功能陶瓷的制备方法性能及应用1.pptx
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1、目录2.陶瓷陶瓷研究的发展历程研究的发展历程1.功能陶瓷的功能陶瓷的定义定义4.功能陶瓷的性能3.功能陶瓷的制备方法5.功能陶瓷的应用1.功能陶瓷的定义功能陶瓷功能陶瓷指具有优异的物理性能、化学性能及生物学性能,如电、光、磁、指具有优异的物理性能、化学性能及生物学性能,如电、光、磁、热、声、化学、生物医学,且各种功能之间可以相互转换的陶瓷热、声、化学、生物医学,且各种功能之间可以相互转换的陶瓷材材料。料。应用主要取决于电绝缘性、半导体性、导电性、压电性、铁电性、应用主要取决于电绝缘性、半导体性、导电性、压电性、铁电性、磁性及生物适应性、化学吸附性等磁性及生物适应性、化学吸附性等2.陶瓷研究的发
2、展历程陶瓷发展的三阶段陶瓷发展的三阶段:(1)(1)远古时的新石器时代,出现陶器,东汉晚期,出现瓷器远古时的新石器时代,出现陶器,东汉晚期,出现瓷器.隋隋唐时代是我国封建社会经济、文化突出发展唐时代是我国封建社会经济、文化突出发展的的 时期。唐三彩时期。唐三彩是一种低温铅釉陶器,因经是一种低温铅釉陶器,因经常使用黄、绿、褐三种色彩得名,一般作为常使用黄、绿、褐三种色彩得名,一般作为陪葬陪葬品,分为器皿、人物、动物,是我国古代陶品,分为器皿、人物、动物,是我国古代陶器工艺的精品器工艺的精品。宋代宋代是中国制瓷业极其辉煌的历史時期,各地新兴窑场不断,涌现出不少驰名中外的瓷窑。是中国制瓷业极其辉煌的
3、历史時期,各地新兴窑场不断,涌现出不少驰名中外的瓷窑。所谓五大名窑所谓五大名窑定、汝、官、哥、钧就是其中的典型代表定、汝、官、哥、钧就是其中的典型代表2.陶瓷研究的发展历程(2)2)近代起,出现先进陶瓷近代起,出现先进陶瓷又称为精细陶瓷、新型陶瓷、特种陶瓷、高技术陶瓷又称为精细陶瓷、新型陶瓷、特种陶瓷、高技术陶瓷。现代陶瓷现代陶瓷2020世纪以来,随着人类对宇宙的探索、原子能工业的兴起和电子工业的迅速发世纪以来,随着人类对宇宙的探索、原子能工业的兴起和电子工业的迅速发展,从性质、品种到质量等方面,对陶瓷材料均提出越来越高的要求。从而,促使陶瓷材料展,从性质、品种到质量等方面,对陶瓷材料均提出越
4、来越高的要求。从而,促使陶瓷材料发展成为一系列具有特殊功能的无机非金属材料发展成为一系列具有特殊功能的无机非金属材料。如氧化物陶瓷、压电陶瓷、金属陶瓷等各如氧化物陶瓷、压电陶瓷、金属陶瓷等各种高温和功能陶瓷。种高温和功能陶瓷。这时这时,陶瓷研究进入第二个阶段,陶瓷研究进入第二个阶段先进陶瓷阶段。先进陶瓷阶段。2.陶瓷研究的发展历程(3)(3)第三阶段第三阶段-纳米陶瓷纳米陶瓷-20-20世纪世纪9090年代年代 纳米陶瓷,是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料,主要包括晶纳米陶瓷,是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料,主要包括晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸等均
5、在纳米量级的尺度粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸等均在纳米量级的尺度上上 纳米陶瓷是当前陶瓷材料研究中一个重要的发展方向,将促使陶瓷材料研究纳米陶瓷是当前陶瓷材料研究中一个重要的发展方向,将促使陶瓷材料研究从工艺到理论、从性能到应用都提高到一个崭新阶段从工艺到理论、从性能到应用都提高到一个崭新阶段3.功能陶瓷的制备方法一一、功能陶瓷制备、功能陶瓷制备的一般工艺及要求的一般工艺及要求 大多数功能陶瓷的大多数功能陶瓷的制备工艺步骤基本相似,一般包括以下步骤:制备工艺步骤基本相似,一般包括以下步骤:配料配料混合混合预烧预烧粉碎粉碎成型成型排塑排塑烧结烧结后处理(极化、后处理(极化、磁
6、化等磁化等)原料配料混合干燥粉碎成型制品后处理烧结.镇压成型等静压成型热压铸成型挤压成型常压烧结热压烧结反应烧结hip切削磨削研磨旋釉金属化接合封接 现代陶瓷制造工艺图 (烧结陶瓷)3.功能陶瓷的制备方法1、配料:、配料:根根据据配配方方(化化学学反反应应的的配配比比)和和生生产产需需要要的的数数量量计计算算出出各各种种原原料料所所需需的的质量。质量。用天平称取各原料。用天平称取各原料。为为使使后后面面的的化化学学反反应应顺顺利利进进行行,原原料料的的颗颗粒粒尽尽量量小小些些(不不要要超超过过2 m,最好为纳米粉),纯度要高。最好为纳米粉),纯度要高。对于配料中用量多的原料,最好先清除其中的有
7、害杂质对于配料中用量多的原料,最好先清除其中的有害杂质3.功能陶瓷的制备方法2、混合:、混合:通通常常使使用用转转动动球球磨磨机机或或振振动动球球磨磨机机进进行行,有有用用干干法法的的,也也有有用用湿湿法法的的,所所用的球大多是玛瑙球。用的球大多是玛瑙球。用球磨法不但可以混合,同时还可以使原料颗粒进一步被粉碎。用球磨法不但可以混合,同时还可以使原料颗粒进一步被粉碎。球球磨磨要要足足够够长长时时间间以以使使各各成成分分原原料料均均匀匀混混合合,最最大大限限度度地地彼彼此此接接触触,以以利于后面的化学反应。利于后面的化学反应。当然,混合也可以采用其它方法,只要达到各原料的均匀混合就行。当然,混合也
8、可以采用其它方法,只要达到各原料的均匀混合就行。3.功能陶瓷的制备方法3、预烧:、预烧:混合好的料进行预烧,混合好的料进行预烧,目的是让各成分间进行化学反应,生目的是让各成分间进行化学反应,生成目标化合物。成目标化合物。不同的化学反应有不同的条件(温度、压力、气氛等不同的化学反应有不同的条件(温度、压力、气氛等)如果无法知道这些条件,必须借助一系列分析手段来确定预如果无法知道这些条件,必须借助一系列分析手段来确定预烧条件,例如可以用差热分析法(烧条件,例如可以用差热分析法(DTA)和热重分析法()和热重分析法(TGA)来判断特定的化学反应是否进行。来判断特定的化学反应是否进行。3.功能陶瓷的制
9、备方法4、粉碎、成型:、粉碎、成型:将将预预烧烧后后的的材材料料粉粉碎碎是是为为了了成成型型。成成型型是是按按使使用用要要求求将将材材料料做做成成某某种种特特定定形形状状的的坯坯体体。成成型型根根据据不不同同要要求求可可以以采采用用模模压压、轧轧膜膜等等方方式式。为便于成型,成型前通常要在粉碎的料中加入某种粘合剂。为便于成型,成型前通常要在粉碎的料中加入某种粘合剂。常常用用粘粘合合剂剂的的配配方方及及重重量量比比为为:聚聚乙乙烯烯醇醇15%,甘甘油油7%,酒酒精精3%,蒸馏水,蒸馏水75%;在;在90下搅拌溶化。下搅拌溶化。对对模模压压、粘粘合合剂剂一一般般是是料料粉粉重重量量的的5%,而而对
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