第十章陶瓷材料合成與制備(一)

第十章陶瓷材料合成與制備如果說要尋找一種最能體現(xiàn)華夏民族文明史的物質(zhì)載體，那么就非陶瓷莫屬了。chinaChina中國人早在公元前8000-2000年（新石器時代）就發(fā)明了陶器。1.陶瓷材料分類及特點陶瓷的定義：無機非金屬粉末經(jīng)成型后在低于熔點的高溫下燒結(jié)而制成的固體材料。（狹義的，由工藝而來）“傳統(tǒng)陶瓷”主要以天然的硅酸鹽為原料，因此又被稱為“硅酸鹽材料”。由于陶瓷的化學組成是以離子鍵和共價鍵為主要鍵的無機非金屬化合物，故又稱陶瓷為“無機非金屬材料”。1.陶瓷材料分類及特點無機非金屬材料的基本屬性化學健主要是離子鍵、共價健以及它們的混合鍵；硬而脆、韌性低、抗壓不抗拉、對缺陷敏感；熔點高，具有優(yōu)良的耐高溫和化學穩(wěn)定性；一般自由電子數(shù)目少、導熱性和導電性較??；耐化學腐蝕性好；耐磨損。1.陶瓷材料分類及特點陶瓷的特點：優(yōu)點：硬度大，機械強度高，化學穩(wěn)定性好（耐腐蝕），熔點高，絕緣性能好，抗電強度高（>10kv/mm),導電性能可變（半導體、超導體、絕緣體）及成本低。

缺點：脆性大，分散性大。1.陶瓷材料分類及特點隨著新型材料的發(fā)展，陶瓷概念擴展到整個無機非金屬固體材料或無機化合固體材料，除了一般的多晶燒結(jié)體外，還包括單晶、玻璃、薄膜、纖維、粉體等，其制備方法也不再局限于常規(guī)燒結(jié)法，因此是“廣義陶瓷”。1.陶瓷材料分類及特點陶瓷研究的發(fā)展歷程陶器→瓷器（傳統(tǒng)陶瓷）→先進陶瓷→納米陶瓷新石器時代東漢晚期第二次世界大戰(zhàn)后20世紀90年代1.陶瓷材料分類及特點陶瓷是陶器與瓷器的總稱。陶瓷材料的發(fā)展經(jīng)歷了三次重大飛躍。第一次:從陶器發(fā)展到瓷器第二次:從傳統(tǒng)陶瓷發(fā)展到先進陶瓷第三次:從先進陶瓷發(fā)展到納米陶瓷1.陶瓷材料分類及特點一萬年前，我們的祖先就已能制造并使用陶器。1.陶瓷材料分類及特點1.陶瓷材料分類及特點1.陶瓷材料分類及特點燒成溫度低(1000-1200℃)吸水率高（4-12%）;無釉、有釉強度低;能經(jīng)受溫度急變燒成溫度高(1250-1450℃),吸水率在0.5%以下;色白，胎薄有透光性;胎體上有無色透明釉;不能經(jīng)受溫度的急變;質(zhì)脆易碎．陶瓷1.陶瓷材料分類及特點陶器瓷器原料一般為粘土含鐵量>3%瓷土、高鋁質(zhì)粘土含鐵量<3%溫度1000℃以下1200℃以上釉無釉或低溫釉1200℃以上的高溫釉1.陶瓷材料分類及特點胎體附著在陶瓷胎體表面的玻璃質(zhì)層。使陶瓷表面光滑，不透水，易清潔，并提高陶瓷的裝飾性。主要由莫來石晶體、石英晶體、玻璃質(zhì)及少量氣孔組成賦予陶瓷制品以一定的形狀和強度等裝飾層釉上彩釉下彩釉中彩釉1.陶瓷材料分類及特點幾個有用的名詞：特種陶瓷specialceramics先進陶瓷advancedceramics精細陶瓷fineceramics高性能陶瓷highperformanceceramics新型陶瓷newceramics近代陶瓷modernceramics1.陶瓷材料分類及特點結(jié)構(gòu)陶瓷——主要利用其熱、機械、化學功能，有耐磨損材料、高強度材料、耐熱材料，硬質(zhì)材料、耐沖擊材料、低膨脹材料、隔熱材料等結(jié)構(gòu)材料。功能陶瓷——利用其電、磁、聲、光、催化、生物化學等功能，其中最主要的是絕緣材料、電介質(zhì)材料、壓電材料、磁性材料、半導體材料和透光性陶瓷等電子材料、具有生物化學功能的生物醫(yī)用材料、抗菌陶瓷材料等。1.陶瓷材料分類及特點2/1/202317結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷沒有嚴格的界限：例如：壓電陶瓷，雖然屬于功能陶瓷，但對其力學性能，如抗壓強度、韌性、硬度、彈性模量等有一定的要求。首先必須有足夠的強度，在承受壓力時不致破壞，才能實現(xiàn)其壓電特性。1.陶瓷材料分類及特點(1)陶瓷材料的組成與結(jié)合鍵陶瓷是金屬和非金屬元素組成的化合物。當含有一種以上的化合物時，其晶體結(jié)構(gòu)可能變得非常復(fù)雜。陶瓷晶體是以離子鍵和共價鍵為主要結(jié)合鍵，一般為兩種以上的不同鍵合的混合形式。陶瓷材料的結(jié)構(gòu)特點1.陶瓷材料分類及特點陶瓷材料離子鍵和共價鍵的混合比化合物LiFMgOAl2O3SiO2Si3N4SiCSi電負性3.02.32.01.71.20.70離子鍵比例/%8973635130110共價鍵比例/%1127374970891001.陶瓷材料分類及特點陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)陶瓷材料由晶相、玻璃相、氣相組成。晶相是陶瓷材料的主要組成相，決定陶瓷材料的物理化學特性。玻璃相是非晶態(tài)低熔點固體相，起粘結(jié)晶相，填充氣孔，降低燒結(jié)溫度等作用。氣相和氣孔是陶瓷材料在制備過程中不可避免留下的。氣孔率增大，陶瓷材料的致密度降低，強度和硬度下降。1.陶瓷材料分類及特點結(jié)構(gòu)陶瓷氧化物陶瓷非氧化物陶瓷氧化鋁陶瓷氧化鋯陶瓷氧化鈹?shù)锾蓟锾沾?.陶瓷材料分類及特點功能陶瓷裝置瓷電容器陶瓷高鋁瓷鎂質(zhì)瓷非鐵電電容器陶瓷反鐵電電容器陶瓷鐵電電容器陶瓷壓電陶瓷磁性瓷導電陶瓷和超導陶瓷其他功能陶瓷1.陶瓷材料分類及特點2/1/202323空間技術(shù)先進陶瓷材料的重要應(yīng)用微電子技術(shù)激光技術(shù)光纖技術(shù)光電子技術(shù)超導技術(shù)日用領(lǐng)域生物醫(yī)學2/1/202324MagneticLevitationTrainElectricityTransmition-NoEnergyLostYBCO/LBCO等高溫超導陶瓷《Science》：100mYBCO2/1/202325Long-rangemissileSUBMARINE:壓電陶瓷－水聲換能器潛艇的眼睛Eyesofmissile-Windowsmaterials整流罩材料-透明陶瓷、紅外陶瓷耐高溫、透紅外－根據(jù)目標紅外源自動跟蹤2/1/2023261.陶瓷材料分類及特點傳統(tǒng)陶瓷——以粘土（塑性組分），長石（熔劑組分），石英（惰性組分）等天然礦物為原料，經(jīng)粉碎、混合、磨細、成型、干燥、燒成等工序制成的產(chǎn)品。

特種陶瓷——以人工合成化合物為原料制備，用于技術(shù)和工程領(lǐng)域，如電子信息、能源、機械、化工、動力、生物、航天航空和其它高新技術(shù)領(lǐng)域。1.陶瓷材料分類及特點陶瓷材料中以共價鍵和離子鍵為主要結(jié)合鍵。以氧化物和硅酸鹽為主，其中硅酸鹽礦物在自然界中分布極為廣泛已知的硅酸鹽礦物有600多種，約占已知礦物種的1/4，占地殼巖石圈總質(zhì)量的85%。在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中，每個Si原子一般為四個O原子包圍，構(gòu)成[SiO4]四面體，即硅氧骨干，它是硅酸鹽的基本構(gòu)造單位。1.陶瓷材料分類及特點1.島狀硅氧骨干：硅氧骨干被其它陽離子所隔開，彼此分離猶如孤島，包括孤立的[SiO4]單四面體及[Si2O7]雙四面體。島狀

1.陶瓷材料分類及特點

三方環(huán)

四方環(huán)

六方環(huán)2.環(huán)狀硅氧骨干：[SiO4]四面體以角頂聯(lián)結(jié)形成封閉的環(huán)，根據(jù)[SiO4]四面體環(huán)節(jié)的數(shù)目可以有三環(huán)、四環(huán)、六環(huán)，環(huán)還可以重疊起來形成雙環(huán)，如六方雙環(huán)。1.陶瓷材料分類及特點單鏈

雙鏈3、鏈狀硅氧骨干：[SiO4]四面體以角頂聯(lián)結(jié)成沿一個方向無限延伸的鏈，其中常見的有單鏈和雙鏈。1.陶瓷材料分類及特點層狀

長石架狀硅氧骨干

4、層狀硅氧骨干：[SiO4]四面體以角頂相連，形成在兩度空間上無限延伸的層。層中每一個[SiO4]四面體以三個角頂與相鄰的[SiO4]四面體相聯(lián)結(jié)。與兩個硅相聯(lián)結(jié)的氧電價飽和，為“惰性氧”或稱“橋氧”，[SiO4]四面體也可有不同的聯(lián)結(jié)方式。1.陶瓷材料分類及特點石英架狀

5、架狀硅氧骨干：

[SiO4]四面體四個角頂全部與其相鄰的四個[SiO4]四面體共用，每個氧與兩個硅相聯(lián)系，形成惰性氧，石英（SiO2）族礦物即具此結(jié)構(gòu)。1.陶瓷材料分類及特點陶瓷的相組成及結(jié)構(gòu)晶體相,主晶相玻璃相是一種非晶態(tài)物質(zhì)，沒有方向性(即各向同性)，沒有顯著的熔點，只有一個軟化的溫度范圍，所以在瓷坯的燒成過程中，玻璃相的數(shù)量和軟化范圍，常常是決定燒成的關(guān)鍵。氣孔2.陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)晶相晶界玻璃相氣孔陶瓷材料顯微結(jié)構(gòu)的常見表征手段：金相顯微鏡（OM）掃描電鏡（SEM）透射電鏡（TEM）高分辨電鏡（HREM）2.陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)晶相、玻璃相和氣孔的分布情況（形狀、大小、數(shù)量等）晶粒取向晶粒均勻度晶界性質(zhì)雜質(zhì)分布

2.陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)晶相是功能陶瓷材料的基本組成主晶相的性能就是材料的性能主晶相的大小、數(shù)量、均勻程度及晶粒的取向等是決定材料的性能重要因素2.陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)單相多晶陶瓷顯微組織1500℃燒結(jié)ZrO2－2mol%Y2O3等軸晶粒形態(tài)晶粒形態(tài)規(guī)則完整，大體上為等軸形。由于燒結(jié)時沒加燒結(jié)劑，晶界結(jié)合致密，無其它晶界相存在2.陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)復(fù)相多晶陶瓷顯微組織ZrO2t+c復(fù)相組織大晶粒為高溫c相；小晶粒為t相ZrO2存在三種晶型2.陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)復(fù)合陶瓷顯微組織ZrO2/Al2O3的顯微組織2.陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)晶界晶界是無序的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，由于缺陷較多，晶界內(nèi)的擴散要比晶粒內(nèi)大得多晶界是物質(zhì)遷移和空位遷移的重要通道－－城市交通中的街道的作用相鄰晶粒的邊界，是多晶材料的主要組成部份，對材料的性能有顯著的影響由于晶界有這樣的特性，可以用擴散的方法把加入物的離子或氣氛中的離子取道晶界而滲入瓷坯，獲得新的材料或元件，如晶界層電容器等2.陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)玻璃相玻璃相是一種低熔物，在達到燒成溫度前即熔融玻璃相的作用：（1）起粘結(jié)作用；（2）降低燒結(jié)溫度；（3）阻止多晶轉(zhuǎn)變和抑制晶粒生長；玻璃相的來源：（1）混入瓷料中的微量雜質(zhì)；（2）助燒結(jié)2.陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)ZnO－Bi2O3陶瓷的組織形態(tài)2.陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)Al2O3陶瓷的玻璃相2.陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)氣孔陶瓷材料一般含有5～10％左右的殘余氣孔氣孔是燒結(jié)過程中殘留在晶粒中間的，由于它們離晶界較遠，擴散途徑長而難以排除氣孔的存在，對燒結(jié)不利，不僅影響材料的機械強度，也影響材料的熱學性能、光學性能和介電性能等2.陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)2.陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)降低材料中氣孔率的方法通過某種加入物生成第二相來抑制晶粒的長大，使殘余氣孔從晶界易于排除通過氣氛燒結(jié)封閉在氣孔中的氣體如氧通常能通過溶解和擴散過程，從封閉的氣孔中溢出；但對于氮氣，由于它的溶解度低，不易從封閉的氣孔逸出；為了使這些氣體易于排除，在氧氣氛或高真空中燒結(jié)比較有利

2.陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu)對材料性能的影響組織結(jié)構(gòu)的均勻性晶粒大小晶界加入物氣孔率或瓷坯密度玻璃相2.陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)組織結(jié)構(gòu)的均勻性對材料性能的影響均勻性的極限是各晶?；瘜W組成相同各相物理性質(zhì)相同氣孔率為零晶粒大小相近陶瓷材料中不均勻性表現(xiàn)在：陶瓷是多晶體，各晶粒組成在某一范圍內(nèi)波動，材料性能必然分散，它的性能是多晶粒性能的統(tǒng)計平均氣孔的存在各向異性含易揮發(fā)物，從晶粒至晶界會形成濃度梯度缺陷2.陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)總之，組織結(jié)構(gòu)對材料性能的影響是多方面的。我們只有在生產(chǎn)實踐和科學試驗中，不斷總結(jié)經(jīng)驗，才能逐步充實這方由的知識，并使之完善起來，為進一步控制生產(chǎn)提供依據(jù)2.陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)原料的制備及加工（預(yù)燒、造粒等）坯體的成型燒成方法燒后處理工藝（熱處理或化學處理）材料性能提高坯體致密度、減少氣孔及裂紋控制晶相含量及晶粒的大小3.陶瓷材料的制備原料的預(yù)燒在不同的溫度下，很多原料的結(jié)晶狀態(tài)或結(jié)構(gòu)不同，晶型結(jié)構(gòu)相互轉(zhuǎn)變時常伴隨體積效應(yīng)，對燒成有不利的影響，通常采取將這類原料進行鍛燒的方法解決。通過鍛燒可促進晶型轉(zhuǎn)化，獲得具有優(yōu)良電性能的晶型，改變材料結(jié)構(gòu)，改善工藝性能，減少陶瓷樣品最終燒結(jié)時的收縮率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高和保證功能陶瓷材料的性能

3.陶瓷材料的制備原料預(yù)燒目的預(yù)燒條件Al2O3使γ-Al2O3轉(zhuǎn)化為α-Al2O3，提高原料純度，改善產(chǎn)品性能采用H3BO3作添加劑時，預(yù)燒溫度1400～1450oC左右，保溫2～3h。采用NH4F作添加劑時，預(yù)燒溫度1250oC，保溫1～2hMgO提高MgO的活性，改善水化性能預(yù)燒溫度在1400oC以上滑石破壞滑石的層狀結(jié)構(gòu)，避免定向排列，降低收縮，減少瓷件開裂預(yù)燒溫度一般在1300～1500oC之間，加礦化劑（如蘇州土、硼酸、碳酸鋇等）可降低預(yù)燒溫度，含F(xiàn)e2O3時，可采用還原氣氛3.陶瓷材料的制備3.陶瓷材料的制備陶瓷制作工藝流程3.陶瓷材料的制備粘土粘土是多種微細的礦物的混合體，其礦物的粒徑多數(shù)小于2μm，主要是由粘土礦物和其他礦物組成的并且具有一定特性的（其中主要是可塑性）土狀巖石。

主要化學組成：SiO2，Al2O3，少量K2O，Na2OCaO，MgO：為碳酸鹽雜質(zhì)礦物（方解石，菱鎂礦）在高溫下分解的產(chǎn)物，起熔劑作用，能降低陶瓷燒成溫度。有害雜質(zhì)：Fe2O3，TiO2，燒成時產(chǎn)生膨脹的缺陷，影響瓷體的電絕緣性，并使瓷體染色。3.陶瓷材料的制備1.粘土的可塑性是陶瓷坯泥服從成型的基礎(chǔ)。2.粘土使注漿泥料與釉料具有懸浮性與穩(wěn)定性。3.粘土一般呈細分散顆粒，同時具有結(jié)合性。4.粘土是陶瓷坯體燒結(jié)時的主體，粘土中的Al2O3含量和雜質(zhì)含量是決定陶瓷坯體的燒結(jié)程度，燒結(jié)溫度和軟化溫度的主要因素。5.粘土是形成陶器主體結(jié)構(gòu)和瓷器中莫來石晶體的主要來源。粘土在陶瓷生產(chǎn)中的作用3.陶瓷材料的制備高嶺土(Al2O3、SiO2、

H2O、

Fe2O3、TiO2)高嶺土俗稱瓷土，制造瓷器的主要原料之一。不能單獨成瓷，用量４０～６０％.3.陶瓷材料的制備石英主要成分：SiO2作用：降低坯收縮，減少干燥和燒成變形；增加瓷的機械強度、白度和透光度。加入量20%~30%3.陶瓷材料的制備種類：自然界中的二氧化硅結(jié)晶礦物可以統(tǒng)稱為石英。最純的石英晶體統(tǒng)稱為水晶。陶瓷工業(yè)中常用的石英類原料和材料有：脈石英、砂巖、石英巖、石英砂、燧石和硅藻土。性質(zhì)：外觀視其種類不同而異，有的呈乳白色，有的呈半透明灰白狀態(tài)，表面具有玻璃光澤或脂肪光澤，莫氏硬度值為7，相對密度因晶型而異。石英的主要成分為SiO2，常含有少量雜質(zhì)成分，如Al2O3，F(xiàn)e2O3，CaO，MgO，TiO2等。石英3.陶瓷材料的制備在燒成前是瘠性原料，可對泥料的可塑性起調(diào)節(jié)作用，能降低坯體的干燥收縮，縮短干燥時間并防止坯體變形。在燒成時石英的加熱膨脹可部分地抵消坯體收縮的影響，防止坯體發(fā)生軟化變形等缺陷。在瓷器中，合理的石英顆粒能大大提高瓷器坯體的強度。同時，石英也能使瓷坯的透光度和白度得到改善。在釉料中二氧化硅是生成玻璃質(zhì)的主要組分，增加釉料中石英含量能提高釉的熔融溫度與粘度，并減少釉的膨脹系數(shù)，同時它是賦予釉以高的力學強度，硬度，耐磨性和耐化學侵蝕性的主要因素。石英在陶瓷生產(chǎn)中的作用3.陶瓷材料的制備長石鉀長石：K2OSiO2Al2O3Fe2O3TiO2鈉長石：Na2OSiO2Al2O3Fe2O3TiO2作用：坯體中和石英作用一樣；１１００℃以上，熔融成玻璃態(tài)，并熔解其他物質(zhì)，降低成瓷溫度，減少氣孔，增加半透明度；在釉中是主要熔劑。加入量10%~25%3.陶瓷材料的制備長石長石是地殼上分布廣泛的造巖礦物。它呈架狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)，化學成分為不含水的堿金屬與堿土金屬鋁硅酸鹽，主要是鉀，鈣，鈉和少量鋇的鋁硅酸鹽，有時含有微量的銫，鍶等金屬離子，晶粒粗大。根據(jù)架狀硅酸鹽的結(jié)構(gòu)特點，長石主要有四種基本類型：鈉長石，鉀長石，鈣長石和鋇長石。3.陶瓷材料的制備長石在高溫下熔融形成粘稠的玻璃熔體是坯料中堿金屬氧化物（K2O，Na2O）的主要來源，能降低陶瓷坯體組分的熔化溫度，有利于成瓷和降低燒成溫度。熔融后的長石熔體能熔解部分高嶺土分解產(chǎn)物和石英顆粒。液相中Al2O3和SiO2相互作用，促進莫來石晶體的形成和長大，賦予了坯體的力學性能和化學穩(wěn)定性。長石熔體能填充于各結(jié)晶顆粒之間，有助于坯體致密和減少空隙。在釉料中長石是主要熔劑。長石作為瘠性原料，在生坯中還可以縮短坯體干燥時間，減少坯體的干燥收縮和變形等。長石的作用3.陶瓷材料的制備特種陶瓷原料（1）化工原料氧化物類：氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋅、鉛丹（氧化鉛）、稀土類、著色類各種鹽類：硼化合物（硼酸、硼砂）、碳酸鹽（碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸鋇）、硫酸鹽（硫酸鈉、硫酸鋇）、硝酸鹽（硝酸鉀、硝酸鈉）（2）合成原料氧化物：莫來石（3Al2O3·2SiO2）、堇青石（Mg2Al3[AlSi5O18]）碳化物：碳化硅（SiC）、碳化鈦（TiC）、碳化鎢（WC）、石墨氮化物：氮化硅（Si3N4）、氮化鋁（AlN）、氮化硼（BN）鈦酸鹽：鈦酸鋇（BaTiO3）3.陶瓷材料的制備坯料是指將陶瓷原料經(jīng)篩選，破碎等工序后進行配料，再經(jīng)混合、細磨等工序后得到的具有成型性能的多組分混合物。

坯料的制備過程可大致分為原料處理、配料、混合制備三部分。陶瓷坯料的制備

3.陶瓷材料的制備（1）原料處理

a、預(yù)燒——對原料進行的預(yù)先燒制b、精選——對原料進行分離，提純，除去原料中的各種雜質(zhì)（尤其含鐵雜質(zhì)），使之在化學組成、礦物組成、顆粒尺寸上更符合原料的質(zhì)量要求。物理方法：水選、篩選、磁選、超聲波選化學方法：溶解法、升華法物理化學方法：電解法、浮選法(2)配料根據(jù)制品的化學性能要求、生產(chǎn)工藝確定坯料的組成；根據(jù)原料的性質(zhì)選擇合適的原料；根據(jù)特定的方法（如成分滿足法）確定配方。陶瓷坯料的制備

3.陶瓷材料的制備(3)混合制備a、粉碎粒度分析、比表面測定和X射線衍射技術(shù)影響研磨效果的因素：研磨工藝和設(shè)備、研磨時間、強度和研磨介質(zhì)。b、脫水注漿料的含水量為30～35%時才能澆注成型可塑泥料是采用壓濾機脫水至含水量為20～25％壓制粉料可分為：濕法壓制粉料：含水量8％～15％；干法壓制粉料：含水量3％～7％脫水操作：壓濾脫水法、噴霧干燥技術(shù)3.陶瓷材料的制備c、陳腐與練泥（?。╆惛^陳腐就是把泥餅置于避光、空氣不流通的室內(nèi)或密閉容器內(nèi)，保持一段時間，該工藝也叫困料。因料室內(nèi)溫度應(yīng)保持在20℃左右，相對濕度要求在80%-90%。坯料在困制過程中，在毛細管的作用下，水分分布漸趨均勻。坯料困制時間越長，水分分布就越均勻，其成型性也就越好。一般困料時間為10天左右。（ⅱ）練泥經(jīng)過壓濾得到的泥餅和困料得到的坯料的組織疏松且不均勻，含有大量的氣泡。這樣既降低了坯料的可塑性，難以擠壓成型，通常采用真空練泥機多次練泥的方法，排除泥餅中的殘留空氣，提高泥料的致密度和可塑性，并使泥料組織均勻，改善成形性能，提高干燥強度和成瓷后的機械強度。3.陶瓷材料的制備固相法包括化合或還原-化合法。制取硼化物的碳化硼法、熱分解法、自蔓延高溫合成法等。氣相法包括氣相合成法、氣相熱分解法。液相法有直接沉淀法、均勻沉淀法、共沉淀法、醇鹽水解法、溶膠-凝膠法。機械法有球磨、振動球磨、攪動球磨、氣流粉碎等。溶劑蒸發(fā)法有酒精干燥法、冷凍干燥法、熱石油干燥法和噴霧干燥法等。氣相法和液相法是制取超細粉的主要方法。特種陶瓷的粉料制備3.陶瓷材料的制備粉體制備方法先進陶瓷粉體：通常為0.05~40微米粒徑范圍的物料體系。粉體制備方法：機械粉碎法：（尺寸降低過程）外力克服內(nèi)聚力實現(xiàn)表面積增大。

合成法：（構(gòu)筑過程）離子、原子、分子經(jīng)反應(yīng)、成核—生長、收集、后處理等獲得微細粉體。3.陶瓷材料的制備機械制粉方法的實質(zhì)就是利用動能來破壞材料的內(nèi)結(jié)合力，使材料分裂產(chǎn)生新的界面。能夠提供動能的方法可以設(shè)計出許多種，例如有錘搗、研磨、輥軋、等，其中除研磨外，其他幾種粉碎方法主要是用于物料破碎及粗粉制備的。機械粉碎加工粉體方法3.陶瓷材料的制備混料

混料的兩種基本形式：

1）干混

2）濕混根據(jù)計算的結(jié)果稱料，多種組分的原料經(jīng)過一定的方法混合均勻的過程稱為混料。（在球磨機中的混料過程可同時實現(xiàn)粉碎和混合的雙重目的。）3.陶瓷材料的制備球磨是最常用的一種粉碎和混合裝置被粉碎的物料和磨球裝在一個圓筒形球磨罐中。球磨罐旋轉(zhuǎn)時，帶動球撞擊和研磨物料，達到粉碎的目的。一般來說，磨機轉(zhuǎn)速越大，粉碎效率越高。但當磨機轉(zhuǎn)速超過臨界轉(zhuǎn)速時就失去粉碎作用。3.陶瓷材料的制備物料顆粒受機械力作用而被粉碎時，還會發(fā)生物質(zhì)結(jié)構(gòu)及表面物理化學性質(zhì)的變化，這種因機械載荷作用導致顆粒晶體結(jié)構(gòu)和物理化學性質(zhì)的變化稱為機械力化學。研磨的理論基礎(chǔ)——機械力化學3.陶瓷材料的制備球磨制粉包括四個基本要素：球磨筒磨球（球料比）研磨物料研磨介質(zhì)3.陶瓷材料的制備1.動能準則：提高磨球的動能2.碰撞幾率準則：提高磨球的有效碰撞幾率球磨制粉的基本原則3.陶瓷材料的制備滾筒式行星式振動式攪動式球磨制粉的基本方式3.陶瓷材料的制備滾筒式球磨3.陶瓷材料的制備振動球磨3.陶瓷材料的制備行星球磨3.陶瓷材料的制備攪動球磨3.陶瓷材料的制備助磨劑：粉碎中能顯著提高粉碎效率或降低能耗的化學物質(zhì)。多為表面活性物質(zhì)。如醇類、胺類、油酸及有機酸的無機鹽類等。通過濕潤、吸附→顆粒表面能降低→助磨劑進入粒子微裂縫中產(chǎn)生劈裂作用3.陶瓷材料的制備常用助磨劑：◆液體助磨劑：如醇類（甲醇、丙三醇）、胺類（三乙醇胺、二異丙醇胺）、油酸及有機酸的無機鹽類（可溶性質(zhì)素磺酸鈣、環(huán)烷酸鈣）◆氣體助磨劑：如丙酮氣體、惰性氣體◆固體助磨劑：如六偏磷酸鈉、硬脂酸鈉或鈣、硬脂酸、滑石粉等。3.陶瓷材料的制備助磨劑選擇依據(jù)：一般來說，助磨劑與物料的潤濕性愈好，則助磨作用愈大。當細碎酸性物料（如二氧化硅、二氧化鈦、二氧化鈷）時，可選用堿性表面活性物質(zhì)，如羧甲基纖維素、三羥乙基胺磷脂等；當細碎堿性物料（如鋇、鈣、鎂的鈦酸鹽及鎂酸鹽鋁酸鹽等）時，可選用酸性表面活性物質(zhì)（如環(huán)烷基、脂肪酸及石蠟等）。3.陶瓷材料的制備影響粉碎和混合效率的因素

（1