功能陶瓷的生產(chǎn)工藝過程

功能陶瓷的生產(chǎn)工藝過程方必軍江蘇工業(yè)學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院新型陶瓷與傳統(tǒng)陶瓷的區(qū)別1、原料及其加工工藝區(qū)別傳統(tǒng)陶瓷新型陶瓷原材料天然礦物原料人工精制合成原料成型可塑、注漿、擠壓干壓、等靜壓、擠壓、軋膜、流延、熱壓鑄燒成溫度在1350℃以下，燃料以煤、油、氣為主結(jié)構(gòu)陶瓷燒結(jié)溫度很高（1600℃），功能陶瓷需精確控制溫度，燃料以電為主加工一般不需加工切割、打孔、研磨、拋光等性能以外觀效果為主側(cè)重力學(xué)性能以內(nèi)在性能為主：耐磨、耐溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度及各種敏感性用途

日用、建筑、衛(wèi)生裝飾和藝術(shù)品宇航、能源、冶金、化工、交通、電子、家電等行業(yè)新型陶瓷展望氣相凝聚法制備超微（納米）粉體用微波加熱代替?zhèn)鹘y(tǒng)燒結(jié)陶瓷脆性的致命弱點(diǎn)將得到改變納米材料的應(yīng)用智能陶瓷的發(fā)展陶瓷的晶界工程設(shè)計研究晶界的作用-晶界組成對材料性能的影響；晶界設(shè)計-設(shè)計晶界，獲得所要求的材料性能；制備符合實(shí)用要求的電子陶瓷產(chǎn)品。1、原料及其加工工藝原料分類天然礦物原料：可塑性原料、脊性原料化工原料化學(xué)試劑分級工業(yè)純（IR）IndustrialReagent98.0%化學(xué)純（CP）ChemicalPurity99.0%分析純（AR）AnalyticalReagent99.5%光譜純（GR）GuarateendReagent99.9%電子級原料專用1、原料及其加工工藝原料的評價與選擇原料的評價化學(xué)成份、結(jié)構(gòu)、顆粒度、形貌原料的選擇保證產(chǎn)品性能的前提下，盡量選擇低純度原料雜質(zhì)對產(chǎn)品性能的影響要具體分析

利：克制影響產(chǎn)品性能的不利因素；降低燒結(jié)溫度、促進(jìn)燒結(jié)（形成固溶體、低共熔物……）

害：雜相、晶格缺陷，影響產(chǎn)品性能

主晶相原料采用化學(xué)純、電子級粉料，摻雜原料采用光譜純粉料1、原料及其加工工藝原料粉碎1粉碎方法用機(jī)械裝置對原料進(jìn)行撞擊、碾壓、磨擦，使原料破碎、圓滑粉碎原理能量轉(zhuǎn)換過程：機(jī)械能表面能、缺陷能粉碎要求效率高：短期內(nèi)達(dá)到預(yù)定的細(xì)度；或者達(dá)到某一細(xì)度所消耗的能量少、時間短避免混入雜質(zhì)：減少粉碎機(jī)械裝置的雜質(zhì)引入1、原料及其加工工藝原料粉碎2球磨工藝原理

影響球磨效率的因素轉(zhuǎn)速、球磨時間磨介填充率（25-35%）、磨介級配料、球、溶劑的配比：1:1:0.6-1筒體直徑、磨球與內(nèi)襯的質(zhì)料、磨球形狀1、原料及其加工工藝原料粉碎3助磨劑作用原理粉碎機(jī)械的粉碎粒度極限破碎后粉粒表面帶有電荷、偶極矩聚合；比表面增大、活性增強(qiáng)、表面吸附力增大聚合助磨劑屏蔽粉粒表面電荷的原理助磨劑：含極性官能團(tuán)的有機(jī)液體例：油酸CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH，羧基具有明顯“”極性，屏蔽負(fù)電荷，烷基朝外削弱粉粒之間的相互作用力助磨劑的作用：分散作用、潤滑作用、劈裂作用1、原料及其加工工藝粉料的活化機(jī)械粉碎增加粉料表面和表面能；增加粉料晶格缺陷能低溫煅燒：含氧酸、含氧酸鹽、堿氧化物影響煅燒產(chǎn)物活性的因素粉料粒度、雜質(zhì)、煅燒溫度、氣氛活性粉料對空氣、水分的吸附煅燒活化機(jī)理

煅燒分解：臨界溫度假晶結(jié)構(gòu)生成微晶1、原料及其加工工藝Pb0.91La0.09(Zr0.65Ti0.35)O3配方計算2、配料計算陶瓷原料原料純度（A）摩爾質(zhì)量（M）摩爾比（x）相對重量（W=xW）百分含量實(shí)際投量PLZTPb3O496%685.600.91/3207.9762.896551La2O394%325.800.09/214.664.43471ZrO298%123.220.65180.0924.222471TiO295%79.900.35127.978.46891原料預(yù)處理粉料的性能高度活性、合合成主晶相的的微晶原料煅燒改變礦物結(jié)構(gòu)構(gòu)、促進(jìn)晶型型轉(zhuǎn)變、改善善工藝性能熔塊合成合成主晶相：：減少燒結(jié)過程程因?yàn)樵戏捶磻?yīng)而造成的的膨脹、收縮縮、氣孔完成多晶轉(zhuǎn)變變：減少燒結(jié)過程程因?yàn)榫娃D(zhuǎn)轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的應(yīng)應(yīng)力產(chǎn)品變形、開開裂促進(jìn)原料混合合均勻、反應(yīng)應(yīng)徹底3、粉料制備備粉料制備工藝藝固相反應(yīng)配料、反應(yīng)煅煅燒（預(yù)燒溫溫度：TG-DTA；晶晶相鑒定；粉粉料性能-最最多數(shù)徑、中中位徑、平均均粒徑、標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)偏差、偏度度）溶液法制備金屬鹽溶溶液、溶液反反應(yīng)、固液分分離（沉淀、、沉淀物干燥燥、低溫煅燒燒）溶膠-凝膠法法：溶膠制備、凝凝膠形成、低低溫煅燒氣相法蒸氣冷凝法：：加熱氣化、、急速冷卻氣相反應(yīng)法：：熱分解；化化學(xué)反應(yīng)3、粉料制備備粉料的塑化1塑化原因獲得可塑性塑化途徑增塑劑：無機(jī)塑化劑、、有機(jī)塑化劑劑有機(jī)塑化劑的的組成粘結(jié)劑：聚乙烯醇、聚聚醋酸乙烯酯酯、羧甲基纖纖維素增塑劑：甘油、乙二醇醇；鄰苯二甲甲酸二丁脂、、癸二酸二丁丁脂溶劑：水、有機(jī)醇、、環(huán)己酮3、粉料制備備粉料的塑化2有機(jī)塑化劑的的使用防止還原作用有機(jī)粘合劑高高溫下有可能能產(chǎn)生強(qiáng)還原原性物質(zhì)，對對陶瓷原料產(chǎn)產(chǎn)生還原作用用用量適當(dāng)用量過多：粘粘模具（壓制制成型）；用用量過少：坯坯體開裂、分分層（壓制成成型）塑化劑用量：：總質(zhì)量的3%-10%控制揮發(fā)溫度度3、粉料制備備粉料的造粒1造粒：磨得很細(xì)的粉粉料，干燥、、加一定量的的塑化劑流動性好、較較粗的顆粒造粒的原因細(xì)粉粒相對較大、較較粗、較圓的的粗顆粒增加流動性，，有利于壓制制成型造粒要求粉體密度：愈大愈好，取取決于塑化劑劑的性質(zhì)和用用量、造粒壓壓強(qiáng)、造粒次次數(shù)粉體形狀：球狀，流動性性好、工藝簡簡單粒度配合3、粉料制備備粉料的造粒2造粒工藝手工造粒法加壓造粒法凍結(jié)干燥造粒粒法噴霧干燥造粒粒法實(shí)驗(yàn)室加壓造造粒（手工造造粒）法流程程：粉料加入粘合合劑混合均勻勻過篩在壓力機(jī)上用用圓鋼模具壓壓實(shí)破碎過篩球形顆粒3、粉料制備備4、成型干壓成型壓制成型的坯坯體密度加壓方式的影影響成型壓力的影影響加壓速度、保保壓時間4、成型等靜壓成型4、成型流延法成型1流延法成型漿漿料制備細(xì)磨、煅燒的的熟粉料加入溶劑（抗抗凝聚劑、除除泡劑、燒結(jié)結(jié)促進(jìn)劑）、粘結(jié)劑、增塑塑劑、潤滑劑劑濕法混磨真空除氣穩(wěn)定、流動性良好的的漿料4、成型流延法成型24、成型注漿成型4、成型熱壓鑄成型1熱壓鑄成型的的粉料熟料（煅燒過過的料）含水量小于0.5%熱壓鑄成型的的粘結(jié)劑石蠟：50-55℃熔化化、冷凝后體體積收縮5%-7%添加少量表面面活性劑（硬硬脂酸、油酸酸、蜂蠟………），增加鑄鑄漿的流動性性4、成型熱壓鑄成型2鑄漿的配制鑄漿的配比：：粉料（含0.4-0.8%的油酸酸）87.5-86.5%，石蠟（（含表面活性性劑）12.5-13.5%鑄漿配制工藝藝蠟餅制備：加加熱石蠟至70-90℃℃、使之熔化化，把已加熱熱的粉料倒入入石蠟液中，，邊加熱、邊邊攪拌將蠟餅放入和和蠟機(jī)中：快快速和蠟機(jī)，，100-110℃、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒速度40r/min，熔化蠟餅餅；慢速和蠟蠟機(jī)，60-70℃、攪攪拌速度30r/min，排除氣泡泡4、成型熱壓鑄成型34、成型熱壓鑄成型4鑄漿性能的影影響因素鑄漿的粘度、、流動性粘結(jié)劑含量大大、鑄漿粘度度小、流動性性好，成型性性能好；收縮縮率、氣孔率率增加加入表面活性性劑，提高鑄鑄漿的流動性性鑄漿的可鑄性性粘度小、流動動性好、成型型壓力大，可可鑄性好鑄漿的穩(wěn)定性性粉料粒度大、、粗顆粒多、、密度大，鑄鑄漿穩(wěn)定性差差4、成型熱壓鑄成型5熱壓鑄成型工工藝壓力303.98-506.63kPa鑄漿溫度65-90℃模具溫度0-20℃加壓速度、壓壓力持續(xù)時間間熱壓鑄坯體的的排膠工藝熱壓鑄成型坯坯體埋入疏松松、惰性的吸吸附劑之中，，在高溫下進(jìn)進(jìn)行脫蠟4、成型熱壓鑄成型64、成型燒結(jié)過程體系系中的自由能能變化5、燒成燒結(jié)推動力燒結(jié)推動力：：物系自由能的的降低表面能、界面面能的降低位錯、結(jié)構(gòu)缺缺陷、彈性應(yīng)應(yīng)力的減少或或消失外來雜質(zhì)的排排除高溫下物系自自由能差降低低、傳質(zhì)勢壘壘較小、晶粒粒質(zhì)點(diǎn)平均熱熱動能較大，，P-表面自由由能成為物質(zhì)質(zhì)傳遞的主要要推動力。5、燒結(jié)燒結(jié)模型G.C.Kuczynski等等徑球體模型型球體頸部曲率率半徑、頸部體積積V、頸部表表面積A、顆顆粒半徑r、、接觸頸部半半徑x5、燒結(jié)燒結(jié)傳質(zhì)機(jī)理理5、燒結(jié)傳質(zhì)方式蒸發(fā)-凝聚擴(kuò)散流動溶解-沉淀原因壓力差P空位濃度差C應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)芙舛菴條件P>1-10Par<10m空位濃度C>n0/Nr<5m粘性流動小塑性流動>f可觀的液相量固相在液相中溶解度大固-液潤濕特點(diǎn)凸面蒸發(fā)，凹面凝聚L/L=0空位與結(jié)構(gòu)基元相對擴(kuò)散中心距縮短流動同時引起顆粒重排L/Lt致密化速率最高接觸點(diǎn)溶解到平面上沉積，小顆粒溶解到大顆粒沉積傳質(zhì)同時又是晶粒生長過程公式x/r=Kr-2/3t1/3x/r=Kr-3/5t1/5L/L=Kr-6/5t2/5L/L=3/2/rtd/dt=K(1-)/rx/r=Kr-2/3t1/6L/L=Kr-4/3t1/3工藝控制溫度（蒸氣壓）粒度溫度（擴(kuò)散系數(shù)）粒度粘度粒度粒度溫度（溶解度）粘度液相數(shù)量燒結(jié)工藝升溫階段升溫速率、裝裝爐方式、粉粉料掩埋特殊升溫方式式保溫階段最高燒結(jié)溫度度：0.95TS-1.05TS保溫時間：降溫階段冷卻速度冷卻方式：保保溫緩冷、隨隨爐冷卻、淬淬火急冷5、燒結(jié)熱鍛、熱拉和和熱軋熱鍛無側(cè)向壓力，，坯體橫向自自由變形加上負(fù)荷，坯坯體軸向以10-2-10-4/min速率率減小，至所所需厚度卸壓降溫-Al2O3、含鉍層狀鐵鐵電體、鐵氧氧體熱拉和熱軋?zhí)沾膳黧w具有有極好的高溫溫可塑性；拉拉模、軋輥具具有良好的耐耐熱性、表面面光滑性、機(jī)機(jī)械強(qiáng)度產(chǎn)品添加少量量玻璃或金屬屬作為增塑劑劑6、陶瓷材料料的熱加工急冷和緩冷急冷（淬火））：油冷、風(fēng)冷保留高溫相組組成，避免緩緩冷過程中的的分凝、析晶晶、相變產(chǎn)生表面壓應(yīng)應(yīng)力，提高坯坯體的拉伸強(qiáng)強(qiáng)度獨(dú)石電容器緩冷（退火））促使晶粒長大大、分凝、析析晶、相變微波陶瓷、晶晶界層電容器器消除表面、內(nèi)內(nèi)部應(yīng)力，使使相平衡過程程充分進(jìn)行6、陶瓷材料料的熱加工機(jī)械加工機(jī)床：專用超精度加加工機(jī)床高精度、高生生產(chǎn)率、高可可靠性、高重重復(fù)性刀具金剛石刀具具硬度、剛度度大、壽命命長，加工工穩(wěn)定、精精密金剛石刀口口可以磨成成數(shù)納米，，切削量小小于亞微米米級切削點(diǎn)能保保持較低的的溫度7、陶瓷材材料的冷加加工銀電極漿料料的制備1瓷介電容器器電極漿料料要求漿料中銀含含量大于65%燒滲溫度合合適粘度合適存放時間和和使用壽命命長……銀漿組成銀及其化合合物助熔劑：Bi2O3、PbB4O7；各種熔塊塊粘合劑：懸懸浮能力、、粘結(jié)性、、揮發(fā)性8、陶瓷材材料的表面面金屬化銀電極漿料料的制備2銀粉的制備備抗壞血酸還還原法C6H8O6+2AgNO32Ag+C6H6O6+2HNO3酸性水溶液液，乙二醇醇或丙三醇醇作為分散散劑三乙醇胺還還原法2AgNO3+Na2CO3Ag2CO3+2NaNO36Ag2CO3+N(CH2CH2OH)312Ag+N(CH2COOH)3+6CO2+3H2O氧化銀的制制備碳酸銀分解解法硝酸銀與氫氫氧化鈉反反應(yīng)法8、陶瓷材材料的表面面金屬化被銀工藝瓷體表面的的清潔處理理30-60℃熱皂水水超聲清洗洗，50-80℃清清水沖洗100-140℃烘烘干被銀方法涂布法：手手工、機(jī)械械印刷法絲網(wǎng)印刷機(jī)機(jī)：200目目左右的尼尼龍絲網(wǎng)、、20-30μm滌綸模模片、括板板、真空吸吸片裝置噴銀法：銀銀漿浪費(fèi)嚴(yán)嚴(yán)重，特殊殊情況下使使用8、陶瓷材材料的表面面金屬化燒滲銀工藝藝室溫-400℃粘合劑揮發(fā)發(fā)、分解、、炭化、燃燃燒；銀開開始還原升溫要慢，，加強(qiáng)通風(fēng)風(fēng)400-500℃：：氧化銀還原原，升溫可可以較快500℃-燒滲銀終終了溫度助熔劑熔化化，銀層本本身結(jié)合，，銀與瓷件件表面結(jié)合合最佳燒銀溫溫度：形成成附著力大大、可焊性性好、表面面光滑、致致密、導(dǎo)電電性良好的的銀層降溫冷卻過過程：隨爐冷卻，，防止瓷件件炸裂8、陶瓷材材料的表面面金屬化9、靜夜四四無鄰，，荒居舊舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Wednesday,December7,202210、雨中黃黃葉樹，，燈下白白頭人。。。21:23:1621:23:1621:2312/7/20229:23:16PM11、以我我獨(dú)沈沈久，，愧君君相見見頻。。。12月-2221:23:1621:23Dec-2207-Dec-2212、故人江江海別，，幾度隔隔山川。。。21:23:1621:23:1621:23Wednesday,December7,202213、乍見翻疑夢夢，相悲各問問年。。12月-2212月-2221:23:1621:23:16December7,202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)發(fā)，舊國見青青山。。07十二月月20229:23:16下午21:23:1612月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月229:23下下午午12月月-2221:23December7,202216、行動動出成成果，，工作作出財財富。。。2022/12/721:23:1621:23:1607December202217、做前，能能夠環(huán)視四四周；做時時，你只能能或者最好好沿著以腳腳為起點(diǎn)的的射線向前前。。9:23:16下下午9:23下下午21:23:1612月-229、沒沒有有失失敗敗，，只只有有暫暫時時停停止止成成功功?。?。。12月月-2212月月-22Wednesday,December7,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有結(jié)結(jié)果果，，但但是是不不努努力力卻卻什什么么改改變變也也沒沒有有。。。。21:23:1621:23:1621:2312/7/20229:23:16PM11、成功功就是是日復(fù)復(fù)一日日那一一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小小努力力的積積累。。。12月月-2221:23:1621:23Dec-2207-Dec-2212、世間間成事事，不不求其其絕對對圓滿滿，留留一份份不足足，可可得無無限完完美。。。21:23:1621:23:1621:23Wednesday,December7,202213、不不知知香香積積寺寺，，數(shù)數(shù)里里入入云云峰峰。。。。12月月-2212月月-2221:23:1621:23:16December7,202214、意志堅堅強(qiáng)的人人能把世世界放在在手中像像泥塊一一樣任意意揉捏。。07十十二月20229:23:16下午午21:23:1612月-2215、楚塞三湘湘接，荊門門九派通。。。。十二月229:23下下午12月-2221:23December7,202216、少少年年十十五五二二十十時時，，步步行行奪奪得得胡胡馬馬騎騎。。。。2022/12/721:23:1621:23:1607December202217、空空山山新新雨雨后后，，天天氣氣晚晚來來秋秋。。。。9:23:16下下午午9:23下下午午21:23:1612月月-229、楊楊柳柳散散和和風(fēng)風(fēng)，，青青山山澹澹吾吾慮慮。。。。12月月-2212月月-22