特種陶瓷材料制備進(jìn)展

1、特種陶瓷材料制備進(jìn)展陶瓷材料制備過(guò)程原料粉體-混合-成形-燒成先成型后燒成；燒成的陶瓷硬而脆難以加工陶瓷基復(fù)合材料的制備成型工藝干壓：板、柱注漿：復(fù)雜、薄壁擠出：截面一定長(zhǎng)柱熱壓注：小、復(fù)雜流延：薄片干壓成型工藝將陶瓷原料粉體放入金屬模具中，加壓、脫模后，獲得陶瓷成形體。主要用于成型板、柱狀部件注漿成型工藝將陶瓷原料粉體加水制成漿料，注入多孔模具中，通過(guò)毛細(xì)管力等，使?jié){料失去部分水分，脫模、干燥后，獲得陶瓷成形體。主要用于成型復(fù)雜形狀、薄壁部件擠出成型工藝在陶瓷原料粉體中加入少量水及粘結(jié)劑等，制備具有一定可塑性的泥料，加壓將泥料通過(guò)具有一定形狀的出口擠出，干燥后，獲得具有一定截面形狀的柱狀、管

2、狀陶瓷成形體。熱壓注成型工藝將陶瓷原料粉體與石蠟等熱塑性物質(zhì)混煉成熱流體，在高壓下注入到低溫的金屬模具中固化，脫模后獲得陶瓷成形體。主要用于復(fù)雜形狀、小尺寸部件流延成型工藝將陶瓷原料粉體制成有機(jī)或水基漿料，流在傳送帶上，并用刮刀控制漿料厚度，經(jīng)適當(dāng)干燥后，獲得柔性陶瓷帶，再經(jīng)沖壓獲得陶瓷片材。主要用于薄片成型問(wèn)題近凈尺寸成型均勻性膠體成形將粉體制備成高固體含量、高流動(dòng)性的陶瓷漿料注入模具，改變條件，因某種原因漿料失去流動(dòng)性而固化成型與傳統(tǒng)成型方法的主要區(qū)別是沒(méi)有外力，因此，均勻性高新型膠體成型方法注凝成型（凝膠注模成型 gel casting）加入有機(jī)單體丙烯酰胺和交聯(lián)劑亞甲基丙烯酰胺制備分散

3、良好的陶瓷漿料，然后加入過(guò)硫酸銨（引發(fā)劑）和四甲基乙二胺（催化劑），將混合均勻的漿料注入模具中，之后有機(jī)單體聚合、交聯(lián)導(dǎo)致凝膠化，漿料失去流動(dòng)性固化多糖類高分子凝膠。高溫水溶性，低溫凝膠或固化劑凝膠：瓊脂糖、明膠、海藻酸鈉、殼聚糖等。直接凝固注模成型采用生物酶技術(shù)使注入模型的陶瓷漿料的pH值發(fā)生變化，導(dǎo)致分散狀態(tài)的漿料變成凝聚狀態(tài)。尿素酶催化尿素水解：pH49酰胺酶催化酰胺水解：pH37酯酶催化脂水解：pH105葡萄糖氧化酶催化葡萄糖氧化：pH10-4有機(jī)前驅(qū)體裂解陶瓷有機(jī)硅即有機(jī)硅化合物，是指含有Si-O鍵、且至少有一個(gè)有機(jī)基是直接與硅原子相連的化合物，習(xí)慣上也常把那些通過(guò)氧、硫、氮等使有機(jī)

4、基與硅原子相連接的化合物也當(dāng)作有機(jī)硅化合物?；瘜W(xué)組成：Si、C、O、N、H等如果沒(méi)有H，與高溫陶瓷SiO2、SiC、Si3N4相一致有機(jī)前軀體裂解陶瓷(Polymer-Derived Ceramics PDCs)60年代采用有機(jī)硅為原料，通過(guò)高溫裂解無(wú)機(jī)化制備無(wú)機(jī)陶瓷材料有機(jī)前軀體：含Si,C,N,O,H,B,Al等元素?zé)o機(jī)化后：SiC，Si3N4，SiCN，SiCO，SiCNO，SiBCN，SiAlCN，SiBCO晶體、非晶體塊材、涂層、纖維、復(fù)合材料PDCs的特點(diǎn)利用有機(jī)-無(wú)機(jī)轉(zhuǎn)化的活化作用在較低溫度獲得高共價(jià)鍵材料；在有機(jī)分子合成過(guò)程設(shè)計(jì)分子結(jié)構(gòu)，能夠獲得其他方法無(wú)法獲得的材料體系，如S

5、iCO，SiCN等；能夠獲得高均勻性高共價(jià)鍵非晶體，高溫穩(wěn)定性好（SiBCN，2200）；有機(jī)前軀體易紡絲、易液態(tài)成型有機(jī)前軀體的類型有機(jī)前軀體的基本特性固態(tài)、液態(tài)熱塑性（熔融）可溶于有機(jī)溶劑可熱交聯(lián)有機(jī)前軀體的成型resin transfer molding (RTM)Plastic forming technologies (warm pressing, fiber drawing, extrusion, and injection molding, etc.)Polymer infiltration pyrolysis (PIP)coating陶瓷化轉(zhuǎn)變過(guò)程陶瓷化過(guò)程的主要問(wèn)題放出氣體產(chǎn)

6、生較大的體積收縮（20-30%線收縮）裂紋與氣孔只能獲得小尺度（幾百微米）致密體（纖維、涂層、泡沫體）解決途徑多次浸漬-裂解填料惰性（SiC，Si3N4顆粒）活性（金屬，Al2O3等，與裂解氣體或產(chǎn)物反應(yīng)形成碳化物、氮化物等）纖維編織體增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料復(fù)合材料的類型按基體和增強(qiáng)相的聯(lián)通形式劃分0-3型：顆粒狀增強(qiáng)相分散在連續(xù)的基體中1-3型：纖維狀、柱狀增強(qiáng)相單方向定向排列于基體中2-2型：多層復(fù)合材料2-3型：二維纖維編織物疊層浸漬基體3-3型：三維纖維編織物浸漬基體；連通孔多孔體纖維增強(qiáng)陶瓷復(fù)合材料制備連續(xù)纖維編織體陶瓷基體材料導(dǎo)入連續(xù)纖維編織體2D3D2.5D陶瓷基體材料導(dǎo)入化學(xué)氣相浸漬（CVI）CH3S