陶瓷基复合材料的制备方法幻灯片.ppt

《陶瓷基复合材料的制备方法幻灯片.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《陶瓷基复合材料的制备方法幻灯片.ppt（47页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、陶瓷基复合材料的制备方法陶瓷基复合材料的制备方法第1页，共47页，编辑于2022年，星期三陶瓷基复合材料的制备方法陶瓷基复合材料的制备方法 现代陶瓷材料具有现代陶瓷材料具有耐高温耐高温耐高温耐高温、耐磨损耐磨损耐磨损耐磨损、耐腐蚀耐腐蚀耐腐蚀耐腐蚀及及重量轻重量轻等许等许多优良的性能。多优良的性能。但是，陶瓷材料同时也具有致命的缺点，但是，陶瓷材料同时也具有致命的缺点，即即脆性脆性脆性脆性，这一弱点正是目前陶瓷材料的使用受到很大限制，这一弱点正是目前陶瓷材料的使用受到很大限制的主要原因。的主要原因。因此，陶瓷材料的韧性化问题便成了近年来陶瓷工作因此，陶瓷材料的韧性化问题便成了近年来陶瓷工作者们

2、研究的一个重点问题。现在这方面的研究已取得了者们研究的一个重点问题。现在这方面的研究已取得了初步进展，探索出了若干种韧化陶瓷的途径。其中，往初步进展，探索出了若干种韧化陶瓷的途径。其中，往陶瓷材料中陶瓷材料中加入起增韧作用的第二相加入起增韧作用的第二相加入起增韧作用的第二相加入起增韧作用的第二相而制成而制成陶瓷基复合材陶瓷基复合材陶瓷基复合材陶瓷基复合材料料料料即是一种重要方法。即是一种重要方法。第2页，共47页，编辑于2022年，星期三 陶瓷基基复合材料的基体与增强体陶瓷基基复合材料的基体与增强体(1)(1)基体基体基体基体陶瓷基复合材料的基体为陶瓷陶瓷基复合材料的基体为陶瓷，这是一种包括范

3、围，这是一种包括范围很广的材料，属于无机化合物而不是单质，所以它的结很广的材料，属于无机化合物而不是单质，所以它的结构远比金属合金复杂得多。现代陶瓷材料的研究，最早构远比金属合金复杂得多。现代陶瓷材料的研究，最早是从对是从对硅酸盐材料硅酸盐材料的研究开始的，随后又逐步扩大到了其他的研究开始的，随后又逐步扩大到了其他的无机非金属材料。的无机非金属材料。目前被人们研究最多的是目前被人们研究最多的是碳化硅、氮化硅、氧化铝碳化硅、氮化硅、氧化铝等，它等，它们普遍具有们普遍具有耐高温、耐腐蚀、高强度、重量轻和价格低耐高温、耐腐蚀、高强度、重量轻和价格低等等优点。优点。第3页，共47页，编辑于2022年，

4、星期三 陶陶瓷瓷基基复复合合材材料料中中的的增增强强体体，通通常常也也称称为为增增韧韧体体。从从几几何何尺尺寸寸上上增增强强体体可可分分为为纤纤维维(长长、短短纤纤维维)、晶晶须须和和颗颗粒粒三三类类。(2)(2)增强体增强体增强体增强体a.纤维纤维:在在陶陶瓷瓷基基复复合合材材料料中中使使用用得得较较为为普普遍遍的的是是碳碳纤纤维维、玻玻璃纤维、硼纤维等；璃纤维、硼纤维等；第4页，共47页，编辑于2022年，星期三玻璃球玻璃球玻璃球再熔化玻璃球再熔化连续纤维连续纤维上浆上浆纱线纱线绕线筒绕线筒玻璃纤维生产流程图玻璃纤维生产流程图将将玻玻璃璃小小球球熔熔化化，然然后后通通过过1mm左左右右直直

5、径径的的小小孔孔把把它它们们拉拉出出来来。另另外外，缠缠绕绕纤纤维维的的心心轴轴的的转转动动速速度度决决定定纤纤维维的的直直径径，通通常常为为10 m的数量级。的数量级。第5页，共47页，编辑于2022年，星期三b.晶须晶须：晶晶须须为为具具有有一一定定长长径径比比(直直径径0.31 m,长长0100 m)的的小小单单晶晶体体。晶晶须须的的特特点点是是没没有有微微裂裂纹纹、位位错错、孔孔洞洞和和表面损伤等一类缺陷，因此其强度接近理论强度。表面损伤等一类缺陷，因此其强度接近理论强度。由由于于晶晶须须具具有有最最佳佳的的热热性性能能、低低密密度度和和高高杨杨氏氏模模量量，从从而引起了人们对其特别的

6、关注。而引起了人们对其特别的关注。在在陶陶瓷瓷基基复复合合材材料料中中使使用用得得较较为为普普遍遍的的是是SiC、A12O3及及Si3N4晶须。晶须。第6页，共47页，编辑于2022年，星期三c.颗粒颗粒 从几何尺寸上看，颗粒在各个方向上的长度是大从几何尺寸上看，颗粒在各个方向上的长度是大致相同的，一般为几个微米。致相同的，一般为几个微米。颗粒的增韧效果虽不如纤维和晶须。但是，如果颗粒颗粒的增韧效果虽不如纤维和晶须。但是，如果颗粒种类、粒径、含量及基体材料选择适当仍会有一定的韧化种类、粒径、含量及基体材料选择适当仍会有一定的韧化效果，同时还会带来高温强度，高温蠕变性能的改善。所效果，同时还会带

7、来高温强度，高温蠕变性能的改善。所以，颗粒增韧复合材料同样受到重视并对其进行了一定的以，颗粒增韧复合材料同样受到重视并对其进行了一定的研究。研究。常用的颗粒也是常用的颗粒也是SiC、Si3N4等等。第7页，共47页，编辑于2022年，星期三1.1.纤维增强陶瓷基复合材料纤维增强陶瓷基复合材料纤维增强陶瓷基复合材料纤维增强陶瓷基复合材料 在陶瓷材料中，加入第二相纤维制成复合材料是改善在陶瓷材料中，加入第二相纤维制成复合材料是改善陶瓷材料韧性的重要手段，按纤维排布方式的不同，又可陶瓷材料韧性的重要手段，按纤维排布方式的不同，又可将其分为将其分为单向排布长纤维复合材料单向排布长纤维复合材料和和多向排

8、布纤维复合多向排布纤维复合材料材料。陶瓷基基复合材料的种类陶瓷基基复合材料的种类第8页，共47页，编辑于2022年，星期三 单向排布纤维增韧陶瓷基复合材料的显著特点是它具有单向排布纤维增韧陶瓷基复合材料的显著特点是它具有各向异性各向异性，即沿纤维长度方向上的纵向性能要大大优于其横向性，即沿纤维长度方向上的纵向性能要大大优于其横向性能。能。在实际构件中，主要是使用其纵向性能。在单向排布纤维增韧在实际构件中，主要是使用其纵向性能。在单向排布纤维增韧陶瓷基复合材料中，当裂纹扩展遇到纤维时会受阻，这时，如果陶瓷基复合材料中，当裂纹扩展遇到纤维时会受阻，这时，如果要使裂纹进一步扩展就必须提高外加应力。要

9、使裂纹进一步扩展就必须提高外加应力。这一过程的示意图如下：这一过程的示意图如下：v 单向排布纤维陶瓷基复合材料单向排布纤维陶瓷基复合材料第9页，共47页，编辑于2022年，星期三裂纹垂直于纤维方向扩展示意图裂纹垂直于纤维方向扩展示意图第10页，共47页，编辑于2022年，星期三 单单向向排排布布纤纤维维增增韧韧陶陶瓷瓷只只是是在在纤纤维维排排列列方方向向上上的的纵纵向向性性能能较较为为优优越越，而而其其横横向向性性能能显显著著低低于于纵纵向向性性能能，所所以以只只适适用用于于单单轴轴应应力力的的场场合合。而而许许多多陶陶瓷瓷构构件件则则要要求求在在二二维维及及三三维维方方向向上上均均具具有有优

10、优良良的的性性能能，这这就就要要进进一一步步研研究究多多向向排排布布纤维增韧陶瓷基复合材料。纤维增韧陶瓷基复合材料。v 多向排布纤维陶瓷基复合材料多向排布纤维陶瓷基复合材料第11页，共47页，编辑于2022年，星期三二维多向排布纤维增韧复合材料的纤维的排布方式有两二维多向排布纤维增韧复合材料的纤维的排布方式有两种：种：一种是将纤维编织成纤维布，浸渍浆料后，根据需要的一种是将纤维编织成纤维布，浸渍浆料后，根据需要的厚度将单层或若干层进行热压烧结成型厚度将单层或若干层进行热压烧结成型，如下图所示。，如下图所示。第12页，共47页，编辑于2022年，星期三纤维纤维层层基体基体纤维布层压复合材料示意图

11、纤维布层压复合材料示意图 这种材料在纤维排布平面的二维方向上性能优越，而在垂直于纤维排布这种材料在纤维排布平面的二维方向上性能优越，而在垂直于纤维排布面方向上的性能较差。面方向上的性能较差。一般应用在对二维方向上有较高性能要求的构件上。一般应用在对二维方向上有较高性能要求的构件上。第13页，共47页，编辑于2022年，星期三纤维层纤维层基体基体多层纤维按不同角度方向层压示意图多层纤维按不同角度方向层压示意图另另一一种种是是纤纤维维分分层层单单向向排排布布，层层间间纤纤维维成成一一定定角角度度，如如下图所示。下图所示。第14页，共47页，编辑于2022年，星期三 三维多向编织纤维增韧陶瓷是为了满

12、足某些情况三维多向编织纤维增韧陶瓷是为了满足某些情况的性能要求而设计的。的性能要求而设计的。这种材料最初是从宇航用三向这种材料最初是从宇航用三向C/C复合材料开始的，复合材料开始的，现已发展到三向石英现已发展到三向石英/石英等陶瓷复合材料。下图为三石英等陶瓷复合材料。下图为三向正交向正交C/C纤维编织结构示意图。它是按直角坐标纤维编织结构示意图。它是按直角坐标将多束纤维分层交替编织而成。将多束纤维分层交替编织而成。第15页，共47页，编辑于2022年，星期三XYZ三向三向C/C编织结构示意图编织结构示意图 由由于于每每束束纤纤维维呈呈直直线线伸伸展展，不不存存在在相相互互交交缠缠和和绕绕曲曲，

13、因因而而使使纤纤维维可可以以充充分分发发挥挥最大的结构强度。最大的结构强度。第16页，共47页，编辑于2022年，星期三这种三维多向编织结构还可以通过调节纤维这种三维多向编织结构还可以通过调节纤维束的根数和股数，相邻束间的间距，织物的体积束的根数和股数，相邻束间的间距，织物的体积密度以及纤维的总体积分数等参数进行设计以满密度以及纤维的总体积分数等参数进行设计以满足性能要求。足性能要求。第17页，共47页，编辑于2022年，星期三2.晶须和颗粒增强陶瓷基复合材料晶须和颗粒增强陶瓷基复合材料 长长纤纤维维增增韧韧陶陶瓷瓷基基复复合合材材料料虽虽然然性性能能优优越越，但但它它的制备工艺复杂，而且纤维

14、在基体中不易分布均匀。的制备工艺复杂，而且纤维在基体中不易分布均匀。因因此此，近近年年来来又又发发展展了了短短纤纤维维、晶晶须须及及颗颗粒粒增增韧韧陶陶瓷瓷基基复合材料。复合材料。第18页，共47页，编辑于2022年，星期三 由由于于晶晶晶晶须须须须的的的的尺尺尺尺寸寸寸寸很很小小，从从宏宏观观上上看看与与粉粉粉粉末末末末一一样样，因因此此在在制制备备复复合合材材料料时时，只只需需将将晶晶晶晶须须须须分分分分散散散散后后后后与与基基基基体体体体粉粉粉粉末末末末混混合合均均匀匀，然然后后对对混混好好的的粉粉末末进进行行热热热热压压压压烧烧烧烧结结结结，即即可可制制得得致致密密的的晶晶须须增韧陶瓷

15、基复合材料。增韧陶瓷基复合材料。目目前前常常用用的的是是SiCSiC，SiSi3 3N N4 4，AlAl2 2OO3 3晶晶须须，常常用用的的基基体体则则为为AlAl2 2OO3 3，ZrOZrO2 2，SiOSiO2 2，SiSi3 3N N4 4及及莫来石莫来石莫来石莫来石等。等。晶晶须须增增韧韧陶陶瓷瓷基基复复合合材材料料的的性性能能与与基基体体和和晶晶须须的的选选择择、晶须的含量及分布等因素有关。晶须的含量及分布等因素有关。第19页，共47页，编辑于2022年，星期三由由于于晶晶须须具具有有较较大大的的长长径径比比，因因此此，当当其其含含量量较较高高时时，因因其其桥桥架架效效应应而而

16、使使致致密密化化变变得得因因难难，从从而而引引起起了密度的下降并导致性能的下降。了密度的下降并导致性能的下降。为为了了克克服服这这一一弱弱点点，可可采采用用颗颗粒粒来来代代替替晶晶须须制制成成复复合合材材料料，这这种种复复合合材材料料在在原原料料的的混混合合均均匀匀化化及及烧烧结结致致密密化化方面均比晶须增强陶瓷基复合材料要容易。方面均比晶须增强陶瓷基复合材料要容易。第20页，共47页，编辑于2022年，星期三 当所用的颗粒为当所用的颗粒为SiC，TiC时，基体材料采用最多的是时，基体材料采用最多的是Al2O3，Si3N4。目前，这些复合材料已广泛用来制造刀具。目前，这些复合材料已广泛用来制造

17、刀具。晶须与颗粒对陶瓷材料的增韧均有一定作用，且各有晶须与颗粒对陶瓷材料的增韧均有一定作用，且各有利弊：利弊：晶须的增强增韧效果好，但含量高时会使致密度下晶须的增强增韧效果好，但含量高时会使致密度下降；降；颗粒可克服晶须的一弱点，但其增强增韧效果却颗粒可克服晶须的一弱点，但其增强增韧效果却不如晶须。不如晶须。第21页，共47页，编辑于2022年，星期三纤维增强陶瓷基复合材料的制备纤维增强陶瓷基复合材料的制备v 从从基基体体方方面面看看，与与气气孔孔的的尺尺寸寸及及数数量量，裂裂纹纹的的大大小小以以及一些其它缺陷有关；及一些其它缺陷有关；v从从纤纤维维方方面面来来看看，则则与与纤纤维维中中的的杂

18、杂质质、纤纤维维的的氧氧化化程程度度、损损伤及其他固有缺陷有关；伤及其他固有缺陷有关；v从从基基体体与与纤纤维维的的结结合合情情况况上上看看，则则与与界界面面及及结结合合效效果果、纤纤维维在基体中的取向，以及载体与纤维的热膨胀系数差有关。在基体中的取向，以及载体与纤维的热膨胀系数差有关。纤纤纤纤维维维维增增增增强强强强陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷基基基基复复复复合合合合材材材材料料料料的的的的性性性性能能能能取取取取决决决决于于于于多多多多种种种种因因因因素素素素，如如如如基体基体基体基体、纤维纤维纤维纤维及及及及二者之间的结合二者之间的结合二者之间的结合二者之间的结合等。等。等。等。第22页，共47页，

19、编辑于2022年，星期三正正正正因因因因为为为为有有有有如如如如此此此此多多多多的的的的影影影影响响响响因因因因素素素素，所所所所以以以以在在在在实实实实际际际际中中中中针针针针对对对对不不不不同同同同的的的的材材材材料料料料的的的的制制制制作作作作方方方方法法法法也也也也会会会会不不不不同同同同，成成成成型型型型技技技技术术术术的的的的不不不不断断断断研研研研究究究究与与与与改改改改进进进进，正正正正是是是是为为为为了能获得性能更为优良的材料。了能获得性能更为优良的材料。了能获得性能更为优良的材料。了能获得性能更为优良的材料。第23页，共47页，编辑于2022年，星期三1 1泥浆烧铸法泥浆烧

20、铸法泥浆烧铸法泥浆烧铸法这种方法是在陶瓷泥浆中分散纤维。然后浇铸在石膏模这种方法是在陶瓷泥浆中分散纤维。然后浇铸在石膏模型中。这种方法比较古老，不受制品形状的限制。但对提高型中。这种方法比较古老，不受制品形状的限制。但对提高产品性能的效果显著，成本低，工艺简单，适合于短纤维增产品性能的效果显著，成本低，工艺简单，适合于短纤维增强陶瓷基复合材料的制作。强陶瓷基复合材料的制作。目前采用的目前采用的纤维增强陶瓷基复合材料的成型主法纤维增强陶瓷基复合材料的成型主法纤维增强陶瓷基复合材料的成型主法纤维增强陶瓷基复合材料的成型主法主要有主要有以下几种：以下几种：第24页，共47页，编辑于2022年，星期三

21、2 2热压烧结法热压烧结法热压烧结法热压烧结法将特长纤维切短将特长纤维切短(3mm)，然后分散并与基体粉，然后分散并与基体粉末混合，再用热压烧结的方法即可制得高性能的复合末混合，再用热压烧结的方法即可制得高性能的复合材料。材料。这种方法中，纤维与基体之间的结合较好，是目这种方法中，纤维与基体之间的结合较好，是目前采用较多的方法。前采用较多的方法。第25页，共47页，编辑于2022年，星期三 这种短纤维增强体在与基体粉末混合时取向是无这种短纤维增强体在与基体粉末混合时取向是无序的，但在冷压成型及热压烧结的过程中，短纤维由序的，但在冷压成型及热压烧结的过程中，短纤维由于在基体压实与致密化过程中沿压

22、力方向转动，所以于在基体压实与致密化过程中沿压力方向转动，所以导致了在最终制得的复合材料中，短纤维沿加压面而导致了在最终制得的复合材料中，短纤维沿加压面而择优取向，这也就产生了材料性能上一定程度的各向择优取向，这也就产生了材料性能上一定程度的各向异性。异性。第26页，共47页，编辑于2022年，星期三3.3.浸渍法浸渍法浸渍法浸渍法 这种方法适用于长纤维。首先把纤维编织成所这种方法适用于长纤维。首先把纤维编织成所需形状，然后用陶瓷泥浆浸渍，干燥后进行焙烧。需形状，然后用陶瓷泥浆浸渍，干燥后进行焙烧。浸渍法的优点是纤维取向可自由调节，如单向排布浸渍法的优点是纤维取向可自由调节，如单向排布及多向排

23、布等。及多向排布等。浸渍法的缺点则是不能制造大尺寸的制品，而且浸渍法的缺点则是不能制造大尺寸的制品，而且所得制品的致密度较低。所得制品的致密度较低。第27页，共47页，编辑于2022年，星期三晶须与颗粒的晶须与颗粒的尺寸均很小尺寸均很小，只是几何形状，只是几何形状上有些区别，用它们进行增韧的陶瓷基复合材上有些区别，用它们进行增韧的陶瓷基复合材料的制造工艺是基本相同的。料的制造工艺是基本相同的。晶须与颗粒增韧陶瓷基复合材料的加工晶须与颗粒增韧陶瓷基复合材料的加工与制备与制备第28页，共47页，编辑于2022年，星期三这种复合材料的制备工艺比长纤维复合材这种复合材料的制备工艺比长纤维复合材料料简便

24、简便得多，只需将晶须或颗粒得多，只需将晶须或颗粒分散后分散后并与基体粉并与基体粉末末混合均匀混合均匀，再用，再用热压烧结的方法热压烧结的方法即可制得高性能即可制得高性能的复合材料。的复合材料。第29页，共47页，编辑于2022年，星期三与与陶陶瓷瓷材材料料相相似似，晶晶须须与与颗颗粒粒增增韧韧陶陶瓷瓷基基复复合合材材料料的的制制造造工工艺也可大致分为以下几个步骤：艺也可大致分为以下几个步骤：这这一一过过程程看看似似简简单单，实实则则包包含含着着相相当当复复杂杂的的内内容容。即即使使坯坯体体由由超超细细粉粉(微微米米级级)原原料料组组成成，其其产产品品质质量量也也不不易易控控制制，所所以以随随着

25、着现现代代科科技技对对材材料料提提出出的的要要求求的的不不断断提提高高，这这方面的研究还必持进一步深入。方面的研究还必持进一步深入。配料配料成型成型烧结烧结精加工精加工第30页，共47页，编辑于2022年，星期三 1配料配料高高性性能能的的陶陶瓷瓷基基复复合合材材料料应应具具有有均均质质、孔孔隙隙少少的的微微观观组组织织。为为了了得得到到这这样样品品质质的的材材料料，必须首先必须首先严格挑选原料严格挑选原料。第31页，共47页，编辑于2022年，星期三把把几几种种原原料料粉粉末末混混合合配配成成坯坯料料的的方方法法可可分分为为干干法法和和湿湿法法两两种种。现现今今新新型型陶陶瓷瓷领领域域混混合

26、合处处理理加加工工的的微微米米级级、超超微微米米级级粉粉末末方方法法由由于于效效率率和和可可靠靠性性的的原原因因大多采用湿法大多采用湿法。湿湿湿湿法法法法主主要要采采用用水水作作溶溶剂剂，但但在在氮氮化化硅硅、碳碳化化尼尼等等非非非非氧氧氧氧化化化化物物物物系系系系的的的的原原原原料料料料混混合合时时，为为防防止止原原料料的的氧氧化化则则使使用用有有有有机溶剂机溶剂机溶剂机溶剂。第32页，共47页，编辑于2022年，星期三原原料料混混合合时时的的装装置置一一般般为为专专用用球球磨磨机机。为为了了防防止止球球磨磨机机运运行行过过程程中中因因球球和和内内衬衬砖砖磨磨损损下下来来而而作作为为杂杂质质

27、混混入入原原料料中中，最最好好采采用用与与加加工工原原料材质相同的陶瓷球和内衬。料材质相同的陶瓷球和内衬。第33页，共47页，编辑于2022年，星期三2成型成型混好后的料浆混好后的料浆在成型时在成型时有三种不同的情况：有三种不同的情况：(1)经一次干燥经一次干燥制成粉末坯料后制成粉末坯料后制成粉末坯料后制成粉末坯料后供给成型工序；供给成型工序；(2)把把结结合合剂剂添添加加于于料料浆浆中中、不不干干燥燥坯坯料料，保保保保持持持持浆浆浆浆状状状状供给成型工序；供给成型工序；(3)用用压压滤滤机机将将料料浆浆状状的的粉粉脱脱脱脱水水水水后后后后成成成成坯坯坯坯料料料料供供给给成成型型工序。工序。第

28、34页，共47页，编辑于2022年，星期三把把上上述述的的干干燥燥粉粉料料充充入入模模型型内内，加加压压后后即即可可成成型型。通通常有常有金属模成型法金属模成型法金属模成型法金属模成型法和和橡皮模成型法橡皮模成型法橡皮模成型法橡皮模成型法。金金属属模模成成型型法法具具有有装装置置简简单单，成成型型成成本本低低廉廉的的优优点点，仍仍它它的的加加压压方方向向是是单单向向的的。粉粉末末与与金金属属模模壁壁的的摩摩擦擦力力大大，粉粉末末间间传传递递压压力力不不太太均均匀匀。故故易易造造成成烧烧成成后后的的生生坯坯变变形形或或开裂、只能适用于形状比较简单的制件。开裂、只能适用于形状比较简单的制件。第35

29、页，共47页，编辑于2022年，星期三 采用采用橡皮模成型法橡皮模成型法橡皮模成型法橡皮模成型法是用静水压从各个方向均匀加压是用静水压从各个方向均匀加压于橡皮模来成型，故不会发生生坯密度不均匀和具有于橡皮模来成型，故不会发生生坯密度不均匀和具有方向性之类的问题。方向性之类的问题。由于在成型过程中毛坯与橡皮模接触而压成生坯，由于在成型过程中毛坯与橡皮模接触而压成生坯，故难以制成精密形状，通常还要用刚玉对细节部分故难以制成精密形状，通常还要用刚玉对细节部分进行修整。进行修整。第36页，共47页，编辑于2022年，星期三 另一种成型法为另一种成型法为注射成型法注射成型法注射成型法注射成型法。从成型过

30、程上看，与塑。从成型过程上看，与塑料的注射成型过程相类似，但是在陶瓷中必须从生坯料的注射成型过程相类似，但是在陶瓷中必须从生坯里将粘合剂除去并再烧结，这些工艺均较为复杂，因里将粘合剂除去并再烧结，这些工艺均较为复杂，因此也使这种方法具有很大的局限性。此也使这种方法具有很大的局限性。第37页，共47页，编辑于2022年，星期三注浆成型法注浆成型法注浆成型法注浆成型法是具有十分悠久历史的陶瓷成型方法。它是具有十分悠久历史的陶瓷成型方法。它是将料浆浇入石膏模内，静置片刻，料浆中的水分被石膏是将料浆浇入石膏模内，静置片刻，料浆中的水分被石膏模吸收。然后除去多余的料浆，将生坯和石膏模一起干燥，模吸收。然

31、后除去多余的料浆，将生坯和石膏模一起干燥，生坯干燥后保持一定的强度，并从石膏中取出。这种方法生坯干燥后保持一定的强度，并从石膏中取出。这种方法可成型壁薄且形状复杂的制品。可成型壁薄且形状复杂的制品。第38页，共47页，编辑于2022年，星期三还有一种成型法为还有一种成型法为挤压成型法挤压成型法挤压成型法挤压成型法。这种方法是把。这种方法是把料浆放入压滤机内挤出水分，形成块状后，从安料浆放入压滤机内挤出水分，形成块状后，从安装各种挤形口的真空挤出成型机挤出成型的方法，装各种挤形口的真空挤出成型机挤出成型的方法，它适用于断面形状简单的长条形坯件的成型。它适用于断面形状简单的长条形坯件的成型。第39

32、页，共47页，编辑于2022年，星期三3.烧结烧结 从生坯中除去粘合剂组分后的陶瓷素坯烧固从生坯中除去粘合剂组分后的陶瓷素坯烧固成致密制品的过程叫烧结。成致密制品的过程叫烧结。为了烧结，必需有专门的窑炉。窑炉的种类繁为了烧结，必需有专门的窑炉。窑炉的种类繁多，按其功能进行划分可分为间歇式和连续式。多，按其功能进行划分可分为间歇式和连续式。第40页，共47页，编辑于2022年，星期三间歇式窑炉是放入窑炉内生坯的硬化、烧结、冷间歇式窑炉是放入窑炉内生坯的硬化、烧结、冷却及制品的取出等工序是间歇地进行的。却及制品的取出等工序是间歇地进行的。间歇式窑炉不适合于大规模生产，但适合处理特间歇式窑炉不适合于

33、大规模生产，但适合处理特殊大型制品或长尺寸制品的优点，且烧结条件灵活，殊大型制品或长尺寸制品的优点，且烧结条件灵活，筑炉价格也比较便宜。筑炉价格也比较便宜。第41页，共47页，编辑于2022年，星期三连续窑炉适合于大批量制品的烧结，由预热、连续窑炉适合于大批量制品的烧结，由预热、烧结和冷却三个部分组成。把装生坯的窑车从窑烧结和冷却三个部分组成。把装生坯的窑车从窑的一端以一定时间间歇推进，窑车沿导轨前进，的一端以一定时间间歇推进，窑车沿导轨前进，沿着窑内设定的温度分布经预热、烧结、冷却过沿着窑内设定的温度分布经预热、烧结、冷却过程后，从窑的另一端取出成品。程后，从窑的另一端取出成品。第42页，共

34、47页，编辑于2022年，星期三 4精加工精加工由于高精度制品的需求不断增多，因此在烧结后的许由于高精度制品的需求不断增多，因此在烧结后的许由于高精度制品的需求不断增多，因此在烧结后的许由于高精度制品的需求不断增多，因此在烧结后的许多制品还需进行精加工。多制品还需进行精加工。多制品还需进行精加工。多制品还需进行精加工。精加工的目的是为了提高烧成品的尺寸精度和表精加工的目的是为了提高烧成品的尺寸精度和表精加工的目的是为了提高烧成品的尺寸精度和表精加工的目的是为了提高烧成品的尺寸精度和表面平滑性，前者主要用金刚石砂轮进行磨削加工，后面平滑性，前者主要用金刚石砂轮进行磨削加工，后面平滑性，前者主要用

35、金刚石砂轮进行磨削加工，后面平滑性，前者主要用金刚石砂轮进行磨削加工，后者则用磨料进行研磨加工。者则用磨料进行研磨加工。者则用磨料进行研磨加工。者则用磨料进行研磨加工。第43页，共47页，编辑于2022年，星期三 以以上上是是陶陶瓷瓷基基复复合合材材料料制制备备工工艺艺的的几几个个主主要要步步骤骤，但但实实际际情情况况则则是是相相当当复复杂杂的的。陶陶瓷瓷与与金金属属的的一一个个重重要要区区别别也也在在于于它它对对制制造造工工艺艺中中的的微微小小变变化化特特别别敏敏感感而而这这些些微微小小的的变变化化在在最最终终烧烧成成产产品品前前是是很很难难察察觉觉的的。陶陶瓷瓷制制品品一一旦旦烧烧结结结结

36、束束，发发现现产品的质量有问题时则为时已晚。产品的质量有问题时则为时已晚。而而且且，由由于于工工艺艺路路线线很很长长，要要查查找找原原因因十十分分困困难难。这这就使得实际经验的积累变得越发重要。就使得实际经验的积累变得越发重要。第44页，共47页，编辑于2022年，星期三 陶陶瓷瓷的的制制备备质质量量与与其其制制备备工工艺艺有有很很大大的的关关系系。在在实实验验室室规规模模下下能能够够稳稳定定重重复复制制造造的的材材料料，在在扩扩大大的的生生产产规规模模下下常常常常难难于于重重现现。在在生生产产规规模模下下可可能能重重复复再再现现的的陶陶瓷瓷材材料料，常常常常在在原原材材料料波波动动和和工工艺

37、艺装装备备有有所所变变化化的的条条件件下下难难于于实实现现。这这是是陶陶瓷瓷制制备备中中的的关关键键问问题题之之一一。先先进进陶陶瓷瓷制制品品的的一一致致性性，则是它能否大规摸推广应用的最关键问题之一。则是它能否大规摸推广应用的最关键问题之一。现现今今的的先先进进陶陶瓷瓷制制备备技技术术可可以以做做到到成成批批地地生生产产出出性性能能很很好的产品，但却不容易保证所有制品的品质一致。好的产品，但却不容易保证所有制品的品质一致。第45页，共47页，编辑于2022年，星期三陶陶瓷瓷基基复复合合材材料料已已实实用用化化或或即即将将实实用用化化的的领领域域包包括括：刀刀具具、滑滑动动构构件件、航航空空航航天天构构件件、发发动机制件动机制件、能源构件能源构件等。等。第46页，共47页，编辑于2022年，星期三第47页，共47页，编辑于2022年，星期三