功能陶瓷定义和制备工艺
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液压油或水等流体介质中，加压获得所需的形状。 优点：粉料不需要加粘合剂、坯体密度均匀性好、所
成型的制品几乎不受限制，并具有良好的烧结体性 能。 缺点：仅适用于简单形状制品，形状和尺寸控制性差， 而且生产效率低、难于实现自动化批量生产。
a. 加压方式：单向加压受压一端压力大，离加压端越远、 坯体密度越小。双向加压时两端直接受压密度大，中间 密度较小。因此双向加压坯体密度不均匀性要比单向加 压小得多，但双向加压的模具比较复杂。
b. 成型压力：其大小直接影响瓷件的密度和收缩率。一般 成型压力大，烧结后产品收缩小、密度高。但压力超过 一定值时，瓷件密度提高很少。而且当压力过大时，坯 件还易出现裂纹、分层和脱模困难等现象。
要实现功能陶瓷材料的功能，需要从性能 的改进，一般从两方面入手： 1）从材料的组成上直接调节，优化其内在品质； 2）改变工艺条件以改善和提高陶瓷材料的性能。
2020/4/8
功能陶瓷的性能与工艺特征
功能陶瓷的工艺技术和性能检测可用下图表示：
2020/4/8
功能多陶晶瓷体的的陶性瓷能一般与均工是艺通过特高征温烧结法而制成的，也称为烧结陶瓷。由于
甲苯（二甲苯）70%，苯 乙 烯 30% 。 加 入 量 为 8 ～ 16%
室温时在压力下能流动 不易于从坯体中排除
工艺简单、坯体强度高 价格贵
工艺简单，气孔率低 机械强度稍差
工艺简单、气孔率低 生坯强度较低
价廉易得、工艺简单 坯体强度低
工艺简单，生坯有一定强度 价格贵且有毒
Байду номын сангаас
2020/4/8
③干压成型要素
从而可人为控制工艺－显微结构－性能的关系； 5）功能陶瓷材料性能的研究使新的性能不断出现和优化，大大开拓了它
的应用范围； 6）功能陶瓷材料无损评价技术的发展，加强功能陶瓷材料使用上的可靠
性。
2020/4/8
功能陶瓷的定义和分类
功能陶瓷材料的分类： 按功能和主要用途分类（见书中图5-1）： 1）电功能陶瓷：绝缘陶瓷、介电陶瓷、铁电陶瓷、压
为此，传统的通过机械粉碎和分级的固相已不能完全满足要求，功 能陶瓷的超微细粉的常用制备方法见书表5.3。
2020/4/8
2.陶瓷的成型制备技术
成型: 将预浸料根据产品的要求，铺置成一定的形状， 一般就是产品的形状。
重要性：成型是获得高性能材料的关键。坯体在成型中 形成的缺陷会在固化或烧成后极显著地表现出来。一般 坯体的成型密度越高则烧成中的收缩越小，制品的尺寸 精度越容易控制。高坯体密度、低缺陷的近尺寸成型 （烧成前后坯体尺寸变化很小）是当前成型工艺的发展 方向。
c. 压模下落速度：宜缓慢些，加压速度过快会导致坯体分 层、坯体内夹杂气泡、表面致密而中间松散等缺陷。批 量生产时加压应均匀一致，否则会引起瓷件薄厚不均匀 造成废品。
2020/4/8
（2） 等静压成型(Isostatic Pressing)
湿袋式等静压（Wet-bag isostatic pressing ，也叫湿法 等静压)： 将粉料装入橡胶等可变形的容器中，密封后放入
2020/4/8
功能陶瓷的粉体成型方法
2020/4/8
成型方法简介
（1）干压成型（Dry pressing） ①干压成型（模压成型）特点 方式：将粉料填充到模具内部后，通过单向或双向加
压，将粉料压成所需形状。 优点：操作简便，生产效率高，易于自动化，是常用
的方法之一。 缺点：粉料容易团聚，坯体厚度大时内部密度不均匀，
制品形状可控精度差，且对模具质量要求高、复杂 形状的部件模具设计较困难。
2020/4/8
②干压成型所用粘合剂
种类
配方或用量
特点
石蜡 酚醛漆（高频清漆） 聚乙烯醇（PVA）水溶液 水、油酸、煤油粘合剂 亚硫酸纸浆废液 苯胶
7～12%，常用量8%
8～15%
3～5%
粉 料 100kg 、 煤 油 1000ml 、 油 酸 1500ml 、水7kg 水90%、亚硫酸纸浆废液 10%。加入量为8～10%
与传统陶瓷相比，具有以下差异： 1）在原料上，主要是利用化工、电子级原料，甚至是高纯物，而不是天
然产物； 2）在制备工艺上，采用新的工艺技术，如：成型上有等静压、离心注浆、
流延等，烧结上有热压、气氛、微波、快速烧结等； 3）陶瓷科学理论上，已发展成在一定程度上可根据实际要求进行特定的
材料设计； 4）通过对陶瓷显微结构的分析，精确地了解陶瓷材料的结构及其组成，
组成陶瓷的物质不同，种类繁多，制造工艺因而多种多样，一般工艺可按 下列流程图进行，这也是功能陶瓷的制造工艺。
2020/4/8
功能陶瓷的性能与工艺特征
在功能陶瓷制备过程中还应具备下列技术要素： (1)原材料：高纯超细、粒度分布均匀； (2)化学组成：可以精确调整和控制； (3)精密加工：精密可靠，而且尺寸和形状可根据
电陶瓷、半导体陶瓷、高温超导陶瓷、快离子导体 陶瓷； 2）磁功能陶瓷：软磁铁氧体、硬磁铁氧体、记忆用铁 氧体； 3）光功能陶瓷：透明Al2O3陶瓷、透明MgO陶瓷、透 明Y2O3-ThO2陶瓷、透明铁电陶瓷； 4）生物及化学功能陶瓷：湿敏陶瓷、气敏陶瓷、催化 用陶瓷、生物陶瓷。
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功能陶瓷的性能与工艺特征
功能陶瓷定义和制备 工艺
2020/4/8
7.1 功能陶瓷概论
功能陶瓷的定义和分类 功能陶瓷是指那些利用电、磁、声、光、
热、力等直接效应及其耦合效应所提供的一 种或多种性质来实现某种使用功能的先进陶 瓷。 特点：
品种多、产量大、价格低应用广、功能全、 技术高、更新快。
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功能陶瓷的定义和分类
需要进行设计 (4)烧结：可根据需要进行温度、湿度、气氛和压
力控制。
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功能陶瓷的性能与工艺特征
1.超微细粉的制备 高性能陶瓷与普通陶瓷不同，通常以化学计量进行配料，要求高纯超
细（<1μm），其具体要求： （1）粉末组成和化学计量比可以精确地调节和控制，粉料成分有良好
地均一性； （2）粒子地形状和粒度要均匀，并可控制在适当水平； （3）粉料具有较高的活性，表面洁净，不受污染； （4）能制成掺杂效果、成形和烧结性能都较好的粉料； （5）使用范围较广、产量大、成本低； （6）操作简便、条件适宜、能耗小、原来来源充分方便。
成型的制品几乎不受限制，并具有良好的烧结体性 能。 缺点：仅适用于简单形状制品，形状和尺寸控制性差， 而且生产效率低、难于实现自动化批量生产。
a. 加压方式：单向加压受压一端压力大，离加压端越远、 坯体密度越小。双向加压时两端直接受压密度大，中间 密度较小。因此双向加压坯体密度不均匀性要比单向加 压小得多，但双向加压的模具比较复杂。
b. 成型压力：其大小直接影响瓷件的密度和收缩率。一般 成型压力大，烧结后产品收缩小、密度高。但压力超过 一定值时，瓷件密度提高很少。而且当压力过大时，坯 件还易出现裂纹、分层和脱模困难等现象。
要实现功能陶瓷材料的功能，需要从性能 的改进，一般从两方面入手： 1）从材料的组成上直接调节，优化其内在品质； 2）改变工艺条件以改善和提高陶瓷材料的性能。
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功能陶瓷的性能与工艺特征
功能陶瓷的工艺技术和性能检测可用下图表示：
2020/4/8
功能多陶晶瓷体的的陶性瓷能一般与均工是艺通过特高征温烧结法而制成的，也称为烧结陶瓷。由于
甲苯（二甲苯）70%，苯 乙 烯 30% 。 加 入 量 为 8 ～ 16%
室温时在压力下能流动 不易于从坯体中排除
工艺简单、坯体强度高 价格贵
工艺简单，气孔率低 机械强度稍差
工艺简单、气孔率低 生坯强度较低
价廉易得、工艺简单 坯体强度低
工艺简单，生坯有一定强度 价格贵且有毒
Байду номын сангаас
2020/4/8
③干压成型要素
从而可人为控制工艺－显微结构－性能的关系； 5）功能陶瓷材料性能的研究使新的性能不断出现和优化，大大开拓了它
的应用范围； 6）功能陶瓷材料无损评价技术的发展，加强功能陶瓷材料使用上的可靠
性。
2020/4/8
功能陶瓷的定义和分类
功能陶瓷材料的分类： 按功能和主要用途分类（见书中图5-1）： 1）电功能陶瓷：绝缘陶瓷、介电陶瓷、铁电陶瓷、压
为此，传统的通过机械粉碎和分级的固相已不能完全满足要求，功 能陶瓷的超微细粉的常用制备方法见书表5.3。
2020/4/8
2.陶瓷的成型制备技术
成型: 将预浸料根据产品的要求，铺置成一定的形状， 一般就是产品的形状。
重要性：成型是获得高性能材料的关键。坯体在成型中 形成的缺陷会在固化或烧成后极显著地表现出来。一般 坯体的成型密度越高则烧成中的收缩越小，制品的尺寸 精度越容易控制。高坯体密度、低缺陷的近尺寸成型 （烧成前后坯体尺寸变化很小）是当前成型工艺的发展 方向。
c. 压模下落速度：宜缓慢些，加压速度过快会导致坯体分 层、坯体内夹杂气泡、表面致密而中间松散等缺陷。批 量生产时加压应均匀一致，否则会引起瓷件薄厚不均匀 造成废品。
2020/4/8
（2） 等静压成型(Isostatic Pressing)
湿袋式等静压（Wet-bag isostatic pressing ，也叫湿法 等静压)： 将粉料装入橡胶等可变形的容器中，密封后放入
2020/4/8
功能陶瓷的粉体成型方法
2020/4/8
成型方法简介
（1）干压成型（Dry pressing） ①干压成型（模压成型）特点 方式：将粉料填充到模具内部后，通过单向或双向加
压，将粉料压成所需形状。 优点：操作简便，生产效率高，易于自动化，是常用
的方法之一。 缺点：粉料容易团聚，坯体厚度大时内部密度不均匀，
制品形状可控精度差，且对模具质量要求高、复杂 形状的部件模具设计较困难。
2020/4/8
②干压成型所用粘合剂
种类
配方或用量
特点
石蜡 酚醛漆（高频清漆） 聚乙烯醇（PVA）水溶液 水、油酸、煤油粘合剂 亚硫酸纸浆废液 苯胶
7～12%，常用量8%
8～15%
3～5%
粉 料 100kg 、 煤 油 1000ml 、 油 酸 1500ml 、水7kg 水90%、亚硫酸纸浆废液 10%。加入量为8～10%
与传统陶瓷相比，具有以下差异： 1）在原料上，主要是利用化工、电子级原料，甚至是高纯物，而不是天
然产物； 2）在制备工艺上，采用新的工艺技术，如：成型上有等静压、离心注浆、
流延等，烧结上有热压、气氛、微波、快速烧结等； 3）陶瓷科学理论上，已发展成在一定程度上可根据实际要求进行特定的
材料设计； 4）通过对陶瓷显微结构的分析，精确地了解陶瓷材料的结构及其组成，
组成陶瓷的物质不同，种类繁多，制造工艺因而多种多样，一般工艺可按 下列流程图进行，这也是功能陶瓷的制造工艺。
2020/4/8
功能陶瓷的性能与工艺特征
在功能陶瓷制备过程中还应具备下列技术要素： (1)原材料：高纯超细、粒度分布均匀； (2)化学组成：可以精确调整和控制； (3)精密加工：精密可靠，而且尺寸和形状可根据
电陶瓷、半导体陶瓷、高温超导陶瓷、快离子导体 陶瓷； 2）磁功能陶瓷：软磁铁氧体、硬磁铁氧体、记忆用铁 氧体； 3）光功能陶瓷：透明Al2O3陶瓷、透明MgO陶瓷、透 明Y2O3-ThO2陶瓷、透明铁电陶瓷； 4）生物及化学功能陶瓷：湿敏陶瓷、气敏陶瓷、催化 用陶瓷、生物陶瓷。
2020/4/8
功能陶瓷的性能与工艺特征
功能陶瓷定义和制备 工艺
2020/4/8
7.1 功能陶瓷概论
功能陶瓷的定义和分类 功能陶瓷是指那些利用电、磁、声、光、
热、力等直接效应及其耦合效应所提供的一 种或多种性质来实现某种使用功能的先进陶 瓷。 特点：
品种多、产量大、价格低应用广、功能全、 技术高、更新快。
2020/4/8
功能陶瓷的定义和分类
需要进行设计 (4)烧结：可根据需要进行温度、湿度、气氛和压
力控制。
2020/4/8
功能陶瓷的性能与工艺特征
1.超微细粉的制备 高性能陶瓷与普通陶瓷不同，通常以化学计量进行配料，要求高纯超
细（<1μm），其具体要求： （1）粉末组成和化学计量比可以精确地调节和控制，粉料成分有良好
地均一性； （2）粒子地形状和粒度要均匀，并可控制在适当水平； （3）粉料具有较高的活性，表面洁净，不受污染； （4）能制成掺杂效果、成形和烧结性能都较好的粉料； （5）使用范围较广、产量大、成本低； （6）操作简便、条件适宜、能耗小、原来来源充分方便。