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。