先進陶瓷材料的應用

2021-02-08 微晶電子材料

1.1   先進陶瓷定義
      先進陶瓷，又稱為高性能陶瓷、精細陶瓷、高技術陶瓷等，是指採用高純度、超細人工合成或精選的無機化合物為原料，具有精確的化學組成、精密的製造加工技術和結構設計，並具有優異的力學、聲、光、熱、電、生物等特性的陶瓷。

1.2  先進陶瓷分類
      先進陶瓷按化學成分可分為：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、矽化物陶瓷、氟化物陶瓷、硫化物陶瓷等。按性能和用途可分為：功能陶瓷和結構陶瓷兩大類。功能陶瓷主要基於材料的特殊功能，具有電氣性能、磁性、生物特性、熱敏性和光學特性等特點，主要包括絕緣和介質陶瓷、鐵電陶瓷、壓電陶瓷、半導體及其敏感陶瓷等; 結構陶瓷主要基於材料的力學和結構用途，具有高強度、高硬度、耐高溫、耐腐蝕、抗氧化等特點，主要包括氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷等。

1.3  先進陶瓷製備

針對陶瓷這一特定材料來說,燒結是它在製備過程中的一個重要環節。除了常用的燒結方法外,還提出了微波燒結、燃燒燒結、自蔓延高溫燒結、智能燒結、噴塗燒結、低溫燒結以及無壓燒結等。

      先進陶瓷的燒結技術按照燒結壓力主要分為：常壓燒結、無壓燒結、真空燒結以及熱壓燒結、熱等靜壓燒結、氣氛燒結等各種壓力燒結。近些年通過特殊的加熱原理出現微波燒結、放電等離子燒結、自蔓延燒結等新型燒結技術。

      陶瓷粉體的製備方法主要分為固相反應法、液相反應法和氣相反應法3大類。先進陶瓷成形方法種類繁多，除了傳統的幹壓成形、注漿成形之外，根據陶瓷粉體的特性和產品的製備要求，發展出多種成形方法。總的來說可以歸納為4類：幹法壓製成形、塑性成形、漿料成形和固體無模成形，其中每一類成形又可細分為以下不同成形方法。

1）幹法壓製成形：幹壓成形、冷等靜壓成形；
2）塑性成形：擠壓成形、注射成形、熱蠟鑄成形、扎膜成形；
3）漿料成形：注漿成形、流延成形、凝膠注模成形和原位凝固成形；
4）固體無模成形：熔融沉積成形、三維列印成形、分層實體成形、立體光刻成形和雷射選取燒結成形。

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