6.1陶瓷材料的成形工艺.ppt

陶瓷材料的成形工艺 第一节 概述 一、陶瓷概念 以离子键及共价键为主要结合键的无机非金属材料。 二、陶瓷的类别 根据化学组成、显微结构及性能可将陶瓷分为：普通陶瓷和特种陶瓷。 1.普通陶瓷 以粘土、长石和硅石等天然料为原料，经粉碎、成形、烧结而成，主要用于制造日用品。 2.特种陶瓷 以人工化合物（氧化物、氮化物、碳化物、硼化物及氟化物等）为原料制成的陶瓷，具有特殊的性能，主要用于机械、电子、航空航天、医学工程等。 常用工业陶瓷的种类、性能及用途 续表 第二节 特种陶瓷的成形加工 二、配料 三、坯料成形 1.注浆成形 将陶瓷浆料注入石膏模中形成坯料的工艺。 注浆方法有实心注浆法、空心注浆法。注 浆时可采用压力注浆、离心注浆和真空注浆等 方法。 3.可塑法成形 1)挤压成形 将可塑料用挤压机的螺旋或活塞挤压，通过机嘴成为所要求的各种型坯。 挤压成形适宜生产的产品有： ★各种管状产品：高温炉管、热电偶套管、电容器磁管等 ★柱状产品： 电阻元器件 ★断面规则的产品：圆形、椭圆形、方形、六角形等。 ★长100～200mm、厚0.2~3mm的片状模。 ★100～200孔/cm2的蜂窝状、筛格式穿孔制品。 4.模压成形（干压成形） 在陶瓷粉料中加入粘结剂、造粒，然后置于钢模中，加压制成一定形状的型坯。 四、特种陶瓷的烧结 1.烧结概念  经过成形的粉末在加热到一定温度后开始收缩，在低于物质熔点温度之下变成致密、坚硬烧结体的过程。 在烧结过程中伴随发生坯体内所含溶剂、粘合剂、增塑剂等成分的去除、坯体中气体的减少，颗粒间结合强度提高等现象。2.烧结方法 低温烧结 热压烧结 气氛烧结 * 33 主要用作坩埚、高温加热炉和反应堆的隔 热材料及金属表面的防护涂层等 呈弱酸性或惰性，耐侵蚀，耐高温，导热 系数小，但热膨胀系数较高，抗热震性差 氧化锆 陶瓷 工 程 陶 瓷 主要用于制造熔化坩埚、晶体管散热片、 真空设备、集成电路基片、激光管等，还 用于原子反应堆装置中作阻滞剂 导热性好，热稳定性高，硬度极高，并特 有消散高能辐射的能力 氧化铍 陶瓷 用来制造工作温度高于1500℃的零件，如 火箭尾喷管、热电偶套管、高温电炉零件 等，还可作砂轮、磨料等耐磨材料 具有很高的硬度和高温强度及热传导能 力，较好的热稳定性、耐磨性、耐蚀性和 抗蠕变性 碳化硅 陶瓷 广泛用于制造高速切削刀具、量规、拉丝 模、高温炉零件、空压机泵零件、内燃机 火花塞及真空材料和绝热材料等 具有很高的硬度，能在1600℃左右长期使 用，并具有较高的强度、高温强度和耐磨 性以及良好的绝缘性和化学稳定性 氧化铝 陶瓷 除用作日用陶瓷外，工业上常用作电工绝 缘陶瓷、建筑卫生陶瓷及化工耐酸陶瓷 质地坚硬，不氧化生锈，绝缘性、耐蚀性 及加工成形性好，但其结构疏松，含杂质 较多，强度较低，耐高温性不及现代陶瓷 （只能承受1200℃高温） 普通陶瓷 用 途 特 性 种 类 34 金 属 陶 瓷 主要用作工具材料，如刃具、模具、喷 嘴、密封环等 高的热硬性和高温强度，抗氧化性良好， 与被加工金属材料的粘着倾向小，可提高 加工精度、降低表面粗糙度。但韧性差、 热稳定性较低 氧化铝 基金属 陶瓷 工 程 陶 瓷 六方氮化硼常用作耐高温、耐腐蚀的润滑 剂以及耐热涂料等；立方氮化硼主要用作 磨料，制造精密磨轮、刀具等 六方氮化硼能耐高温，并有自润滑性；立 方氮化硼具有仅次于金刚石的极高硬度 氮化硼 陶瓷 用作各类加工工具、表面耐磨材料等 又称为硬质合金，虽硬度、耐磨性略低于 氧化物基金属陶瓷，但强度和韧性大大提 高 碳化物 基金属 陶瓷 用于制造各种泵的密封环、热电偶套管、 切削刀具、高温轴承等 硬度高、摩擦因数小，耐磨性良好，而且 化学稳定性高，能抵抗各种酸、碱和熔融 金属的侵蚀（除氢氟酸外），绝缘性优异 氮化硅 陶瓷 用 途 特 性 种 类 目录 35 特种陶瓷的成形工艺过程为： 粉料制备－－配料－－坯料成形－－制品的烧结 一.粉料的制备 特种陶瓷粉料的制备方法有机械破碎法和合成法两种。 1.机械破碎法 采用机械方法将粗颗粒破碎以获得细粉的方法，其特点是生产量大，成本低，但破碎过程中易混入杂质，且难以制得亚微米级的颗粒尺寸。 2.合成法 由离子、原子、分子通过反应、成核和长大、收集、后处理而获得微细陶瓷粉