對于先進陶瓷材料而言,其與常見的日用陶瓷相比,其中最大的不一樣便是采用更為精細的人工提純及配比的陶瓷粉體,因此粉體的品質對先進陶瓷的高性能是直接掛鉤的,好的原料粉體是一塊好陶瓷的基本。
添加劑
用途
種類及舉例
分散劑
防止粉體團聚,使各組分在介質中均勻分散
無機分散劑:如硅酸鈉、六偏磷酸鈉等;
有機分散劑:如硬脂酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚等;
高分子分散劑:如聚丙烯胺、聚乙烯醇等。
黏合劑
將粉體黏合在一起,形成具備可粘接性、可加工性的生坯
高分子粘結劑:燒結時分解逸出(排膠),如淀粉、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纖維素等。
增塑劑
通過降低分子間力或潤滑的方式提高生坯可塑性
有機增塑劑:如鄰苯二甲酸二丁酯、甘油等;
高分子增塑劑:聚乙烯基長鏈烷基醚、有機硅高分子等。
絮凝劑
促進漿料系統的脫穩和聚集
無機絮凝劑:硫酸鋁、三氯化鐵等;
高分子絮凝劑:聚丙烯酸銨、聚氧化乙烯等。
礦化劑
降低陶瓷燒結溫度、改善陶瓷性能
助熔礦化劑:氧化鈣、氧化鎂、氧化釔等;
增韌礦化劑:氧化鋯等;
著色礦化劑:氧化鈰、氧化銣等
消泡劑
用于陶瓷漿料的消泡
二甲基硅油、三羥基聚醚等。
潤滑劑
潤濕粉體顆粒表面,降低顆粒之間以及顆粒與模具內壁間的摩擦
硬脂酸鈣、硬脂酸聚乙二醇酯、聚己內酰胺等
由原料到制品,先進陶瓷設計到的設備種類有很多,常見的有粉碎研磨設備、粉料輸送設備、解聚分散設備、包覆改性設備、干燥設備、粉體造粒設備、混煉設備、陶瓷成型壓機(干壓機、冷、熱等靜壓機、注射成型、流延成型設備,3D打印涉筆等等)、CNC加工設備,排膠爐,燒結爐,研磨拋光等等。
領域 |
特性 |
應用舉例 |
電子 陶瓷 |
高絕緣性 |
集成電路組件,集成電路襯底,散熱性絕緣襯底 |
鐵電性、介電性 |
圖像存儲元件,電光偏振光元件,高容量電容器 |
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壓電性 |
振子,點火元件,濾波器,壓電變壓器,超聲波元件,電子引燃器,彈性表面波元件,電子鐘表 |
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熱電性 |
紅外檢測元件,自計式溫度計,探測器,新型武器 |
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電子放射性 |
陰極射線管電子槍熱陰極,熱電子裝置,電子顯微鏡,電子束焊機,超大規模集成電子束繪畫儀 |
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半導性 傳感性 |
電子發熱體(高溫電爐),溫度傳感器,熱敏電阻,壓力傳感器,穩壓元件(非線性電阻),氣體傳感器(氣體泄露報警器) |
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離子導電性 |
氧量傳感器(汽車發動機空氣/燃料比控制器),鈉硫電池(功率平衡用) |
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磁性 陶瓷 |
軟磁性,硬磁性 |
電腦存儲元件,變壓器磁芯,磁帶,磁盤,橡膠磁鐵,立體聲拾音器,磁頭,冷庫氣密磁門 |
光電 陶瓷 |
熒光性 |
熒光體,彩色電視顯像管材料 |
偏振光性 |
電光偏振光元件 |
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光電性 |
光電變換元件 |
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光電 陶瓷 |
透光性 |
耐高溫耐腐蝕透光性(高壓鈉燈燈管),窯爐觀察窗,原子能反應堆窗口,半導體性透可見光(光變色玻璃) |
光反射性 |
耐高溫金屬特性 |
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反射紅外性 |
透過可見光,反射紅外線特性(節能型玻璃) |
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導光性 |
通信用光纖,胃攝像機,光能傳輸纖維 |
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熱學 功能 領域 |
傳熱性 |
集成電路絕緣(散熱)襯底 |
絕熱性 |
耐熱絕熱體,輕質絕熱體,不燃壁材,節能型爐 |
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耐高溫性 |
耐高溫結構材料,高溫爐,核聚變反應堆材料,原子能反應堆材料 |
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機械 功能 領域 |
高強度、耐磨性、非膨脹收縮性 |
超高精度全陶瓷車床,機床,測量機械,拉絲模 |
高強度,耐高溫性 |
高性能高效汽車發動機,燃氣輪機葉片,柴油機,航天飛機表面瓦 |
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高比強度性 |
汽車零件,人造衛星機體,火箭機體,飛機機體 |
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高模量 |
高爾夫球棒,網球拍,撐桿跳高撐桿,釣魚竿,各種彈簧材料 |
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超硬性 |
研磨材料,切削工具,磨削材料 |
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潤滑性 |
軸承材料,高溫潤滑材料 |
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生物 化學 功能 領域 |
骨親和性 |
人工骨,人造牙根,人造關節 |
載體性 |
固定酶催載體,催化劑載體,生物化學反應控制裝置 |
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耐腐蝕性 |
理化儀器,化工陶瓷,化學裝置內襯,原子能有關材料 |
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催化性 |
水煤氣反應催化劑,耐熱催化劑,化學催化劑 |