陶瓷材料的发展

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1、陶瓷材料成型技术与发展7摘要陶瓷是人类生活和生产中不可缺少的一种材料。陶瓷产品的应用范围遍及国民经济各个领域。它的发展经历了从简单列复杂、从粗糙到精细、从无油到施釉、从低温到高温的过程。随着生产力的发展和技术水平的提高．各个历史阶段赋予陶瓷的涵义和范围也随之发生变化。对陶瓷材料的性能要求也在逐步提高，传统的成型方法制备的陶瓷已经不能完全满足现代工业的需求，随着学科间广泛的交流，各种新的陶瓷成型工艺不断涌现。本文以制品形状为分类标准，综述了国内外目前研究活跃的多种干法成型、湿法成型方法，并讨论了今后陶瓷成型工艺的发展趋势。关键词：陶瓷,成型,发展

2、陶瓷材料成型技术与发展7目录1绪论12陶瓷成型方法的选择22.1板状、片状陶瓷材料的成型22.2管状、棒状陶瓷材料的成型32.3规则几何旋转体的成型42.4复杂不规则体的成型53陶瓷成型工艺发展83.1均匀性与致密性仍是坯体成型的首要目标83.2不规则形状坯体的成型技术成为今后发展的主流83.3经济性、可靠性决定着成型方法的发展趋势84结论9参考文献10陶瓷材料成型技术与发展71绪论陶瓷材料作为一种古老的材料，种类繁多，既可以用作：日常用具，建筑材料，又可以作为装饰品、艺术品使用。陶瓷材料成型工艺最初是由手工可塑成型发展而来的，这种制备技艺通过

3、工匠师徒间的口传心授而延续。在相当长的一段时问内，陶瓷制品多作为日用品、装饰品，而日用陶瓷材料的强度相对是比较低的，注重的是外形和修饰，所以当时陶瓷材料的成型以人工可塑成型为主。随着工业技术的发展，对陶瓷制品的需求日益增长，种类也由日用品向工业产品过渡，同时对陶瓷制品的均匀性、致密度的要求越来越高。特别是在机械行业、化工行业、电子行业中使用的陶瓷制品，不但要求具有高强度，而且还需要其具有一定的尺寸精度，这就对陶瓷制品的成型提出了更高的要求。工业产品除了对制品的机械性能、尺寸有严格要求外，为了使用的目的，通常需要产品具有一定的几何外形，所以成型方

4、法的选择需要根据产品形状的不同而确定。通常规则旋转体外形的制品多采用可塑成型的方法，片状制品多以模压成型、辊压成型为主，棒状材料多以挤压成型为主等等。随着科学技术的发展和工艺水平的提高，陶瓷成型在注浆成型、可塑成型及模压成型等传统方法的基础上不断改进创新而研发出净尺寸成型(NearNetShaping)[1]、固体自由，成型制造技术(SolidFreeFormingFabrication)[2]、温度诱导絮凝成型(TemperatureInducedFabrication)[3-4]、胶态振动注模成型(ColloidalVibrationCas

5、ting)[5]等新方法，同时借鉴金属材料、高分子材料的成型方法，并且与计算机技术相结合，开发出电泳沉积成型(ElectrophoresisCasting)[6-7]、水解辅助固化成型(H·rolysisAssistedSolidification)[8]、喷墨打印成型(Ink-jetPrintingFabrication)[9]等现代成型工艺，满足制备高致密度、复杂形状、尺寸精准、性能要求严格的均匀陶瓷坯体的要求。陶瓷材料成型技术与发展72陶瓷成型方法的选择陶瓷材料的成型是指将分散体系(粉料、可塑料、浆料等)转变成具有一定几何形状和机械强度的

6、块体。成型的最基本要求是保证坯体具有一定的均匀性和致密性。均匀性是指组分的均匀，坯体中不存在组分的偏析，保证坯体各部分密度的均匀一致；致密性指的是坯体的密度高，能够使粉体颗粒相互靠近成具有较大机械强度的密实体。为了获得均一、密实的坯体，常采用两种方法来实现，一是用模具给出所需要的外形，并尽量保证模腔内的原料颗粒之间尽可能地密堆积，使坯体密实化；二是先不考虑坯体的外形，将粉体密实化成原坯，然后利用工具对密实的原坯机加工，获得具有精确尺寸的坯体。制备工程陶瓷材料时，一般需要其具有特定的几何形状满足工程需要，对尺寸也有着严格的限制，成型时需要根据产品

7、的形状来选择合适的方法。材料的形状主要可分为板状、管状、棒状、规则几何旋转体、复杂不规则体等。一般，成型某种特定形状的材料时往往有几种不同的方法，如辊棒的成型，既可以采用挤出成型的方法也可以采用等静压成型的方法，具体选用哪种方法还必须根据制品的性能要求，如强度、大小等；成型用的原料的状态、性质，如粉体颗粒尺寸、粒径分布、比表面积等来决定。2.1板状、片状陶瓷材料的成型2.1.1模压法模压法是最常见的板、片状陶瓷材料的成型方法，它将加有一定量有机添加剂的粉料注入模具中，通过模具的外形来确定产品的大小。在对模具内的粉料施以外加压力的同时，需克服凝聚

8、力、摩擦力的作用，破坏拱桥现象，提高粉体之间的结合密度，减少气孔率。其中最主要的影响因素是粉料的粒度及粒度分布；粘结剂、润滑剂和分散剂等有机添加剂的性