先进陶瓷

先进陶瓷,物质和过程中使用的开发和制造陶瓷材料表现出特殊的性质。

陶瓷,在本文指出陶瓷成分和性质传统上被描述为无机非金属固体,准备从粉状材料,通过加热制成产品,和显示等属性特征的硬度、强度、电导率低、脆性。先进陶瓷代表一个“进步”这一传统的定义。通过现代的应用材料科学方法、新材料或新组合现有的材料设计,表现出令人惊讶的变化归因于传统陶瓷属性。结果,现在有陶瓷产品是艰难和导电金属。先进陶瓷加工继续快速的发展,构成什么可以被认为是一种革命的材料和属性。

随着先进陶瓷的发展,更详细,“高级”定义的材料是必需的。这个定义已经提供的1993凡尔赛宫项目先进材料和标准(VAMAS),形容一个先进的陶瓷“无机非金属(陶瓷),基本上晶体材料的严格控制作文和制造的详细规定高度精炼和/或原材料给精确指定的属性特点。“先进陶瓷的特点指出了这个定义。首先,他们往往缺乏一个玻璃组件;即。基本上,他们是“水晶。“第二,微观结构通常是精心设计的,这意味着晶粒大小、晶粒形状、孔隙度、和相位分布(例如,安排第二阶段的胡须和纤维等)是精心策划和控制。这样的计划和控制需要“规定”的成分和处理,“洁净”处理的规范和纯洁合成化合物而不是被用作天然原材料前体在制造业。最后,先进陶瓷往往表现出独特的或优越的功能属性,可以精确地指定“谨慎处理和质量控制。例子包括独特的电学性质如超导或优越的力学性能等增强韧性和高温强度。因为关注微观结构设计和加工控制,先进陶瓷通常是高附加值产品。

先进陶瓷在世界的各个部分都称作技术陶瓷、高技术陶瓷,高性能陶瓷。工程陶瓷和精细陶瓷用于英国和日本,分别。在本文中所使用的先进陶瓷是为了区分材料从传统陶瓷、工业陶瓷的分类基于原材料制成的产品相对较少从他们的自然状态变更。传统陶瓷的制造所覆盖传统陶瓷。

本文重点介绍化学前体的类型和处理技术用于生产的所有先进的陶瓷产品。

化学路线前体

与传统的同行一样,先进陶瓷通常是由混合和煅烧(射击)前体粉末。然而,与传统的陶瓷、天然原材料很少使用。相反,高度通常使用纯合成前体。此外,液相烧结致密化粉末的方法,在传统陶瓷处理很常见,很少使用。相反,先进陶瓷强化了瞬间液相烧结(也称为reactive-liquid烧结)或固态烧结(稍后将在本文中描述)。最重要的因素在这些小粒径烧结方法。小颗粒有更大的表面积比质量,因此收益率较高的烧结驱动力。小粒径也减少的距离扩散材料必须发生。因此比较照顾生产活性陶瓷粉末与晶粒尺寸小,通常在submicrometre range-i.e。,小于一微米,或者1000000米(0.000039英寸)。

制备前驱粉一个主要问题,特别是对于electroceramic应用程序,是化学同质性,也就是建立统一的化学成分的混合物。标准的固态技术处理单独的前驱粉末可以的方法同质性在最终的产品只有经过多次磨和解雇的步骤。大量的化学方法因此已经发展为了改善混合,甚至在原子层面上。这些技术通常涉及到盐实例的分解,碳酸盐,硝酸盐,sulfates-into所需的化学形式。大多数陶瓷,在文章中解释道陶瓷成分和性质金属元素的氧化物,尽管许多陶瓷(特别是先进陶瓷)由硬质合金、氮化硅和硼化化合物。各种化学技术实现同质,小粒度粉末反过来描述如下。