陶瓷粉主要由粘土和矿物等原料组成,这些原料经过加工并与各种添加剂混合,形成适合成型和烧结的浆料或膏状物。
陶瓷粉的成分:
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原材料(粘土和矿物): 陶瓷粉的主要成分是粘土和矿物质。粘土通常直接取自泥土或盐矿,是形成陶瓷体的基本材料。另一方面,矿物质可能需要在化学溶液中进行加工,才能有效地用于陶瓷配方。这些矿物质有助于提高最终陶瓷产品的强度、耐用性和其他物理特性。
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加工添加剂: 为了促进成型和烧结过程,陶瓷粉末会与各种加工添加剂混合。这些添加剂包括粘合剂、增塑剂、润滑剂、解絮剂和水。粘合剂通过将颗粒固定在一起,有助于保持生坯(未烧成的陶瓷物体)的形状。增塑剂可增加材料的柔韧性,使其更容易成型。润滑剂可减少压制过程中的摩擦,而解絮凝剂可防止颗粒团聚,从而有助于稳定泥浆。
陶瓷物体的形成:
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泥浆制备: 制作陶瓷制品的第一步是将陶瓷粉末与水、粘合剂、解絮剂和其他添加剂混合,形成泥浆。然后将浆料喷雾干燥,制成适合压入模具的自由流动的细粉末。
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成型: 将喷雾干燥后的粉末放入模具中压制,形成绿色的坯体。单轴(模具)压制、等静压、注射成型、挤压、滑动铸造、凝胶铸造和胶带铸造等技术可用于将陶瓷粉末塑造成所需的形状。
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干燥和粘结剂烧除: 然后对坯体进行干燥和低温加热,以烧掉粘合剂。这一步至关重要,因为它为高温烧结工艺做好准备。
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烧结: 最后一步是在高温下烧结陶瓷,使陶瓷颗粒熔合在一起,大大减少材料的孔隙率,增强其强度和耐久性。烧结可在加压(热等静压)或无压(无压烧结)的情况下进行,具体取决于所需的陶瓷特性。
先进的陶瓷配方:
在某些情况下,陶瓷配方中会加入金属粉末,从而形成金属陶瓷复合材料。这些材料被称为金属陶瓷,结合了陶瓷的耐高温性和硬度以及金属的韧性和延展性。常见的例子包括烧结铝(氧化铝)、烧结铍(铍-氧化铍)和 TD 镍(镍-氧化钍)。
总之,陶瓷粉由粘土和矿物质组合而成,使用各种添加剂进行加工,以促进成型和烧结,并可通过添加金属粉末进一步提高性能,从而制造出先进的复合材料。
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