陶瓷制品成形过程

9.4　陶瓷制品成形过程

9.4.1　概述

陶瓷的发明是人类文明的重要进程——人类第一次利用天然物，按照自己的意志创造出来的一种崭新的东西。陶瓷制品是人类最早使用的制品，它的生产已经有许多个世纪了。早期的陶瓷器是由黏土、长石、石英等天然原料制成的，在古代文化时期，发现了黏土加水后具有相当的可塑性，而且能模压成形，成形后的器件在太阳下晒干，再置于炉中煅烧便硬固。这些制品通常称为传统陶瓷（又称普通陶瓷），现在一般也把其归属为硅酸盐产品。

20世纪初期，科学家和工程师已进一步认识了陶瓷材料及其生产技术，并且发现了天然矿物能够提纯或人工合成新组成的原料，可以获得极好的性能。这些精制陶瓷或新型陶瓷通常称为现代陶瓷（又称工业陶瓷），它们是制造业人员最愿意了解的，故此主要介绍现代陶瓷及其生产技术。

9.4.2　现代陶瓷制品的成形过程及技术特征

现代陶瓷的独特之处是具有精确控制的组成和结构，并且可设计成比传统陶瓷更能满足某些应用的要求。现代陶瓷包括氧化物陶瓷（如Al₂O₃、ZrO₂、BeO、MgO、ZnO₂等），磁性陶瓷（如PbFe₁₂O₁₉、ZnFe₂O₄等），原子核燃料（如UO₂、UN等），以及氮化物、碳化物、硼化物陶瓷（如Si₃N₄、SiC、B₄C、TiB₂）等，部分产品如图9－12所示。

现代陶瓷制品的成形属粉末或颗粒状材料成形，其成形过程与粉末压制的相同（可以说粉末压制是沿用了陶瓷制作的技术），主要工序都是粉末制备→成形→烧结，设备、工装、技术规范等都相同或相似。在粉末特性、烧结理论、制品（零件）的结构技术特征、产品品质控制及检测等方面，现代陶瓷也与粉末压制相同或相似，这里不再赘述。

在技术方面，现代陶瓷技术和粉末压制技术相互结合，互相渗透，并共同发展了许多新技术，例如，粉末制备方法中的化学气相沉积、气相冷凝法、气相化合物热分解法、液相化学沉淀法；成形烧结过程中的热压法、热等静压法、爆炸法等。另外，现代陶瓷技术还吸收了其他相关技术，例如高分子材料的注射成形、粉浆灌注等。

前面介绍的粉末压制可以说是金属与陶瓷的交叉学科与技术，而现代陶瓷则是硅酸盐陶瓷与粉末压制的交叉学科与技术。

根据国内外在陶瓷和粉末压制方面的专著、教科书、期刊和文摘，列出了陶瓷和粉末压制的制品及材料如表9－4所示。

图9－12　部分陶瓷产品

表9－4　陶瓷和粉末压制制品及材料