珠海欧美克仪器有限公司

粉体的优劣对先进陶瓷材料的性能至关重要


来源:中国粉体网   平安

[导读]  制备高性能氧化铝陶瓷的关键在于其原料粉体的纯度、颗粒形貌及粒径分布。

中国粉体网讯  先进陶瓷材料的性能在一定程度上是由其显微结构来决定,而显微结构的优劣取决于制备工艺过程。先进陶瓷的制备工艺过程主要由粉体制备、成型和烧结等主要环节组成。在三个环节中,粉体制备是基础,若基础的粉体质量不高,即使在成型和烧结时做出再大的努力,也难以获得理想的显微结构和高质量的先进陶瓷产品。

粉体性能的优劣将直接影响到成型和烧结的质量。例如,粉体颗粒粗大、团聚严重、流动性差,无论通过何种成型方法,也难以得到质地均匀、缺陷少、致密度高的素坯,这样的素坯必然导致烧结温度狭窄,使烧结条件难以控制,不可能制得显微结构均匀、致密度高、内部缺陷少、外部平整的烧结体。所以粉体的优劣对先进陶瓷材料的性能至关重要。

以氧化铝陶瓷为例,湖南大学陶瓷研究所所长肖汉宁教授讲过,制备高性能氧化铝陶瓷的关键在于其原料粉体的纯度、颗粒形貌及粒径分布。例如,制备透明氧化铝陶瓷的原料为纯度高达99.99%、粒径小于100nm的高纯超细粉,而蓝宝石晶体生长则要求原料的纯度达到99.999%。

目前国内高纯氧化铝粉体虽已进入产业化生产阶段,但因生产工艺和设备的不稳定以及试验研究和生产应用的脱节,在批次稳定性、粉体粒径分布以及微量元素脱除等方面与国外相比依然存在不小的差距,高品质的透明氧化铝陶瓷和蓝宝石晶体所用氧化铝原料仍需大量从国外进口。

性能稳定的粉体原料对于制备高性能氧化锆陶瓷来说依然是关键。肖汉宁教授讲过,PSZ陶瓷常以3%氧化钇稳定的氧化锆纳米粉体为原料,该氧化锆纳米粉一般采用化学共沉淀法制备,平均粒径为20~40nm,因活性高,很容易团聚。解决氧化锆纳米粉体的团聚问题是制备结构均匀、性能稳定氧化锆陶瓷的关键。

目前国产氧化锆纳米粉体与日本TOSOH生产的同类产品相比,在产品批次稳定性、粉体形貌和粉体团聚状态以及耐老化性能等方面仍存在较大差距;此外粉体的结晶度也有明显差异。

除了氧化物陶瓷,先进的碳化物、氮化物陶瓷的优异性能也都依赖于原料粉体的性能。一般来讲,先进陶瓷对粉体原料的特性有以下的要求:

1)化学组成精确。这是一个最基本的要求,对先进陶瓷而言,化学组成直接决定了产品的晶相和性能。

2)化学组成均匀性好。即化学组成分布均匀一致,如果化学组分不均匀将会导致局部化学组成的偏离,进而产生局部相的偏析和显微结构的差异和异常,同时导致最后烧结体性能的下降。

3)纯度高。要求粉体中杂质含量低,特别是有害的杂质含量要尽量的低,因为杂质的存在将会影响到粉体的工艺性能和烧结体的物理、化学性能。

4)适当小的颗粒尺寸。颗粒尺寸适当小可以降低烧结温度和有效降低烧结体的颗粒尺寸,同时能满足陶瓷材料的要求小于临界尺寸。

5)球状颗粒,且尺寸均匀单一。球形颗粒的流动性好,颗粒堆积密度高,气孔分布均匀,从而在成型与烧结致密化过程中可对晶粒的生长和气孔的排除与分布进行有效的控制,以获得显微结构均匀、性能优良、一致性好的产品。

6)分散性好,团聚少。尽量减少软团聚和硬团聚。

在“2019第二届新型陶瓷技术与产业高峰论坛”(8月27-28日,长沙)即将举办之际,中国粉体网小编特将本网此前发布的特种陶瓷粉体相关的文章做了以下汇总,期望能够引起业界对陶瓷粉体技术的重视。

(提示:关注中国粉体网微信公众号,点击题目即可阅读)

  • 制备高纯超细α-氧化铝粉体的最佳方法是什么?

  • 氧化铝球形化的十八般武艺

  • 片状氧化铝粉体的制备与应用

  • 氧化铝粉体的5种微观形貌及其应用简述

  • 提高α-氧化铝粉体分散性的方法简述

  • 高纯碳化硅粉体合成方法研究现状综述

  • 39页PPT了解碳化硅粉体的制备与表面改性

  • 纳米碳化硅粉体的制备及其分散性的研究

  • 氮化硅陶瓷对粉体的4点要求及粉体造粒的3种方式简介

  • 浅析六方氮化硼陶瓷的制备与应用

  • 一张图了解电子陶瓷用钛酸钡粉体

  • 纳米陶瓷粉体的分散研究

    小编从本次论坛组委会获悉,以下特邀嘉宾的报告将以“陶瓷粉体”为主题:

    中科院理化技术研究所李江涛研究员:
    《燃烧合成陶瓷粉体以及基于高温润湿性的陶瓷制品研发》


    济南大学侯宪钦教授:
    《氧化铝粉料的低成本超细研磨新技术》


    东华大学张国军研究员:
    《国内外陶瓷粉体的内禀特性与烧结活性分析》

    参考资料:
    肖汉宁等.工程陶瓷的技术现状与产业发展
    刘欣.氧化铝基复相陶瓷的制备工艺及性能研究


    注:图片非商业用途,存在侵权告知删除!

推荐4
相关新闻:
网友评论:
0条评论/0人参与 网友评论

版权与免责声明:

① 凡本网注明"来源:中国粉体网"的所有作品,版权均属于中国粉体网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品,应在授权范围内使用,并注明"来源:中国粉体网"。违者本网将追究相关法律责任。

② 本网凡注明"来源:xxx(非本网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,必须保留本网注明的"稿件来源",并自负版权等法律责任。

③ 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起两周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

  • 即时排行
  • 周排行
  • 月度排行
图片新闻