氧化鋯陶瓷材料制備技術(shù)對(duì)性能的影響

　　氧化鋯陶瓷材料的性能取決于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只有改變了氧化鋯陶瓷材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)才能達(dá)到改變或控制氧化鋯陶瓷材料性能的目的，而氧化鋯陶瓷材料的制備和加工工藝常常對(duì)材料的性能起著決定性的作用。材料的結(jié)構(gòu)、制備加工工藝與性能之間的關(guān)系四面體表示，四面體的各頂點(diǎn)為成分組織結(jié)構(gòu)、制備合成／加工工藝、材料的固有性能和使用性能。在先進(jìn)陶瓷制備過程中，在諸多影響陶瓷制品性能的因素中，陶瓷粉料的品質(zhì)具有決定性的作用。

　　氧化鋯陶瓷粉料的顆粒大小決定了它的應(yīng)用范圍，不同行業(yè)對(duì)粉料顆粒大小的要求也不一樣。如土木、水利等行業(yè)所用的粉料，其顆粒的粒徑一般在lcm以上；冶金、火藥、食品等部門則用粒徑為40Um～1cm的粉料；玻璃工業(yè)所用粉料的粒徑為O·15～()·8mm；水泥行業(yè)的粉料粒徑為0．08～0．2nlrTl；耐火材料的原料粉的粒徑為0·088mm以下；陶瓷生產(chǎn)所用的粉料更細(xì)，大約在0．06mm以下；最近幾年研究很熱的納米材料，其粉料的粒徑僅幾納米至幾十納米。由此可見粉體制備技術(shù)的重要性。

　　氧化鋯陶瓷粉體主要通過以下幾個(gè)方面影響材料的性能。

　　(1)純度粉體中雜質(zhì)的存在會(huì)大大影響制品的性能，如非氧化物陶瓷粉料中的含氧量會(huì)嚴(yán)重影響材料的高溫性能，功能陶瓷中某些微量雜質(zhì)將會(huì)大大改善或惡化其性能，如堿金屬氧化物(Naz()等)會(huì)降低陶瓷的電絕緣性。

　　(2)粒度粉末粒度對(duì)燒結(jié)過程和制品的性能有很大的影響。由于燒結(jié)的推動(dòng)力是顆粒的表面能。在一定的燒結(jié)溫度下。粉末越細(xì)，表面能越大，燒結(jié)速率也越快。另一方面，如果原料很細(xì)，表面活性大，燒結(jié)時(shí)擴(kuò)散路徑短，而且晶界多，這樣就會(huì)促進(jìn)氣孔擴(kuò)散，致密化速度增快，超細(xì)粉末在較低的溫度下就可以燒結(jié)，從而可獲得高密度、細(xì)粒度的陶瓷材料。但是，粉料過細(xì)，往往也會(huì)帶來新的問題，如顆粒越細(xì)，粉術(shù)團(tuán)聚現(xiàn)象越嚴(yán)重。此外，還會(huì)導(dǎo)致粉體堆積密度低，成型困難。

　　(3)形貌燒結(jié)時(shí)如果粒徑相差很大，會(huì)造成品粒異常長(zhǎng)大，這種缺陷會(huì)嚴(yán)重影響材料的性能，而粒徑分布窄的球形或等軸狀陶瓷粉體可以避免這些缺陷的產(chǎn)生。

　　(4)結(jié)晶形態(tài)由于不同結(jié)晶形態(tài)的粉體致密化行為不同，或?qū)Y(jié)后陶瓷材料結(jié)晶形態(tài)的要求不同等原因，往往要求粉料為某種特定的結(jié)晶形態(tài)。如對(duì)Si3N4粉料就要求a相越多越好。

　　(5)團(tuán)聚狀況團(tuán)聚體將導(dǎo)致成型體密度的不均勻性，燒結(jié)時(shí)團(tuán)聚體優(yōu)先于其它顆粒致密化，使陶瓷性能變差，因而不能獲得高均勻、高致密的陶瓷材料。因此，高技術(shù)陶瓷要求粉體不含或少含團(tuán)聚體，特別是硬團(tuán)聚體。

　　以上對(duì)氧化鋯陶瓷粉體提出的要求，是理想化的，實(shí)際上很難完全達(dá)到，有些要求有時(shí)相互制約，人們只能在實(shí)踐中，不斷創(chuàng)新與改進(jìn)粉體制備技術(shù)與方法，努力去接近這些理想化的要求，并在復(fù)雜的相互制約中尋找其平衡點(diǎn)。因此，學(xué)習(xí)和掌握好特種陶瓷粉體的特性，并在此基礎(chǔ)上有目的地進(jìn)行粉體制備和粉體性能調(diào)控、處理是獲得優(yōu)良特種陶瓷制品的重要前提。