關于先進陶瓷
陶瓷是一類由無機非金屬材料經高溫燒結(或類似過程)制成的材料。它們通常是由天然的粘土、各種礦物質以及經過精細加工的粉末制成的。陶瓷材料根據其成分和制造工藝的不同,可以分為傳統陶瓷和先進陶瓷兩大類:其中,傳統陶瓷主要包括日常生活中常見的瓷器、磚塊、瓦片等,主要由粘土礦物(如高嶺土)、長石和石英等自然原料制成。這些材料在高溫下燒結,主要用于制作餐具、裝飾品、建筑材料等;先進陶瓷,也稱為工程陶瓷或高性能陶瓷,因物理、化學和生物學性能而在許多高科技領域中得到應用。先進陶瓷可以根據其成分和性能被分為幾大類,并且它們各自有著不同的制備工藝。氧化物陶瓷:主要包括氧化鋁(Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)等,主要用于刀具、生物醫用植入物、絕緣體等。非氧化物陶瓷:包括氮化物(如氮化硅Si3N4、氮化鋁AlN)和碳化物(如碳化硅SiC、碳化鎢WC)。主要用于耐高溫結構部件、耐磨部件、半導體設備等。復合陶瓷:結合了兩種或兩種以上不同陶瓷材料,或陶瓷與金屬等其他材料的復合材料。主要用于裝甲防護、切削工具、汽車制動系統等。壓電陶瓷:如鈦酸鉛(PbTiO3)、鈦酸鋯鉛(PZT)等,能夠在電場作用下產生形變(壓電效應)。主要用于傳感器、驅動器、聲表面波設備等。生物陶瓷:如氫氧化磷鈣(羥基磷灰石)、生物活性玻璃等,具有良好的生物相容性。主要用于骨科植入物、牙科修復材料等。
先進陶瓷的制備一般都要經過配料、成型和燒結三道工序。有些情況下,對原料粉體有特殊的要求,如粉體的成分、純度、粒度和形狀等,需要進行粉體制備。

(先進陶瓷材料的制備工藝流程)
在上述步驟中,粉末制備是先進陶瓷生產的首要步驟,目的是獲得高純度、均勻粒徑的陶瓷原料粉末。這一步驟可以通過化學法或物理法來實現;成形過程是將制備好的粉末加工成期望形狀的過程,常見的成形方法包括干壓成型、等靜壓成型、注塑成型、擠壓成型等;對于注射成型和擠出成型等涉及到有機粘結劑的成形方法,成形后需要通過熱處理或化學方法去除粘結劑,以避免燒結過程中產生缺陷;燒結是先進陶瓷制備中的關鍵步驟,通過高溫處理使粉末顆粒相互結合,形成致密的陶瓷體。
弗爾德儀器在實驗室制備和檢測先進陶瓷材料上有廣泛的應用,從粉末處理與混合到排膠燒結再到成分檢測和對結構陶瓷進行力學性能測試等關鍵環節均有應用。
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