对于先进陶瓷材料而言,其与常见的日用陶瓷相比,其中最大的不一样便是采用更为精细的人工提纯及配比的陶瓷粉体,因此粉体的品质对先进陶瓷的高性能是直接挂钩的,好的原料粉体是一块好陶瓷的基本。
添加剂
用途
种类及举例
分散剂
防止粉体团聚,使各组分在介质中均匀分散
无机分散剂:如硅酸钠、六偏磷酸钠等;
有机分散剂:如硬脂酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚等;
高分子分散剂:如聚丙烯胺、聚乙烯醇等。
黏合剂
将粉体黏合在一起,形成具备可粘接性、可加工性的生坯
高分子粘结剂:烧结时分解逸出(排胶),如淀粉、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素等。
增塑剂
通过降低分子间力或润滑的方式提高生坯可塑性
有机增塑剂:如邻苯二甲酸二丁酯、甘油等;
高分子增塑剂:聚乙烯基长链烷基醚、有机硅高分子等。
絮凝剂
促进浆料系统的脱稳和聚集
无机絮凝剂:硫酸铝、三氯化铁等;
高分子絮凝剂:聚丙烯酸铵、聚氧化乙烯等。
矿化剂
降低陶瓷烧结温度、改善陶瓷性能
助熔矿化剂:氧化钙、氧化镁、氧化钇等;
增韧矿化剂:氧化锆等;
着色矿化剂:氧化铈、氧化铷等
消泡剂
用于陶瓷浆料的消泡
二甲基硅油、三羟基聚醚等。
润滑剂
润湿粉体颗粒表面,降低颗粒之间以及颗粒与模具内壁间的摩擦
硬脂酸钙、硬脂酸聚乙二醇酯、聚己内酰胺等
由原料到制品,先进陶瓷设计到的设备种类有很多,常见的有粉碎研磨设备、粉料输送设备、解聚分散设备、包覆改性设备、干燥设备、粉体造粒设备、混炼设备、陶瓷成型压机(干压机、冷、热等静压机、注射成型、流延成型设备,3D打印涉笔等等)、CNC加工设备,排胶炉,烧结炉,研磨抛光等等。
领域 |
特性 |
应用举例 |
电子 陶瓷 |
高绝缘性 |
集成电路组件,集成电路衬底,散热性绝缘衬底 |
铁电性、介电性 |
图像存储元件,电光偏振光元件,高容量电容器 |
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压电性 |
振子,点火元件,滤波器,压电变压器,超声波元件,电子引燃器,弹性表面波元件,电子钟表 |
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热电性 |
红外检测元件,自计式温度计,探测器,新型武器 |
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电子放射性 |
阴极射线管电子枪热阴极,热电子装置,电子显微镜,电子束焊机,超大规模集成电子束绘画仪 |
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半导性 传感性 |
电子发热体(高温电炉),温度传感器,热敏电阻,压力传感器,稳压元件(非线性电阻),气体传感器(气体泄露报警器) |
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离子导电性 |
氧量传感器(汽车发动机空气/燃料比控制器),钠硫电池(功率平衡用) |
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磁性 陶瓷 |
软磁性,硬磁性 |
电脑存储元件,变压器磁芯,磁带,磁盘,橡胶磁铁,立体声拾音器,磁头,冷库气密磁门 |
光电 陶瓷 |
荧光性 |
荧光体,彩色电视显像管材料 |
偏振光性 |
电光偏振光元件 |
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光电性 |
光电变换元件 |
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光电 陶瓷 |
透光性 |
耐高温耐腐蚀透光性(高压钠灯灯管),窑炉观察窗,原子能反应堆窗口,半导体性透可见光(光变色玻璃) |
光反射性 |
耐高温金属特性 |
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反射红外性 |
透过可见光,反射红外线特性(节能型玻璃) |
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导光性 |
通信用光纤,胃摄像机,光能传输纤维 |
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热学 功能 领域 |
传热性 |
集成电路绝缘(散热)衬底 |
绝热性 |
耐热绝热体,轻质绝热体,不燃壁材,节能型炉 |
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耐高温性 |
耐高温结构材料,高温炉,核聚变反应堆材料,原子能反应堆材料 |
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机械 功能 领域 |
高强度、耐磨性、非膨胀收缩性 |
超高精度全陶瓷车床,机床,测量机械,拉丝模 |
高强度,耐高温性 |
高性能高效汽车发动机,燃气轮机叶片,柴油机,航天飞机表面瓦 |
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高比强度性 |
汽车零件,人造卫星机体,火箭机体,飞机机体 |
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高模量 |
高尔夫球棒,网球拍,撑杆跳高撑杆,钓鱼竿,各种弹簧材料 |
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超硬性 |
研磨材料,切削工具,磨削材料 |
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润滑性 |
轴承材料,高温润滑材料 |
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生物 化学 功能 领域 |
骨亲和性 |
人工骨,人造牙根,人造关节 |
载体性 |
固定酶催载体,催化剂载体,生物化学反应控制装置 |
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耐腐蚀性 |
理化仪器,化工陶瓷,化学装置内衬,原子能有关材料 |
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催化性 |
水煤气反应催化剂,耐热催化剂,化学催化剂 |