特种陶瓷材料烧结的主要方法及其原理和特点

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为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划特种陶瓷材料烧结的主要方法及其原理和特点　　1名词解释　　特种陶瓷：采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术加工的，便于进行结构设计，具有优异特性的陶瓷。　　粉体颗粒：指在物质的本质结构不发生改变的情况下，分散或细化而得到的固态基本颗粒。　　团聚体：由一次颗粒通过表面力吸引或化学键键合形成的颗粒，它是很多一次颗粒的集合体。　　胶粒：即胶体颗粒。胶粒尺寸小于100nm，并可在液相中形成稳定胶体而无沉降现象。　　6什么是固相法、气相法、液相法，简述工艺流程　　固相法就是以固态物质为出发原料，通过一定的物理与化学过程来制备陶瓷粉体的方法。　　固相原料——配料——混合——合成——粉碎——粉体　　气相法是直接利用气体或者通过各种手段将物质变成气体，使之在气体状态下发生物理变化或化学反应，最后在冷却过程中凝聚长大形成粉体的方法。　　蒸发-凝聚法：原料——高温气化——急冷——粉体目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　蒸发-凝聚法是将原料加热至高温(用电弧或等离子流等加热)，使之气化，接着在电弧焰和等离子焰与冷却环境造成的较大温度梯度条件下急冷，凝聚成微粒状物料的方法。　　气相化学反应法(CVD)：金属化合物蒸气——化学反应——粉体　　气相化学反应法是挥发性金属化合物的蒸气通过化学反应合成所需物质的方法。　　液相合成法也称湿化学法或溶液法。溶液法从均相的溶液出发，将相关组分的溶液按所需的比例进行充分的混合，再通过各种途径将溶质与溶剂分离，得到所需要组分的前驱体，然后将前驱体经过一定的分解合成处理，获得特种陶瓷粉体，可以细分为脱溶剂法、沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法等。　　溶液制备——溶液混合——脱水——前驱体——分解合成——粉体　　7常用的气相法有哪些，各有何特点　　一种是系统中不发生化学反应的蒸发-凝聚法，另一种是气相化学反应法(CVD)。　　第三章特种陶瓷成型工艺　　1.简述烧结过程目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　烧结前，陶瓷粉料在外部压力作用下，形成一定形状的、具有一定机械强度的多孔坯体。在烧结前期，陶瓷生坯中一般含有百分之几十的气孔，颗粒之间只有点接触。在表面能减少的推动力下，物质通过不同的扩散途径向颗粒间的颈部和气孔部位填充，使颈部渐渐长大，并逐步减少气孔所占的体积，细小的颗粒之间开始逐渐形成晶界，并不断扩大晶界的面积，使坯体变得致密化。在这个相当长的过程中，连通气孔不断缩小；两个颗粒之间的晶界与相邻晶界相遇，形成晶界网络；晶界移动，晶粒逐步长大。其结果是气孔缩小，致密化程度提高，直至气孔相互不再连通，形成孤立的气孔分布于几个晶粒相交的位置。这时坯体的密度达到理论密度的90％以上。接着进入烧结后期阶段，孤立的气孔扩散填充，使致密化继续进行，同时晶粒继续均匀长大，一般气孔随晶界一起移动，直至致密化，得到致密的陶瓷材料。　　2.常用的烧结方法，各有何特点　　1、低温烧结　　这种方法可以降低能耗，使产品价格降低。　　2、热压烧结　　如果加热粉体的同时进行加压，那么烧结主要取决于塑性流动，而不是扩散。对于同一材料而言，压力烧结与常压烧结相比，烧结温度低得多，而且烧结体中气孔率也低。另外，由于在较低的温度下烧结，就抑制了晶粒成长，所得的烧结体致密，且具有较高的强度。　　3、气氛烧结目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　对于空气中很难烧结的制品，为防止其氧化等可采用气氛烧结。　　4、其他烧结方法　　电场烧结，而且使晶体结构甚至原子、电子状态发生变化，从而赋予材料在通常烧结或热压烧结工艺下所达不到的性能。而且可以合成新型的人造矿物。此工艺比较复杂，对模具材料、真空密封技术以及原料的细度和纯度均要求较高。　　(3)活化烧结它具有降低烧结温度，缩短烧结时间、改善烧结效果等优点。　　(4)活化热压烧结是一种高效率的热压技术。　　3.烧结过程易出现的主要问题　　应力集中，裂纹，收缩，塌陷，气孔，结石　　4.试述烧结过程中的物质传递机理　　在高温过程中，由于表面曲率不同，必然在系统的不同部位有不同的蒸气压，于是通过气相有一种传质趋势，这种传质过程仅仅在高温下蒸气压较大的系统内进行，如氧化铅、氧化铍和氧化铁的烧结。物质将从蒸气压高的凸形颗粒表面蒸发，通过气相传递而凝聚到蒸气压低的凹形颈部，从而使颈部逐渐被填充。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　蒸发-凝聚传质的特点是烧结时颈部区域扩大，球的形状改变为椭圆，气孔形状改变，但球与球之间的中心距不变，也就是在这种传质过程中坯体不发生收缩。气孔形状的变化对坯体一些宏观性质有可观的影响，但不影响坯体密度。气相传质过程要求把物质加热到可以产生足够蒸气压的温度。对于几微米的粉末体，要求蒸气压最低为10～1Pa，才能看出传质的效果。而烧结氧化物材料往往达不到这样高的蒸气压，如A1203在1200℃时蒸气压只有10-41Pa，因而一般硅酸盐材料的烧结中这种传质方式并不多见。　　在高温下挥发性小的陶瓷原料，其物质主要通过表面扩散和体积扩散进行传递，烧结是通过扩散来实现的。目前主要的扩散机理：　　(1)直接交换。相邻同种离子交换位置。由于这种扩散的活化能大，一般情况下很难发生。　　(2)空穴迁移。靠近空穴的离子，移动到空穴位置，相当于空穴沿相反方向移动。　　(3)间隙迁移。在间隙位置的离子，通过空的间隙位置进行移动。　　(4)准间隙迁移。间隙离子把正常位置的离子推到其它的间隙位置，占据正常的晶格位置。　　(5)循环移动。离子作为一个集团同时移动，由于引起点阵畸变小，扩散活化能也小。　　在扩散传质中要达到颗粒中心距离缩短必须有物质向气孔迁移，气孔作为空位源，空位进行反向迁移。颗粒点接触处的应力促使扩散传质中物质的定向迁移。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　颗粒不同部位空位浓度不同，颈表面张应力区空位浓度大于晶粒内部，受压应力的颗粒接触中心空位浓度最低。空位浓度差是自颈到颗粒接触点大于颈至颗粒内部。系统内不同部位空位浓度的差异对扩散时空位的漂移方向是十分重要的。扩散首先从空位浓度最大部位(颈表面)向空位浓度最低的部位(颗粒接触点)进行。其次是颈部向颗粒内部扩散。空位扩散即原子或离子的反向扩散。因此，扩散传质时，原子或离子由颗粒接触点向颈部迁移，达到气孔充填的结果。扩散可以沿颗粒表面进行，也可以沿着两颗粒之间的界面进行或在晶粒内部进行，我们分别称为表面扩散、界面扩散和体积扩散。不论扩散途径如何，扩散的终点是颈部。当晶格内结构基元(原子或离子)移至颈部，原来结构基元所占位置成为新的空位，晶格内其它结构基元补充新出现的空位，就这样以“接力”方式物质向内部传递而空位向外部转移。空位在扩散传质中可以在以下三个部位消失：自由表面、内界面(晶界)和位错。随着烧结进行，晶界上的原子(或离子)活动频繁，排列很不规则，因此晶格内空位一旦移动到晶界上，结构基元的排列只需稍加调整空位就易消失。随着颈部填充和颗粒接触点处结构基元的迁移出现了气孔的缩小和颗粒中心距逼近。表现在宏观上则气孔率下降和坯体的收缩。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　液相烧结的基本原理与固相烧结有类似之处，推动力仍然是表面能。不同的是烧结过程与液相量、液相性质、固相在液相中的溶解度、润湿行为有密切关系。因此，液相烧结动力学的研究比固相烧结更为复杂。　　(1)粘性流动　　在液相含量很高时，液相具有牛顿型液体的流动性质，这种粉体的烧结比较容易通过粘性流动而达到平衡。除有液相存在的烧结出现粘性流动外，弗仑克认为，在高温下晶体颗粒也具有流动性质，它与非晶体在高温下的粘性流动机理是相同的。在高温下物质的粘性流动可分为两个阶段：第一阶段，物质在高温下形成粘性流体，相邻颗粒中心互相逼近，增加接触面积，接着发生颗粒间的粘合作用和形成一些封闭气孔；第二阶段，封闭气孔的粘性压紧，即小气孔在玻璃相包围压力作用下，由于粘性流动而密实化。　　而决定烧结致密化速率主要有三个参数：颗粒起始粒径、粘度、表面张力。原料的起始粒度与液相粘度这两项主要参数是相互配合的，它们不是孤立地起作用，而是相互影响的。为了使液相和固相颗粒结合更好，液相粘度不能太高，若太高，可用加入添加剂降低粘度及改善固-液相之间的润湿能力。但粘度也不能太低，以免颗粒直径较大时，重力过大而产生重力流动变形。也就是说，颗粒应限制在某一适当范围内，使表面张力的作用大于重力的作用，所在液相烧结中，必须采用细颗粒原料且原料粒度必须合理分布。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　(2)塑性流动　　在高温下坯体中液相含量降低，而固相含量增加，这时烧结传质不能看成是牛顿型流体，而是属于塑性流动的流体，过程的推动力仍然是表面能。为了尽可能达到致密烧结，应选择尽可能小的颗粒、粘度及较大的表面能。　　在固-液两相系统中，液相量占多数且液相粘度较低时，烧结传质以粘性流动为主，而当固相量占多数或粘度较高时则以塑性流动为主。实际上，烧结时除有不同固相、液相外，还有气孔存在，因此实际情况要复杂得多。塑性流动传质过程中纯固相烧结中同样也存在，可以认为晶体在高温、高压作用下产生流动是由于晶体晶面的滑移，即晶格间产生位错，而这种滑移只有超过某一应力值才开始。　　在烧结时固、液两相之间发生如下传质过程：细小颗粒以及一般颗粒的表面凸起部分溶解进入液相，并通过液相转移到粗颗粒表面而沉淀下来。这种传质过程发生于具有下列条件的物系中：有足量的液相生成；液相能润湿固相；固相在液相中有适当的溶解度。　　而传质过程是以下列方式进行的：首先，随着烧结温度提高，出现足够量液相。固相颗粒分散在液相中，在液相毛细管的作用下，颗粒相对移动，发生重新排列，得到一个更紧密的堆积，结果提高了坯体的密度。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　这一阶段的收缩量与总收缩的比取决于液相的数量。当液相数量大于35%时，这一阶段是完成坯体收缩的主要阶段，其收缩率相当于总收缩率的60%左右。第二，被薄的液膜分开的颗粒之间搭桥，在接触部位有高的局部应力导致塑性变形和蠕变。这样促进颗粒进一步重排。第三，是通过液相的重结晶过程。这一阶段特点是细小颗粒和固体颗粒表面凸起部分的溶解，通过液相转移并在粗颗粒表面上析出。在颗粒生长和形状改变的同时，使坯体进一步致密化。颗粒之间有液相存在时颗粒互相压紧，颗粒间有压力作用下又提高了固体物质在液相中的溶解度。如：Si3N4是高度共价键结合的化合物，共价键程度约占70%，体扩散系数不到10-7cm2/s，因此纯Si3N4很难进行固相烧结，而必须加入添加剂，如MgO，Y2O3，Al2O3等，这样在高温时它们和α-Si3N4颗粒表面的SiO2形成硅酸盐液相，并能润湿和溶解α-Si3N4，在烧结温度下，析出β-Si3N4。　　外加剂对烧结有何影响　　外加剂与烧结主体形成固溶体、成液相、化合物、外加剂阻止多晶转变、外加剂起到扩大烧结范围的作用　　特种陶瓷材料的制备工艺　　10材料1班王俊红，学号：目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　摘要：介绍粉末陶瓷原料的制备技术、特种陶瓷成形工艺、烧结方法。目前，特种陶瓷中的粉末冶金陶瓷工艺已取得了很大进展，但仍有一些急需解决的问题。当前阻碍陶瓷材料进一步发展的关键之一是成形技术尚未完全突破。压力成形不能满足形状复杂性和密度均匀性的要求。多种胶体原位成形工艺，固体无模成形工艺以及气相成形工艺有望促使陶瓷成形工艺获得关键性突破。　　关键词：特种陶瓷；成形；烧结；陶瓷材料　　前言：陶瓷分为普通陶瓷和特种陶瓷两大类，特种陶瓷是以人工化合物为原料制成的陶瓷。它主要用于高温环境、机械、电子、宇航、医学工程等方面，成为近代尖端科学技术的重要组成部分。特种陶瓷作为一种重要的结构材料，具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀等优点，无论在传统工业领域，还是在新兴的高技术领域都有着广泛的应用。因此研究特种陶瓷制备技术至关重要。　　正文：特种陶瓷的生产步骤大致可以分为三步：第一步是陶瓷粉体的制备、第二步是成形，第三步是烧结。　　特种陶瓷制备工艺流程图　　一、陶瓷粉体的制备　　粉料的制备工艺(是机械研磨方法，还是化学方法)、粉料的性质(粒度大小、形态、尺寸分布、相结构)和成形工艺对烧结时微观结构的形成和发展有着巨大的影响，即目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　陶瓷的最终微观组织结构不仅与烧结工艺有关，而且还受粉料性质的影响。由于陶瓷的材料零件制造工艺一体化的特点，使得显微组织结构的优劣不单单影响材料本身的性能，而且还直接影响着制品的性能。陶瓷材料本身具有硬、脆、难变形等特点。因此，陶瓷材料的制备工艺显得更加重要。由于陶瓷材料是采用粉末烧结的方法制造的，而烧结过程主要是沿粉料表面或晶界的固相扩散物质的迁移过程。因此界面和表面的大小起着至关重要的作用。就是说，粉末的粒径是描述粉末品质的最重要的参数。因为粉末粒径越小，表面积越大，单位质量粉末的表面积(比表面积)越大，烧结时进行固相扩散物质迁移的界面就越多，即越容易致密化。制备现代陶瓷材料所用粉末都是亚微米(＜lμm)级超细粉末，且现在已发展到纳米级超细粉。粉末颗粒形状、尺寸分布及相结构对陶瓷的性能也有着显著使组分之间发生固相反应，得到所需的物相。同时，机械球磨混合无法使组分分的影响。粉末制备方法很多，但大体上可以归结为机械研磨法和化学法两个方面。　　传统陶瓷粉料的合成方法是固相反应加机械粉碎(球磨)。其过程一般为：将所需要的组分或它们的先驱物用机械球磨方法进行粉碎并混合。然后在一定的温度下煅烧。由于达不到微观均匀，而且粉末的细度有限，因此人们普遍采用化学法得到各种粉末原料。根据起始组分的形态和反应的不同，化学法可分为以下三种类型：　　1.固相法：　　化合反应法：化合反应一般具有以下的反应结构式：目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　A(s)+B(s)→C(s)+D(g)　　两种或两种以上的固态粉末，经混合后在一定的热力学条件和气氛下反应而成为复合物粉末，有时也伴随一些气体逸出。　　钛酸钡粉末的合成就是典型的固相化合反应。等摩尔比的钡盐BaCO3和二氧化钛混合物粉末在一定条件下发生如下反应：　　BaCO3+TiO2→BaTiO3+CO2↑　　该固相化学反应在空气中加热进行。生成用于PTC制作的钛酸钡盐，放出二氧化碳。但是，该固相化合反应的温度控制必须得当，否则得不到理想的、粉末状钛酸钡。　　热分解反应法：　　用硫酸铝铵在空气中进行热分解，就可以获得性能良好的Al2O3粉末。　　氧化物还原法：　　特种陶瓷SiC、Si3N4的原料粉，在工业上多采用氧化物还原方法制备，或者还原碳化，或者还原氧化。例如SiC粉末的制备，是将SiO2与粉末混合在1460～1600℃的加热条件下，逐步还原碳化。其大致历程如下：　　SiO2+C→SiO+CO↑　　SiO+2C→SiC+CO↑　　SiO+C→Si+CO↑目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　Si+C→SiC　　2.液相法：　　由液相法制备粉末的基本过程为：　　金属盐溶液→盐或氢氧化物→氧化物粉末　　所制得的氧化物粉末的特性取决于沉淀和热分解两个过程。热分解过程中，分解温度固然是个重要因素，然而气氛的影响也很明显。从溶液制备粉末的方法其特点是：易控制组成，能合成复合氧化物粉末；添加微量成分很方便，可获得良好的混合均匀性等。但是，必须严格控制操作条件，才能使生成粉末保持溶液说具有的、在离子水平上的化学均匀性。　　3.气相法：　　由气相生成微粉的方法有如下两种：一种是系统不发生化学反应的蒸发-凝聚法，另一种是气相化学反应法　　蒸发-凝聚法是将原料加热至高温，使之气化，接着在电弧焰和等离子焰与冷却环境造成的较大温度梯度条件下急冷，凝聚成微粒状物料的方法。　　气相化学反应法是挥发性金属化合物的蒸发通过化学反应合成所需要物质的方法。气相化学反应法可分为两类：一类为单一化合物的分解；另一类为两种以上化学物质之间的反应。　　二、特种陶瓷的成型目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　粉末成形是陶瓷材料或制品制备过程中的重要环节。粉料成形技术的目的是为了　　使坯体内部结构均匀、致密，它是提高陶瓷产品可靠性的关键步骤。成形过程就是将分散体系转变为具有一定几何形状和强度的块体，也称素坯。粉末的成形方法很多，如胶态成形工艺、固体无模成形工艺、陶瓷胶态注射成形等。不同形态的物料应用不同的成形方法。究竟选择哪一种成形方法取决于对制品各方面的要求和粉料的自身性质。陶瓷材料的成形除将粉末压成一定形状外，还可以外加压力，使粉末颗粒之间相互作用，并减少孔隙度，使颗粒之间接触点产生残余应力(外加能量的储存)。这种残余应力在烧结过程中，是固相扩散物质迁移致密化的驱动力。没有经过冷成形压实的粉末，即使在很高的温度下烧结，也不会产生致密化的制品。经烧结后即可得到致密无孔的陶瓷，可见成形在陶瓷烧结致密化中的重要作用。坯体成形的方法种类很多，如：　　热压铸成形目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　热压铸成形也是注浆成形的一种，但不同之处在于它是在坯料中混入石蜡，利用石蜡的热流特性，使用金属模具在压力下进行成形，冷凝后获得坯体的方法。热压铸成形的工作原理如下：先将定量石蜡熔化为蜡液再与烘干的陶瓷粉混合，凝固后制成蜡板，再将蜡板置于热压铸机筒内，加热熔化成浆料，通过吸铸口压入模腔，保压、去压、冷却成形，然后脱模取出坯体，热压铸形成的坯体在烧结之前须经排蜡处理。该工艺适合形状复杂、精度要求高的中小型产品的生产，设备简单、操作方便、劳动强度小、生产效率高。在特种陶瓷生产中经常被采用。但该工艺工序比较复杂、耗能大、工期长，对于大而长的薄壁制品，由于其不易充满模具型腔而不太适宜。　　挤压成形　　将粉料、粘结剂、润滑剂等与水均匀混合，然后将塑性物料挤压出刚性模具即可得到管状、柱状、板状以及多孔柱状成形体。其缺点主要是物料强度低容易变形，并可能产生表面凹坑和起泡、开裂以及内部裂纹等缺陷。挤压成形用的物料以粘结剂和水做塑性载体，尤其需用粘土以提高物料相容性，故其广泛应用于传统耐火材料，如炉管以及一些电子材料的成形生产。　　流延成形　　流延成形是将粉料与塑化剂混合得到流动的粘稠浆料，然后将浆料均匀地涂到转动着的基带上，或用刀片均匀地刷到支撑面上，形成浆膜，干燥后得到一层薄膜，薄膜　　厚度一般为～1mm。流延法用于铁电材料的浇注成形。此外，它还被广泛用于多层陶瓷、电子电路基板、压电陶瓷等器件的生产中。　　凝胶注模成形目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　凝胶注模成形是一种胶态成形工艺，它将传统陶瓷工艺和化学理论有机结合起来，将高分子化学单体聚合的方法灵活地引入到陶瓷的成形工艺中，通过将有机聚合物单体及陶瓷粉末颗粒分散在介质中制成低粘度，高固相体积分数的浓悬浮体，并加入引发剂和催化剂，然后将浓悬浮体注入非多孔模具中，通过引发剂和催化剂的作用使有机物聚合物单体交联聚合成三维网状聚合物凝胶，并将陶瓷颗粒原位粘结而固化成坯体。凝胶注模成形作为一种新型的胶态成形方法，可净尺寸成形形状复杂、强度高、微观结构均匀、密度高的坯体，烧结成瓷的部件较干压成形的陶瓷部件有更好的电性能。目前已广泛应用于电子、光学、汽车等领域。　　气相成形　　利用气相反应生成纳米颗粒，如能使颗粒有效而且致密地沉积到模具表面，累积到一定厚度即成为制品，或者先使用其它方法制成一个具有开口气孔的坯体，再通过气相沉积工艺将气孔填充致密，用这种方法可以制造各种复合材料。由于固相颗粒的生成与成形过程同时进行，因此可以避免一般超细粉料中的团聚问题。在成形过程中不存在排除液相的问题，从而避免了湿法工艺带来的种种弊端。　　轧模成形目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　将准备好的坯料伴以一定量的有机粘结剂置于两辊之间进行辊轧，然后将轧好的坯片经冲切工序制成所需的坯件。轧辊成形时坯料只是在厚度和前进方向上受到碾压，宽度方向受力较小。因此，坯料和粘结剂会出现定向排列。干燥烧结时横向收缩大易出现变形和开裂，坯体性能会出现各向异性。另外，对厚度小于的超薄片，轧模成形是难以轧制的，质量也不易控制。　　注浆成形　　根据所需陶瓷的组成进行配料计算，选择适当的方法制备陶瓷粉体进行混合、塑化、造粒等，才能应用于成形。注浆成形适用于制造大型的、形状复杂的、薄壁的陶瓷产品。对料浆性能也有一定的要求，如：流动性好、粘度小，利于料浆充型，　　《特种陶瓷》课程教学大纲　　课程编号：课程名称：特种陶瓷参考学时：30其中实验或上机学时：　　一、说明部分　　1．课程性质　　本课程是无机非金属材料工程专业的专业选修课，主要了解特种陶瓷材料的最新发展动态，掌握新型特种陶瓷材料的结构、工艺与应用情况。使学生掌握多孔陶瓷、结构陶瓷、功能陶瓷及生物陶瓷材料的结构和性能特点，使学生更好地理解陶瓷材料的成分、结构、工艺、性能与应用之间的相互关系。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　2．课程教学的目的及意义　　通过本课程的学习，学生能了解特种陶瓷材料目前的研究范围和进展趋势，掌握特种陶瓷材料的含义、特点及常见特种陶瓷材料的基本知识，熟悉各类特种陶瓷材料的组成、性能和应用。　　3．教学内容及教学要求　　本课程的特点是涉及知识点多和应用领域较广，包括多孔陶瓷、高温结构陶瓷、超高温陶瓷及其复合材料、生物陶瓷、介电陶瓷、铁电压电陶瓷、半导体陶瓷、超导陶瓷等先进陶瓷材料。课堂讲授上，讲清基本概念、基本原理及目前的研究和应用现状及发展趋势。　　4．本课程与其它课程的联系　　本课程的先修课程为大学物理、材料物理与化学、材料科学基础、无机材料科学基础、陶瓷工艺学、材料物理性能等。　　5．教学方法及教学手段　　本课程所涉及的实验课程：实验教学大纲、课程设计及实践教学大纲均单独设课。采用理论和实践相结合的灵活多样的教学方法，贯穿重点、难点突出的原则，抓住“组成-结构-性能-应用”这一主线，使学生对本课程能全面的掌握，采用以“多媒体为主，板书为辅”的复合式的教学手段，并适时配以其他教学手段。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　6．总学时数　　课程总学时数：40　　其中，课堂讲授：40；实验：单独设课；作业：自行设题；课程设计：单独设课；课外教学：单独设课。　　7．教材及主要参考书　　[1]．王零森．特种陶瓷．中南工业大学出版社.1998.　　[2]．张长瑞,郝元恺．陶瓷基复合材料．国防科大出版社.XX.　　[3]．俞耀庭,张兴栋．生物医用材料．天津大学出版社.XX.　　[4]．邓世均．高性能陶瓷涂层．化学工业出版社.XX.　　[5]．刘培生．多孔材料引论．清华大学出版社.XX.　　[6]．崔福斋．冯庆玲．生物材料学．清华大学出版社.XX.　　8．其它　　二、正文部分　　第一章概述　　一、教学要求和内容　　教学要求　　了解特种陶瓷材料的研究范围和进展趋势；理解特种陶瓷材料的组目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　成、性能、制备及应用的相互影响机理；掌握特种陶瓷材料的概念、分类和特点。　　教学内容　　第一节特种陶瓷材料的概念与分类　　知识要点：特种陶瓷材料的概念、特种陶瓷材料的分类。　　第二节特种陶瓷材料设计的原理和方法　　知识要点：特种陶瓷材料的设计原则、规律等。　　第三节特种陶瓷材料的特点　　知识要点：功能陶瓷、结构陶瓷及生物陶瓷的各种特征性能及表征。　　第四节特种陶瓷材料制备用的新方法　　知识要点：溶胶—凝胶方法、复合和杂化。　　第五节特种陶瓷材料的发展现状　　知识要点：新型特种陶瓷材料国外发展现状、国内发展的现状、新型制备方法。　　二、教学重点和难点　　重点：功能陶瓷、结构陶瓷及生物陶瓷的各种特征性能及表征。难点：特种陶瓷材料的设计原则、规律及性能优化等。　　三、教学方法和教学手段　　多媒体为主，板书为辅　　四、本章学时数　　2目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　五、复习、思考题　　自拟　　第二章多孔陶瓷　　一、教学要求和内容　　教学要求　　了解多孔材料的概念及分类、多孔陶瓷的概念、分类和特点；理解过滤与分离、生物材料、环境材料、隔热材料、燃烧器、热交换器、阻火器、催化剂载体、传感器、吸声材料、多孔电极、离子交换、干燥剂；掌握粉末烧结法、浆料固结法、有机泡沫浸浆法、Sol-gel法、凝胶铸造法、铸凝成型法、其它方法、多孔陶瓷膜的制备、孔径与孔径分布。　　教学内容　　第一节多孔材料的概念及分类　　知识要点：多孔材料的概念及分类、多孔陶瓷的概念、分类和特点。　　第二节多孔陶瓷的用途　　知识要点：过滤与分离、生物材料、环境材料、隔热材料、燃烧器、热交换器、阻火器、催化剂载体、传感器、吸声材料、多孔电极、离子交换、干燥剂。　　第三节多孔陶瓷的制备　　知识要点：粉末烧结法、浆料固结法、有机泡沫浸浆法、Sol-gel法、凝胶目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　铸造法、铸凝成型法、其它方法、多孔陶瓷膜的制备。　　第四节多孔陶瓷的性能测量　　知识要点：孔隙、孔径与孔径分布、孔隙形貌、比表面积。　　二、教学重点和难点　　重点：粉末烧结法、浆料固结法、有机泡沫浸浆法、Sol-gel法、凝胶铸造法、铸凝成型法、其它方法、多孔陶瓷膜的制备。　　难点：孔隙、孔径与孔径分布、孔隙形貌、比表面积。　　三、教学方法和教学手段　　多媒体为主，板书为辅　　四、本章学时数　　2　　五、复习、思考题　　自拟　　第三章氧化物陶瓷　　一、教学要求和内容　　教学要求目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　了解氧化铝的晶态与性能、Al2O3粉体的制备、氧化锆的性质及相变、氧化钇稳定的四方多晶氧化锆、氧化钛的性质、TiO2的制备；理解Al2O3陶瓷的主要制备方法、氧化铝陶瓷的性质与应用、Co/Al2O3陶瓷复合材料的研究、氧化锆增韧氧化铝陶瓷、ZrO2的应用、超纯、超细ZrO2粉体的制备；掌握粉体制备的硫酸水解法、熔融法、还原法、氯化法、石英原料的性质、石英的晶型及其转化。　　教学内容　　第一节氧化铝　　知识要点：氧化铝的晶态与性能、Al2O3粉体的制备、Al2O3陶瓷的主要制备方法、氧化铝陶瓷的性质与应用、Co/Al2O3陶瓷复合材料的研究。　　第二节氧化锆　　知识要点：氧化锆的性质及相变、氧化钇稳定的四方多晶氧化锆、氧化锆增韧氧化铝陶瓷、ZrO2的应用、超纯细ZrO2粉体的制备。　　第三节氧化钛　　知识要点：氧化钛的性质、TiO2的制备、硫酸水解法、熔融法、还原法、氯化法。　　第四节氧化硅　　知识要点：石英原料的性质、石英的晶型及其转化、碳纳米管/石英复合材料、碳纳米管、碳纳米管复合材料的热压烧结工艺。　　二、教学重点和难点目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　重点：氧化铝的晶态与性能、Al2O3粉体的制备、Al2O3陶瓷的主要制备方法、氧化锆的性质及相变、氧化钇稳定的四方多晶氧化锆、氧化锆增韧氧化铝陶瓷。　　难点：氧化锆增韧氧化铝陶瓷、Co/Al2O3陶瓷复合材料的研究。　　三、教学方法和教学手段　　多媒体为主，板书为辅　　四、本章学时数　　2　　五、复习、思考题　　自拟　　第四章碳化物陶瓷　　一、教学要求和内容　　教学要求　　了解碳化物的特性、分类及制造方法、金属陶瓷的定义、种类及制备方法、三元层状碳化物、B4C的应用；理解SiC陶瓷的制造工艺、SiC陶瓷的性能和应用，TiC、ZrC、HfC、TaC、NbC陶瓷的晶体结构、基本特性、合成、应用及其发展；掌握SiC的晶体结构、含SiC系统的相平衡、SiC原料的制备，B4C的晶体结构、性质及制备方法。　　教学内容　　第一节概述　　知识要点：碳化物的特性、分类及制造方法。　　第二节SiC陶瓷目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　知识要点：SiC的晶体结构、含SiC系统的相平衡、SiC原料的制备、SiC陶瓷的制造工艺、SiC陶瓷的性能和应用、SiC单晶。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。