结构陶瓷和功能陶瓷制备技术

磷酸盐结合氮化硅基多孔陶瓷的制备
利用 ZrO2与 H3PO4在较低温度下
反应生成的 ZrP2O7作为氮化硅
陶瓷的粘结剂，借助于无压烧结 技术在较低的温度烧结。
(a) 所示晶格条纹进行分析，计算其晶面间距并与 PCPDF 卡片进行比对，主要是 α-Si3N4相。 (b) 证明了 Si3N4颗粒表面存在 SiO2-P2O5相，SiO2 促进了反应初始阶段 H3PO4与 Si3N4颗粒之间的结合， 使得 ZrP2O7可以在 250℃反应生成的同时与 Si3N4 颗粒相结合。
电子绝缘件
氧化锆光学陶瓷导管
高温光学功能陶瓷材料MgAI2O4超微细粉体的制备
溶解时黄原胶由有序的双螺旋体结构变为无规线团 黄原胶侧链上的酞基与槐豆胶侧链上的羟基，黄原胶与槐豆胶可以充分绞 合在一起 硝酸铝与硝酸镁溶液均匀地包络于多糖形成的凝胶三维网络格子中
250 mlH2 O 100 mlH2 O
因此可以通过调配 ZrP2O7的含量精确控制材料的孔隙率。
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氮化硅材料还具有相对较低的密度和低的介电常数、介电损耗等优良的介 电性能.
氮化硅基多孔陶瓷的力学和介电性能

根据 Bruggeman 等效介质理论，介电常数和孔隙率的关系可以用下式表示
1 p 0 ε0表示孔隙率为 0 时材料的介电常数，ε表示气孔体积分数为 p 时的介电常数， 提高气孔率可以有效地降低材料的介电常数。
陶瓷的定义
陶瓷材料的定义几经变迁，不断延伸：
传统上： 陶瓷－指 陶器和瓷 器的统称。
发展延伸： 陶瓷－凡是 经原料配制、 坯料成型、 窖炉烧成工 艺制成的产 品。
现代： 陶瓷－所 有无机非 金属材料， 不仅包括 多晶体， 还包括单 晶体。
陶瓷的分类
根据概念和用途不同，可分为两大类：
普通陶瓷：即传统陶瓷(天然硅酸盐矿物)，是指粘土为主要原料与其他天然矿物原料
经过粉碎混炼、成型、烧结等过程而制成的各种制品。
结构陶瓷：主要用于耐磨损、高强度、耐高温、耐冲击、硬质及高刚
特种陶瓷 性等场合。 功能陶瓷：主要包括电磁功能、光电功能、生物功能、核功能及其 他功能陶瓷材料。
不同形状的特种陶瓷结构件
3g黄原胶
→
Mg(NO3)2
2g刺槐
80℃ 分别 溶解
→
→
充 分 混 合
0.05mol Al(NO3)2 0.1mol
加 热 大 力 搅 拌
→
→
冷 却
→
50 ℃ 真 凝 胶 →空 干 燥
80 0 →℃ 煅 烧
尖 晶 →石 粉 末
多糖外凝胶法制备MgA1204粉体的工艺流程图
氮化硅陶瓷材料

高比强、高比模、耐高温、抗氧化和耐磨损以及抗热震等优良的综合性能.
(d) (e)ZrP2O7结合 Si3N4多孔陶瓷的烧结过程中，ZrP2O7
的固相烧结(结晶)起到了主要作用。
采用 ZrP2O7作为结合剂，利用无压烧结技术，可以实现在较低烧结温度下制备具有高孔隙率、
高强度、低介电常数且孔隙率与介电常数可控的、以 α-Si3N4为主相的 Si3N4基多孔陶瓷。所制备 的磷酸盐结合氮化硅基多孔陶瓷材料的孔隙率为 30% ~ 50%。孔隙率随 ZrP2O7含量的增大而减小，
孔材料的抗弯强度σ与孔隙率ρ 的关系可以用式表示


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σ 0为材料孔隙率为 0 时的抗弯强度，β 为材料的结构因子对于多孔材料，材 料的抗弯强度随着孔隙率的增大呈指数递减。
氮化硅基多孔陶瓷的制备技术
主要包括部分烧结法、挥发物 ( 有机物、碳粉 ) 造孔法、注模成型以及Βιβλιοθήκη Baidu应烧结 法自蔓延烧结法等.