2021年9月16-18日

同期展会:2021广州国际粉末冶金暨3D打印展览会

2021年9月16-18日 广州保利世贸博览馆6号馆
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粉体材料


对于先进陶瓷材料而言,其与常见的日用陶瓷相比,其中最大的不一样便是采用更为精细的人工提纯及配比的陶瓷粉体,因此粉体的品质对先进陶瓷的高性能是直接挂钩的,好的原料粉体是一块好陶瓷的基本。


先进陶瓷原料中,涉及到陶瓷粉体原料有很多,例如氧化铝,拟薄水铝石,氢氧化铝,氧化锆,碳化硅,碳化硼,氮化硅,氮化硼,氮化铝粉,氧化镁,钛酸钡粉等等,有时候根据工艺需求不同在制备先进陶瓷的过程中还会有用到金属铝粉,硅粉及碳粉等等。

陶瓷助剂
当然陶瓷助剂也是作为陶瓷粉体或陶瓷制品制作制作中不可缺少的一部分,常见的助剂有:分散剂、黏合剂、增塑剂、絮凝剂、矿化剂、消泡剂、润滑剂等等,其具体的功能可见下表汇总信息。


添加剂

用途

种类及举例

分散剂

防止粉体团聚,使各组分在介质中均匀分散

无机分散剂:如硅酸钠、六偏磷酸钠等;

有机分散剂:如硬脂酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚等;

高分子分散剂:如聚丙烯胺、聚乙烯醇等。

黏合剂

将粉体黏合在一起,形成具备可粘接性、可加工性的生坯

高分子粘结剂:烧结时分解逸出(排胶),如淀粉、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素等。

增塑剂

通过降低分子间力或润滑的方式提高生坯可塑性

有机增塑剂:如邻苯二甲酸二丁酯、甘油等;

高分子增塑剂:聚乙烯基长链烷基醚、有机硅高分子等。

絮凝剂

促进浆料系统的脱稳和聚集

无机絮凝剂:硫酸铝、三氯化铁等;

高分子絮凝剂:聚丙烯酸铵、聚氧化乙烯等。

矿化剂

降低陶瓷烧结温度、改善陶瓷性能

助熔矿化剂:氧化钙、氧化镁、氧化钇等;

增韧矿化剂:氧化锆等;

着色矿化剂:氧化铈、氧化铷等

消泡剂

用于陶瓷浆料的消泡

二甲基硅油、三羟基聚醚等。

润滑剂

润湿粉体颗粒表面,降低颗粒之间以及颗粒与模具内壁间的摩擦

硬脂酸钙、硬脂酸聚乙二醇酯、聚己内酰胺等


加工设备

由原料到制品,先进陶瓷设计到的设备种类有很多,常见的有粉碎研磨设备、粉料输送设备、解聚分散设备、包覆改性设备、干燥设备、粉体造粒设备、混炼设备、陶瓷成型压机(干压、冷、热等静压机、注射成型、流延成型设备,3D打印涉笔等等)、CNC加工设备,排胶炉,烧结炉,研磨抛光等等。


先进陶瓷制品
先进陶瓷制品具有很广泛的应用范畴,总的来说,陶瓷制品主要分成结构陶瓷及功能陶瓷材料两大类材料。

a、结构陶瓷:主要是利用以陶瓷材料的耐高温、耐腐蚀、耐磨损及化学性质稳定等特点比如高温结构陶瓷;陶瓷刀具、磨料磨具、陶瓷密封件、陶瓷轴承、研磨体等等高硬耐磨结构陶瓷;人工齿、人工骨等生物结构陶瓷。

b、功能陶瓷:利用某些陶瓷材料所具有的特殊电、磁、热、光、生物等性能。

下文将从应用角度对陶瓷相关制品进行汇总:


领域

特性

应用举例

电子

陶瓷

高绝缘性

集成电路组件,集成电路衬底,散热性绝缘衬底

铁电性、介电性

图像存储元件,电光偏振光元件,高容量电容器

压电性

振子,点火元件,滤波器,压电变压器,超声波元件,电子引燃器,弹性表面波元件,电子钟表

热电性

红外检测元件,自计式温度计,探测器,新型武器

电子放射性

阴极射线管电子枪热阴极,热电子装置,电子显微镜,电子束焊机,超大规模集成电子束绘画仪

半导性

传感性

电子发热体(高温电炉),温度传感器,热敏电阻,压力传感器,稳压元件(非线性电阻),气体传感器(气体泄露报警器)

离子导电性

氧量传感器(汽车发动机空气/燃料比控制器),钠硫电池(功率平衡用)

磁性

陶瓷

软磁性,硬磁性

电脑存储元件,变压器磁芯,磁带,磁盘,橡胶磁铁,立体声拾音器,磁头,冷库气密磁门

光电

陶瓷

荧光性

荧光体,彩色电视显像管材料

偏振光性

电光偏振光元件

光电性

光电变换元件

光电

陶瓷

透光性

耐高温耐腐蚀透光性(高压钠灯灯管),窑炉观察窗,原子能反应堆窗口,半导体性透可见光(光变色玻璃)

光反射性

耐高温金属特性

反射红外性

透过可见光,反射红外线特性(节能型玻璃)

导光性

通信用光纤,胃摄像机,光能传输纤维

热学

功能

领域

传热性

集成电路绝缘(散热)衬底

绝热性

耐热绝热体,轻质绝热体,不燃壁材,节能型炉

耐高温性

耐高温结构材料,高温炉,核聚变反应堆材料,原子能反应堆材料

机械

功能

领域

高强度、耐磨性、非膨胀收缩性

超高精度全陶瓷车床,机床,测量机械,拉丝模

高强度,耐高温性

高性能高效汽车发动机,燃气轮机叶片,柴油机,航天飞机表面瓦

高比强度性

汽车零件,人造卫星机体,火箭机体,飞机机体

高模量

高尔夫球棒,网球拍,撑杆跳高撑杆,钓鱼竿,各种弹簧材料

超硬性

研磨材料,切削工具,磨削材料

润滑性

轴承材料,高温润滑材料

生物

化学

功能

领域

骨亲和性

人工骨,人造牙根,人造关节

载体性

固定酶催载体,催化剂载体,生物化学反应控制装置

耐腐蚀性

理化仪器,化工陶瓷,化学装置内衬,原子能有关材料

催化性

水煤气反应催化剂,耐热催化剂,化学催化剂


检测仪器

检测分析设备是监控生产流程及检测成品性质的重要手段,颗粒分析设备,比表面孔径分析,水分分析,成分分析,材料力学测试,粘度粘度测试等等与陶瓷制品或陶瓷原料检测相关仪器设备。