探索陶瓷材料的学习之路

陶瓷材料是指用天然或合成化合物经过成型和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点，但抗拉强度较低，塑性和韧性很差。

7.2.1 陶瓷的分类

陶瓷按其成分、性能和用途，可分为普通陶瓷和特种陶瓷两种。

普通陶瓷又称传统陶瓷或硅酸盐陶瓷，采用天然原料如长石、黏土和石英等烧结而成，是典型的硅酸盐材料。这类陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟、质硬、耐腐蚀、抗氧化、电绝缘性好，加工成型性好，但强度低，耐高温性较其他陶瓷低。普通陶瓷种类多、产量大，广泛应用于电气、化工、建筑和纺织等行业，如餐具、茶具、地板砖、耐蚀容器、管道、反应塔和瓷套等。

特种陶瓷是采用高纯度人工合成的原料（氧化铝、碳化硅、氮化硅等），利用精密控制工艺成型烧结制成，具有各种特殊的力学、物理或化学性能。特种陶瓷按性能特点和应用可分为高温陶瓷、电容陶瓷、压电陶瓷、磁性陶瓷、金属陶瓷等，工业中应用最多的是高温陶瓷。表7-7列出了常用工程结构陶瓷的种类、特性及用途。

表7-7　常用工程结构陶瓷的种类、特性及用途

7.2.2 陶瓷的成型

陶瓷是以离子键及共价键为主要结合键的无机非金属材料。其显微结构一般由晶体相、玻璃相及气孔组成，并且显微结构中各相的组成、数量、形状及分布不同。

陶瓷的成型工艺过程为：粉料制备→配料→坯料成型→制品的烧结。

1.粉料的制备(https://www.xing528.com)

粉料的制备有机械破碎法和合成法两种。

1）机械破碎法

采用机械方法将粗颗粒破碎以获得细粉的方法，其特点是生产量大，成本低，但破碎过程中易混入杂质，且难以制得亚微米级的颗粒尺寸。

2）合成法

由离子、原子、分子通过反应、成核和长大、收集、后处理而获得微细陶瓷粉的方法。该方法的特点是：微粉纯度、粒度可控，均匀性好，颗粒微细，并且可实现颗粒在分子级水平上的复合、均化。

2.配 料

根据陶瓷材料的成分要求，将粉体原料混合，制成符合成型工艺要求的混合料的过程。

3.坯料成型

坯料成型是将制备好的坯料，用各种不同的方法制成具有一定形状和尺寸的坯体（生坯）的过程。陶瓷制件种类繁多，形状、规格、大小不一，应该正确选择合理的坯体成型方法来满足不同制件的要求。

4.制品的烧结

经过成型的粉末在加热到一定温度后开始收缩，在低于物质熔点温度之下变成致密、坚硬烧结体的过程称为烧结。在烧结过程中，伴随发生坯体内所含溶剂、黏合剂、增塑剂等成分的去除，坯体中气体的减少，颗粒间结合强度提高等现象。常用的烧结方法有低温烧结、热压烧结、气氛烧结。