氧化鋯陶瓷材料制備技術(shù)對性能的影響

　　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方面影響材料的性能。

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

　　(2)粒度粉末粒度對燒結(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，會造成品粒異常長大，這種缺陷會嚴(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。