1.實用陶與瓷器的分類2.特種陶瓷的概念與術語特種陶瓷是一類采用高度精選的的原料，具有能精確控制的化學組成，按照便于控制的制造技術加工的，便于進行結構設計的，具有優異性能的陶瓷。術語：先進陶瓷、精細陶瓷、工程陶瓷、近代陶瓷、高技術陶瓷、高性能陶瓷等。3.特種陶瓷的分類、性能與應用?4.特種陶瓷與傳統陶瓷的區別5.陶瓷的致命弱點---脆性?改善陶瓷脆性以及強化陶瓷的主要途徑

?第一頁第二頁，共77頁。1.實用陶與瓷器的分類

種類粗陶普通陶細陶炻細炻普通瓷細瓷吸水率%11~206~144~123~7<1<1<0.5燒結溫度/度~8001100~12001250~1280----1200~13001250~14001250~1400第二頁第三頁，共77頁。三、特種陶瓷與傳統陶瓷的區別1、概述：傳統意義上的陶瓷主要是指硅酸鹽類材料。現在一般認為，陶瓷材料是指各種無機非金屬材料的統稱。2、區別：第三頁第四頁，共77頁。主要區別特種陶瓷材料傳統陶瓷材料原料人工合成高度精選的原料（氧化物、非氧化物）天然礦物原料，如黏土、石英、長石等。成型壓制、熱壓制、注射、軋膜、等靜壓成型為主注漿、可塑成型為主燒成1200~2200度，廣泛采用諸如真空燒結、氣氛燒結、熱壓、熱等靜壓燒結，燃料以電、油氣為主。一般在1350度以下、燃料以煤、油、氣為主。性能以內在質量為主，具優良的物理化學性能，高強、高硬、耐磨、耐腐蝕、耐高溫、抗熱，且在熱、光、聲、電、磁、化學、生物等方面具卓越功能。以外觀效果為主。加工一般需要加工（切割、打孔、研磨、拋光）一般不需要加工用途在石油、化工、鋼鐵、電子、紡織和汽車等行業種、在許多尖端技術領域如航天、核工業、軍事工業種有著廣泛的應用價值和潛力。炊具、餐具、工藝品。第四頁第五頁，共77頁。3.特種陶瓷的分類、性能與應用?一、根據性能與用途的不同分：1、結構材料用陶瓷（耐磨損、高強度、硬質、耐熱等）2、功能陶瓷（電磁、光電、生物-化學）二、按化學組成分：1、氧化物陶瓷2、氮化物陶瓷3、碳化物陶瓷第五頁第六頁，共77頁。陶瓷的致命弱點---脆性脆性的直觀表現：在外載荷作用下，斷裂是無先兆的，爆發性的。脆性的間接表現：無機械沖擊性和溫度急變性。脆性的本質：脆性是由陶瓷材料的化學鍵性質和晶體結構所決定的，陶瓷材料的化學鍵為離子鍵、共價鍵或離子--共價混合鍵，其特點為結合力強并且具方向性。（1）從晶體結構看，在陶瓷中缺乏獨立的滑移系統，陶瓷材料一旦處于受力狀態就難以通過滑移所引起的塑性變形來松馳應力。（2）在陶瓷材料中存在大量的微裂紋，并且容易引起高度集中。從而導致脆性斷裂。第六頁第七頁，共77頁。改善陶瓷脆性以及強化陶瓷的主要途徑1.氧化鋯增韌2.微裂紋增韌3.顆粒彌散補強增韌4.纖維（晶須）補強增韌5.納米陶瓷增強增韌第七頁第八頁，共77頁。陶瓷材料的其他弱點：1.加工困難2.可靠行差3.重現行差第八頁第九頁，共77頁。結構陶瓷材料的主要特性：主要性能：高溫強度及耐熱特性耐腐蝕，化學穩定性高硬度、耐磨性密度小，高強比高彈性，低膨脹系數生物化學性其他第九頁第十頁，共77頁。三、特種陶瓷今后的主要研究任務1、研究現有陶瓷材料的性能及改性的主要途徑2、研究制備陶瓷的最佳工藝3、對燒結后的半成品進行精加工之技術，金屬化與焊接技術研究4、發掘陶瓷材料的潛能和開發新的陶瓷材料第十頁第十一頁，共77頁。

6、原料的分類方法

根據工藝特性分：可塑性原料，非可塑性原料（瘠性），熔劑性原料。根據用途分：坯用原料，釉用原料，色料和彩料。根據礦物組成分：粘土原料，硅質原料，長石原料，鈣質原料，鎂質原料。根據原料的獲得方式分：礦物原料，化工原料。

第十一頁第十二頁，共77頁。天然原料1.黏土的成因類型，特點。2.黏土的組成（化學組成，礦物組成，顆粒組成）對工藝性質的影響。3.黏土的礦物組成，黏土礦物的主要類型，結構特點。4.黏土的工藝性質（可塑性，結合性，離子交換性，觸變性，膨脹性，收縮，燒結性能，（耐火度）粘土在陶瓷生產中的作用5.石英礦石的類型。石英的性質，石英的晶型轉化類型及其特點。6.長石的種類和性質，長石的熔融特性。第十二頁第十三頁，共77頁。黏土類原料概念：黏土是一種顏色多樣，細分散的多種含水鋁硅酸鹽礦物的混合體，粒度一般小于2μm，主要由黏土礦物以及其他一些雜質礦物組成。分布廣,種類繁多,儲量豐富.黏土具獨特的可塑性和結合性，是構成陶瓷生產的工藝基礎。第十三頁第十四頁，共77頁。黏土的成因類型1,風化殘積型（一次黏土）特點:以脈狀,覆盆狀或帽狀產出.典型代表：景德鎮高嶺村，晉江白安，潮州飛天燕礦。2,沉積型黏土礦(二次黏土)指風化了的黏土礦物借雨水活風力的搬運作用搬離原母巖后，在低洼地方沉積而成。特點:呈層狀，透鏡狀產出，面積大，厚度小。典型代表：南安康垅，清遠源潭礦。第十四頁第十五頁，共77頁。3.熱液蝕變型成因：熱液作用于母巖所形成的。熱液：高溫巖漿冷凝結晶后，殘余巖漿含大量揮發分和水分。當溫度進一步降低時，水分以液態存在，但其中溶有大量其它化合物。特點:呈層狀,脈狀,透鏡狀.

代表：蘇州陽山、衡陽界碑等地粘土礦多為熱液蝕變型。第十五頁第十六頁，共77頁。黏土的組成黏土的性質取決于黏土的組成。其組成包括：1、化學組成2、礦物組成3、顆粒組成第十六頁第十七頁，共77頁。一、黏土的化組成對工藝性質的影響1.當黏土的化學組成與高嶺石的化學組成很接近→高嶺土。2.堿性氧化物含量高→可能為蒙脫石類或伊利石類黏土礦物為主。3.石英顆粒（游離）含量高→可塑性差，干燥和燒成收縮小。4.堿金屬、堿土金屬、鐵含量高→耐火度差，燒結溫度較低。5.Al2O3含量高→屬高嶺石類黏土，耐火度高，難于燒結。6.Fe2O3，TiO2含量高→嚴重影響顏色和電性能。7.Fe2O3含量高→引起鼓泡和膨脹。8.灼燒量大，則說明黏土中有機物和碳酸鹽含量高→燒成收縮大。9.碳酸鹽、硫酸鹽含量高含量高→針孔、氣泡。第十七頁第十八頁，共77頁。二.黏土的礦物組成黏土礦物是一些含鋁硅酸鹽礦物，是黏土的主要組成礦物，其種類和含量決定黏土的類別和性質。根據黏土中礦物的性質和數量將其分為：黏土礦物和雜質礦物。1.黏土礦物的主要分類：（1）高嶺石類（2）蒙脫石類（3）伊利石類2.雜質礦物包括非黏土類礦物，有機物質等。有益類雜質礦物：石英、長石等。有害類雜質礦物：碳酸鹽、硫酸鹽、金紅石、鐵質礦物。第十八頁第十九頁，共77頁。各種黏土的礦物結構第十九頁第二十頁，共77頁。黏土的工藝性質黏土的工藝性質取決于黏土的化學組成、礦物組成、與顆粒組成，其中礦物組成是基本的因素。1.可塑性可塑性是指粘土粉碎后用適量的水調和、混練后捏成泥團，在一定外力的作用下可以任意改變其形狀而不發生開裂，除去外力后，仍能保持受力時的形狀的性能。第二十頁第二十一頁，共77頁。4.觸變性粘土泥漿或可塑泥團受到振動或攪拌時，粘度會降低而流動性增加，靜置后又能逐漸恢復原狀。反之，相同的泥料放置一段時間后，在維持原有水分的情況下會增加粘度，出現變稠和固化現象。上述情況可以重復無數次。粘土的上述性質統稱為觸變性，也稱為稠化性。5.膨脹性膨脹性是指粘土吸水后體積增大的現象。這是由于粘土在吸附力、滲透力、毛細管力的作用，水分進入粘土晶層之間、或者膠團之間所致，因此可分為內膨脹性與外膨脹性兩種。第二十一頁第二十二頁，共77頁。6.收縮粘土泥料干燥時，因包圍在粘土顆粒間的水分蒸發、顆粒相互靠攏而引起的體積收縮，稱為干燥收縮。粘土泥料煅燒時，由于發生一系列的物理化學變化(如脫水作用、分解作用、莫來石的生成、易熔雜質的熔化，以及熔化物充滿質點間空隙等等)，因而使粘土再度產生的收縮，稱為燒成收縮。這兩種收縮構成粘土泥料的總收縮。7.燒結性能通指粘土在燒結過程中所表現出的各種物理化學變化及性能。8.耐火度耐火度是耐火材料的重要技術指標之一，它表征材料無荷重時抵抗高溫作用而不熔化的性能。第二十二頁第二十三頁，共77頁。2.結合性粘土的結合性是指粘土能結合非塑性原料形成良好的可塑泥團、有一定干燥強度的能力。

3.離子交換性粘土顆粒帶有電荷，其來源是其表面層的斷鍵和晶格內部被取代的離子，因此必須吸附其它異號離子來補償其電價，粘土的這種性質稱為離子交換性。特點:發生在黏土顆粒的表面部分,不影響鋁硅酸鹽晶體的結構.第二十三頁第二十四頁，共77頁。石英外觀：視其種類不同而異，大多呈乳白色，有的呈灰白色，半透明狀態，斷面具有玻璃光澤或脂肪光澤。硬度：莫氏硬度為7。密度：晶型不同密度不同，變動范圍2.22—2.65g/cm3。

石英具有很強耐酸侵蝕能力（氫氟酸除外），但與堿性物質接觸時能起反應而生成可溶性的硅酸鹽。高溫下，石英易與堿金屬氧化物作用生成硅酸鹽與玻璃態物質。

石英材料的熔融溫度范圍：1400

C—1770

C，取決于二氧化硅的形態和雜質的含量。第二十四頁第二十五頁，共77頁。常壓下有七種結晶態和一種玻璃態，在一定條件下相互轉化：

—石英

—鱗石英

—方石英熔融態石英

—鱗石英石英玻璃

—石英

—鱗石英

—方石英

870℃1713℃1470℃573℃

±0.82%

±0.2%117℃163℃±4.7%±0.2%±16%±2.8%180~270℃急冷石英的晶型轉化類型有兩種：

（1）高溫型的緩慢轉化

（2）低溫型的快速轉化第二十五頁第二十六頁，共77頁。SiO2多晶轉變的特點

高溫型的遲緩轉化（橫向轉化或一級轉化）由表面向內部逐步進行，結構變化。因為形成新的穩定晶型，所以需較高的活化能；轉變速度慢；體積變化較大，所以需較高溫度及較長時間。

低溫型的迅速轉變（縱向轉變或二級轉變）由表及里瞬間同時轉化，體積變化小，結構不特殊變化，位移型轉變（鍵之間的角度稍做變動為位移型轉變），易進行，且轉化可逆。第二十六頁第二十七頁，共77頁。

SiO2晶型轉化與生產應用

石英預燒，利于粉碎：1000

C煅燒

急冷

變松，利用石英573

C晶型轉化時的體積變化效應。炻器、建材、彩釉磚，盡量減少石英用量，或使石英顆粒盡量細，以適應快速燒成的特點。陶瓷的燒成過程，必須注意升降溫速度的問題，之所以要控制升降溫速度就是由于一些原材料在加熱或冷卻過程中伴隨著體積的膨脹或收縮。如果控溫不當，這些膨脹或收縮在極短的時間完成，會造成坯體或制品開裂。第二十七頁第二十八頁，共77頁。石英在陶瓷生產中的作用1.石英是瘠性原料，可對泥料的可塑性起調節作用。2.在陶瓷燒成時，石英影響陶瓷壞體的體積收縮。3.在瓷器中，石英對坯體的力學強度有著很大的影響。4.石英對陶瓷釉料的性能有很大影響。第二十八頁第二十九頁，共77頁。（二）長石的熔融特性

1.鉀長石的熔融溫度不是太高，且其熔融溫度范圍寬。2.鈉長石的開始熔融溫度比鉀長石低，其熔化時沒有新的晶相產生，液相的組成和未熔長石的組成相似，即液相很穩定，但形成的液相粘度較低。3.鈣長石的熔化溫度較高，熔融溫度范圍窄，高溫下熔體不透明、粘度也小。冷卻時容易析晶，化學穩定性也差。4.鋇長石的熔點更高，其熔融穩定范圍不寬，普通陶瓷產品不采用它。第二十九頁第三十頁，共77頁。（三）長石在陶瓷生產中的作用

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物和石英顆粒第三十頁第三十一頁，共77頁。長石熔體能填充于各結晶顆粒之間，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利變形等。第三十一頁第三十二頁，共77頁。新型陶瓷原料

8，氧化鋁的結構和性質，Al2O3原料的制備，氧化鋁主要用途。9.氧化鋯（ZrO2）的三種晶體形態，相轉變特點，應用。10碳化硅的性質、種類及應用11.氮化物原料：氮化硅；氮化硼；氮化鈦；氮化鋁和賽隆。結構、特性。第三十二頁第三十三頁，共77頁。概述粉體(Powder)，就是大量固體粒子的集合系。它表示物質的一種存在狀態，既不同于氣體、液體，也不完全同于固體。粒徑是粉體最重要的物理性能，對粉體的比表面積、可壓縮性、流動性和工藝性能有重要影響。粉體的制備方法一般可分為粉碎法和合成法兩種。第二章粉體的制備與合成第三十三頁第三十四頁，共77頁。新型陶瓷原料

（一）氧化物原料

1.氧化鋁(Al2O3)氧化鋁的結構和性質氧化鋁化學式：Al2O3，分子量101.96。礬土的主要成分。白色粉末。具有不同晶型，常見的是α-Al2O3和γ-Al2O3第三十四頁第三十五頁，共77頁。a.氧化鋁的晶型轉變氧化鋁的晶型轉變示意圖第三十五頁第三十六頁，共77頁。氧化鋁在無機非金屬材料中的應用

在α型氧化鋁的晶格中，氧離子為六方緊密堆積，Al3+對稱地分布在氧離子圍成的八面體配位中心，晶格能很大，故熔點、沸點很高．α型氧化鋁不溶于水和酸，用于制各種耐火磚、耐火坩堝、耐火管、耐高溫實驗儀器；還可作研磨劑、阻燃劑、填充料等.高純的α型氧化鋁還是生產人造剛玉、人造紅寶石和藍寶石的原料；還用于生產現代大規模集成電路的基片．第三十六頁第三十七頁，共77頁。4.氧化鋯（ZrO2）

純凈的氧化鋯是白色固體，含有雜質時會顯現灰色或淡黃色，添加顯色劑還可顯示各種其它顏色。純氧化鋯的分子量為123.22，理論密度是5.89g/cm3，熔點為2715℃。通常含有少量的氧化鉿，難以分離，但是對氧化鋯的性能沒有明顯的影響。氧化鋯有三種晶體形態：單斜、四方、立方晶相。第三十七頁第三十八頁，共77頁。ZrO2的性質與晶型轉變

液相

單斜相1170℃，收縮

1000℃，膨脹

四方相

立方相

2370℃

2715℃

第三十八頁第三十九頁，共77頁。ZrO2粉末的制備①氯化、熱分解法反應式如下：

ZrO2

SiO2+4C+4Cl2=ZrCl4+SiCl4+4CO②堿金屬氯化物分解法其反應式如下：ZrO2

SiO2+4NaOH=Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2OZrO2

SiO2+Na2CO3=Na2ZrSiO5+CO2

ZrO2

SiO2+2Na2CO3=Na2ZrO3+Na2SiO3+2CO2第三十九頁第四十頁，共77頁。（二）碳化物類原料

1.碳化硅

a.SiC的晶型與性質

SiC為共價鍵化合物，屬金剛石型結構，有多種變體。

SiC晶體結構中的單位晶胞由相同的Si----C四面體[SiC4]構成硅原子處于中心，周圍為碳原子。

SiC具有穩定的晶體結構和化學特性，以及非常高的硬度等性能。

b.SiC原料的合成

合成SiC的方法有二氧化硅碳熱還原法、碳－硅直接合成法、氣相沉積法、聚合物熱分解法等。第四十頁第四十一頁，共77頁。.碳化硅的制備1.二氧化硅碳熱還原法黑碳化硅是以石英砂,石油焦和優質硅石為主要原料,在電弧爐里直接通電還原合成。其硬度介于剛玉和金剛石之間,機械強度高于剛玉,性脆而鋒利.

綠碳化硅是以石油焦和優質硅石為主要原料,添加食鹽作為添加劑，通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間,機械強度高于剛玉。2.氣相沉積法制備高純超細SiC粉體,薄膜,纖維等.用于半導體單晶的制備;制取致密的保護層;制取復合材料用高強度纖維及晶須.第四十一頁第四十二頁，共77頁。碳化硅的種類及應用一.種類:碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用的基本品種，都屬α-SiC。①黑碳化硅含SiC約98.5％，其韌性高于綠碳化硅.②綠碳化硅含SiC99％以上，自銳性好.(3)此外還有立方碳化硅，它是以特殊工藝制取的黃綠色晶體.第四十二頁第四十三頁，共77頁。二.用途:(1)作為磨料，可用來做磨具，如砂輪、油石、磨頭、砂瓦類等。黑碳化硅大多用于加工抗張強度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等。立方碳化硅，用以制作的磨具適于軸承的超精加工，可使表面粗糙度從Ra32～0.16微米一次加工到Ra0.04～0.02微米。綠碳化硅大多用于加工硬質合金、鈦合金和光學玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速鋼刀具。(2)作為冶金脫氧劑和耐高溫材料。碳化硅主要有四大應用領域,即:功能陶瓷、高級耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料已能大量供應,不能算高新技術產品,而技術含量極高的納米級碳化硅粉體的應用短時間不可能形成規模經濟。(3)高純度的單晶，可用于制造半導體、制造碳化硅纖維。碳化硅還大量用于制作電熱元件硅碳棒。第四十三頁第四十四頁，共77頁。（三）氮化物原料氮化物主要包括：氮化硅；氮化硼；氮化鈦；氮化鋁和賽隆。均為人工合成。1.氮化硅氮化硅（Si3N4）是共價鍵化合物，它有兩種晶型，即α-Si3N4和β-Si3N4

，兩者均屬六方晶系。Si3N4的化學穩定性很好。氮化硅具有優良的抗氧化性能。在常壓下，Si3N4沒有熔點，而是于1870℃左右直接分解。第四十四頁第四十五頁，共77頁。氮化硅的合成方法主要采用：(1)硅的直接氮化法（固-氣）；(2)二氧化硅還原法（固-氣）；(3)熱分解法(液相界面反應法）；(4)氣相合成法(氣-氣）等方法制備。第四十五頁第四十六頁，共77頁。粉體的制備與合成12.粉體的概念，特性，粉體的粒度及其分布。表征方法。13.機械法制備粉體的方法。14..影響球磨粉碎效率的因素。15氣流粉碎第四十六頁第四十七頁，共77頁。16.高能球磨粉碎17.助磨劑的助助磨原理及種類。18.化學法合成粉體的概念，特點，分類。19.典型的合成示例，分析其影響因素20.自蔓延高溫合成法第四十七頁第四十八頁，共77頁。概述粉體(Powder)，就是大量固體粒子的集合系。它表示物質的一種存在狀態，既不同于氣體、液體，也不完全同于固體。粒徑是粉體最重要的物理性能，對粉體的比表面積、可壓縮性、流動性和工藝性能有重要影響。粉體的制備方法一般可分為粉碎法和合成法兩種。第二章粉體的制備與合成第四十八頁第四十九頁，共77頁。一、粉體顆粒粉體顆粒――指在物質的結構不發生改變的情況下，分散或細化得到的固態基本顆粒。一次顆粒――指沒有堆積、絮聯等結構的最小單元的顆粒。二次顆粒――指存在有在一定程度上團聚了的顆粒。團聚――一次顆粒之間由于各種力的作用而聚集在一起稱為二次顆粒的現象。團聚的原因：（1）分子間的范德華引力；（2）顆粒間的靜電引力；（3）吸附水分產生的毛細管力；（4）顆粒間的磁引力；（5）顆粒表面不平滑引起的機械糾纏力。粉體的物理性能及其表征

粉體的粒度與粒度分布第四十九頁第五十頁，共77頁。粒度――顆粒在空間范圍所占大小的線性尺寸。粒度的表示方法：體積直徑，Stoke’s直徑等。體積直徑――某種顆粒所具有的體積用同樣體積的球來與之相當，這種球的直徑，就代表該顆粒的大小，即體積直徑。Stoke’s直徑――也稱為等沉降速度相當徑，斯托克斯假設：當速度達到極限值時，在無限大范圍的粘性流體中沉降的球體顆粒的阻力，完全由流體的粘滯力所致。這時可用下式表示沉降速度與球徑的關系：

由此式確定的顆粒直徑即為斯托克斯直徑。二、粉體顆粒的粒度第五十頁第五十一頁，共77頁。三、粉體顆粒的粒度分布粒度分布：分為頻率分布和累積分布，常見的表達形式有粒度分布曲線、平均粒徑、標準偏差、分布寬度等。頻率分布――表示與各個粒徑相對應的粒子占全部顆粒的百分含量。累積分布――表示小于或大于某一粒徑的粒子占全部顆粒的百分含量，累積分布是頻率分布的積分形式。粒度分布曲線：包括累積分布曲線和頻率分布曲線。第五十一頁第五十二頁，共77頁。粒度分布曲線

頻率分布曲線

累積分布曲線

第五十二頁第五十三頁，共77頁。四、粉體顆粒的測試方法及原理

粒度測定分析的一般方法方法條件技術和儀器顯微鏡法干或濕光學顯微鏡干電子和掃描電子顯微鏡篩分法干自動圖像與分析儀干或濕編織篩和微孔篩濕自動篩沉降法干/重力沉降微粒沉降儀濕/重力沉降移液管，密度差光學沉降儀，β射線返回散射儀，沉降天平，X射線沉降儀濕/離心沉降移液管，X射線沉降儀，光透儀，累積沉降儀感應區法濕電阻變化技術濕或干光散射，光衍射，遮光技術第五十三頁第五十四頁，共77頁。續表方法條件技術和儀器X射線法干吸收技術，低角度散射和線疊加濕β射線吸收表面積法干外表面積滲透干總表面積、氣體吸收或壓力變化，重力變化，熱導率變化濕脂肪酸吸收，同位素，表面活性劑，溶解熱其他方法干或濕全息照相，超聲波衰減，動量傳遞，熱金屬絲蒸發與冷卻第五十四頁第五十五頁，共77頁。球磨粉碎當筒體旋轉時帶動研磨體旋轉，靠離心力和摩擦力的作用，將磨球帶到一定高度。當離心力小于其自身重量時，研磨體下落，沖擊下部研體及筒壁，而介于其間的粉料便受到沖擊和研磨。球磨機對粉料的作用可以分成兩個部分。一是研磨體之間和研磨體與筒體之間的研磨作用；二是研磨體下落時的沖擊作用。進料粒度為6mm，球磨細度為1.5~0.075mm。第五十五頁第五十六頁，共77頁。影響粉碎效率因素球磨機的轉速；研磨體的比重、大小及形狀；球磨方式（球磨方式有濕法和干法兩種）；裝料方式；球磨機直徑；球磨機內襯的材質。一般情況下用不同大小的瓷球研磨普通陶瓷坯料時，料：球：水的比例約為1:(1.5～2.0):(0.8～1.2)。目前生產中趨向于增多磨球，減少水分，從而提高研磨效率的方法。第五十六頁第五十七頁，共77頁。氣流粉碎粉碎原理：利用高壓流體(壓縮空氣或過熱蒸汽)作為介質，將其高速通過細的噴嘴射入粉碎室內，此時氣流體積突然膨脹、壓力降低、流速急劇增大(可以達到音速或超音速)，物料在高速氣流的作用下，相互撞擊、摩擦、剪切而迅速破碎，然后自動分級，達到細度的顆粒被排出磨機。粗顆粒將進一步循環、粉碎，直至達到細度要求。進料粒度約在１～0.1mm之間，出料細度可達１

m左右。優點：不需要任何固體研磨介質，故可以保證物料的純度；在粉碎過程中，顆粒能自動分級，粒度較均勻；能夠連續操作，有利于生產自動化。缺點是耗電量大，附屬設備多；干磨時，噪音和粉塵都較大。第五十七頁第五十八頁，共77頁。高能球磨粉碎粉碎原理：利用球磨的轉動或振動，使硬球對原料進行強烈的撞擊、研磨和攪拌，把粉末粉碎為納米級微粒的方法。如果將兩種或兩種以上粉末同時放入球磨罐中進行高能球磨，粉末顆粒經壓延、壓合、碾碎、再壓合的反復過程(冷焊－粉碎－冷焊的反復進行)，最后獲得組織和成分分布均勻的合金粉末。高能球磨的特點：磨球運動速度較大，使粉末產生塑性形變及固相形變，而傳統的球磨工藝只對粉末起混合均勻的作用；球磨過程中還會發生機械能與化學能的轉換，致使材料發生結構變化、化學變化及物理化學變化。影響高能球磨效率和機械力化學作用的主要因素有：原料性質、球磨強度、球磨環境、球磨氣氛、球料比、球磨時間和球磨溫度等。第五十八頁第五十九頁，共77頁。助磨劑粉碎原理：助磨劑通常是一種表面活性劑，它由親水基團（如羧基－COOH，羥基－OH）和憎水的非極性基團（如烴鏈）組成。在粉碎過程中，助磨劑的親水集團易緊密地吸附在顆粒表面，憎水集團則一致排列向外，從而使粉體顆粒的表面能降低。而助磨劑進入粒子的微裂縫中，積蓄破壞應力，產生劈裂作用，從而提高研磨效率。表面活性物質對鈦酸鈣瓷料比表面積的影響第五十九頁第六十頁，共77頁。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（可溶性質素磺酸鈣、環烷酸鈣）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。助磨劑選擇：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，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（如環烷基、脂肪酸及石蠟等）。第六十頁第六十一頁，共77頁。化學法合成粉體合成的目的：粉體的性狀直接影響材料的性能，合成的目的是為了獲得高純、超細，組分均勻，無團聚的粉體。概念：合成法是由離子、原子、分子通過反應、成核和成長、收集、后處理來獲得微細顆粒的方法。特點：粉體純度高，粒度可控，均勻性好，顆粒微細，合成法可得到的粉體粒徑可達10μm以下。但需設備復雜，工藝要求嚴格，成本高。第六十一頁第六十二頁，共77頁。分類：1.固相法2.液相法3.氣相法第六十二頁第六十三頁，共77頁。四.自蔓延高溫合成法基本原理：基于放熱化學反應的基本原理，利用外部能量誘發化學反應（點燃）→形成化學反應前沿（燃燒波）→利用反應放出的熱量產生高溫→使反應自行維持并以燃燒波的形式蔓延通過整個反應物→最終形成產物。產物的特點：多孔，疏松。適合制備的物質：氧化物、非氧化物、二元化合物、復雜結構的超導材料粉末等。主要用于合成：難熔、高硬的共價鍵化合物。工藝特點：設備、工藝簡單，省時，能源充分利用，產量高，產物純度高。缺點：反應一經點燃自動高速進行，無法人為控制。第六十三頁第六十四頁，共77頁。液相法液相法是目前實驗室和工業上最為廣泛的合成超微粉體材料的方法。與固相法比較，液相法可以在反應過程中利用多種精制手段；另外，通過所得到的超微沉淀物，很容易制取各種反應活性好的超微粉體材料。液相法制備超微粉體材料可簡單地分為物理法和化學法兩大類。物理法是從水溶液中迅速析出金屬鹽，一般是將溶解度高的鹽的水溶液霧化成小液滴，使液滴中的鹽類呈球狀迅速析出，然后將這些微細的粉末狀鹽類加熱分解，即得到氧化物超微粉體材料。化學法是通過溶液中反應生成沉淀，通常是使溶液通過加水分解或離子反應生成沉淀物，如氫氧化物、草酸鹽、碳酸鹽、氧化物、氮化物等，將沉淀加熱分解后，可制成超微粉體材料。第六十四頁第六十五頁，共77頁。固相法

概念：就是以固態物質為出發原料來制備粉末的方法，反應產物是在固體表面生成，而不是像氣相或液相法伴隨氣相→固相，液相→固相那樣狀態的變化。一、熱分解反應法熱分解反應基本形式(S代表固相，G代表氣相)：

Sl→S2十G1很多金屬的硫酸鹽、硝酸鹽等，都可以通過熱分解法而獲得特種陶瓷用氧化物粉末。第六十五頁第六十六頁，共77頁。實如1:硫酸鋁銨熱分解將硫酸鋁銨（Al2(NH4)2(SO4)4·24H2O）在空氣中進行熱分解，即可制備出Al2O3粉末。Al2(NH4)2(SO4)4.24H2O→AL2(SO4)3.(NH4)2SO4.H2O+23H2O↑即主要為結晶水的失去過程.AL2(SO4)3.(NH4)2SO4.H2O→AL2(SO4)3+2NH3↑+SO3↑+H2O↑產生大量白色煙霧,有嚴重污染AL2(SO4)3→r-Al2O3+3SO3↑r-Al2O3→αAL2O3

相變過程所得到的Al2O3粉末顆粒細(<1.0μm)，活性高，純度高，可用來制備高純透明的氧化鋁陶瓷，紅藍寶石晶體等。第六十六頁第六十七頁，共77頁。§2.3.2

液相法液相法是目前實驗室和工業上最為廣泛的合成超微粉體材料的方法。與固相法比較，液相法可以在反應過程中利用多種精制手段；另外，通過所得到的超微沉淀物，很容易制取各種反應活性好的超微粉體材料。液相法制備超微粉體材料可簡單地分為物理法和化學法兩大類。物理法是從水溶液中迅速析出金屬鹽，一般是將溶解度高的鹽的水溶液霧化成小液滴，使液滴中的鹽類呈球狀迅速析出，然后將這些微細的粉末狀鹽類加熱分解，即得到氧化物超微粉體材料。化學法是通過溶液中反應生成沉淀，通常是使溶液通過加水分解或離子反應生成沉淀物，如氫氧化物、草酸鹽、碳酸鹽、氧化物、氮化物等，將沉淀加熱分解后，可制成超微粉體材料。第六十七頁第六十八頁，共77頁。化學法

一、沉淀法（1）直接沉淀法（化學沉淀法）其特點：簡單易行，但純度低，顆粒半徑大。適合制備氧化物。采用直接沉淀法合成BaTiO3微粉：a.將Ba(OC3H7)2和Ti(OC5H11)4溶解在異丙醇或苯中，加水分解（水解），就能得到顆粒直徑為5～15nm（凝聚體的大小<1μm）的結晶性較好的、化學計量的BaTiO3微粉。b.在Ba(OH)2水溶液中滴入Ti(OR)4(R：丙基)后也能得到高純度的、平均顆粒直徑為10mm左右的、化學計量比的BaTiO3微粉。第六十八頁第六十九頁，共77頁。ZrOCl2.8H2OYCl3洗滌、脫水、防團聚ZrOCl2.8H2O+YCl3NH4OHZrOCl2+2NH4OH+H2Zr(O