先进陶瓷

先进陶瓷

陶瓷是陶器和瓷器的总称，是由金属和非金属形成的无机化合物材料，性能硬而脆，与金属材料和工程塑料相比具有更高的耐高温、耐腐蚀和耐磨性。而现代特种陶瓷更具有高强度、高硬度、耐蚀、导电、绝缘、磁性、透光、半导体以及压电、铁电、光电、声光、超导等性能，这种先进陶瓷材料已成为现代工程材料的三大支柱之一。

陶瓷的分类：

1.普通陶瓷又称传统陶瓷，一般指日用陶瓷、建筑陶瓷、卫生陶瓷、电工陶瓷、化工陶瓷等。普通陶瓷是天然硅酸盐矿物，如粘土、长石、石英、高岭土等为原料烧结而成。

2.先进陶瓷又称特种陶瓷，是采用纯度较高的人工合成原料，如氧化物、氮化物、硅化物、硼化物、氟化物等制成。具有特殊的力学、物理、化学性能。按性能和用途的不同，先进陶瓷可分为工程陶瓷和功能陶瓷两大类。前者主要在高温下使用，又称高温结构陶瓷。后者是利用陶瓷特有的物理性能制造出种类繁多、用途各异的陶瓷材料，如导电陶瓷、半导体陶瓷、压电陶瓷、绝缘陶瓷、磁性陶瓷、光学陶瓷（光导纤维、激光材料等）以及利用某些精密陶瓷对声、光、电、热、磁、力、湿度、射线及各种气氛等信息显示的敏感特性而至得的各种陶瓷传感器材料。

先进陶瓷常见成型工艺：

a、注浆成型在新型陶瓷生产中，对机械强度，几何尺寸，电气性能要求同的新型陶瓷产品，一般不用注浆成型方法于生产一些形状复杂且不规则、外观尺寸要求不严，薄壁及大型厚胎的制品。

注浆成型有空心注浆和实心注浆两种方法，为了提高注浆速度和质量又出现了压力注浆、离心注浆、真浆等方法。

b、热压铸成型是用含蜡料浆加热溶化后具有流动性和塑性，冷却后能在金属模中凝固成一定形状的特点来成型的。热压铸成型其工艺流程如下：配料→予热→除气→热压铸机成型→搅拌→石蜡→洗成蜡饼存放→表面活性物质。此法适用于的矿物原料，氧化物，氧化物等为原料的新型陶瓷的成型，尤其对外形复杂，精密度高的中品更为适宜，不适宜于薄壁，大而长的制备生产。

c、干压成型将经过造粒，流动性好，颗粒级配合适的粉料，在模具中通过压机的压制而成型的方法称为干压成型地用于园形，薄片状的和种功能陶瓷和电子元件的生产，尤其适于压制厚度0.3～0.6%，直径为5-50%的简单品，不适用于形状复杂的制品的成型。

d、等静压成型等静压成型是利用液体介质的不可压缩性和压力均匀传递性能的一种成型方法，它又可分为冷等静压成湿式干式二种），热等静压成型二种方法；

热压铸成型和等静压成型法是XYCarbide主要采用的先进陶瓷成型工艺。

xycarbide主要加工氧化锆/氧化铝/氮化硅陶瓷，它们的结构及性能分别为：

氧化锆：

以ZrO2为主晶相的陶瓷材料。ZrO2熔点2677℃，具有单斜、四方和立方三种晶形，其相变温度分别为1100℃及2370℃。四方晶系向单斜晶系转变时伴随有明显的体积膨胀，因此烧成后，在冷却过程中，会产生微裂纹，一般均需使用CaO、MgO、Y2O3等作稳定剂制成稳定ZrO2或部分稳定氧化锆。

氧化锆陶瓷具有高韧性、耐磨性好、抗弯强度高及优异的隔热等性能，甚至其膨胀系数接近于金属。

氧化铝：

主晶相为Na-β-Al2O3的陶瓷，化学式为Na2O·(6－11)Al2O3，属六方晶系层状结构，由致密的尖晶石型铝氧层和较松散的钠氧层交叠堆积而成。具有离子导电性，可用作钠硫电池隔膜等。

氧化铝陶瓷机械强度好，表面光滑，耐磨性好。

氮化硅：

具有以Si3N4的主晶相的陶瓷材料。Si3N4属共价键化合物，熔点1900℃（升华分解），有αβ二种晶型，均属六方晶系，一般用反应烧结，常压或热压烧结，气压烧结或热等静压烧结工艺制成，主要用于陶瓷轴承、密封元件及高温结构部体等。

氮化硅陶瓷密度小，抗腐蚀性能强，高温时抗氧性能佳。

XYCarbide自主研发生产的先进陶瓷的分类及应用