒度和均匀性。之后是配料和成形，通常采用混料、模塑、注浆等方法，然后进行干燥，最后是烧结。烧结是陶瓷形成的关键步骤，通过高温使颗粒间形成固态结合，形成致密的陶瓷体。烧结后可能还需要进行后处理，如研磨、抛光等，以达到最终的性能和外观要求。 在烧结过程中，热压或热等静压等先进技术可以提高陶瓷的密度和性能。通过精确控制烧结条件，如温度、气氛和时间，可以优化陶瓷的微观结构和物理性能。 陶瓷材料及其制备工艺是一门综合了地质学、化学、物理学和工程学的复杂科学，随着科技的发展，其应用领域不断扩大，对材料性能的要求也越来越高。从原料的选择到烧结工艺的优化，每一步都对陶瓷的最终质量和用途产生深远影响。