特種陶瓷又稱精細(xì)陶瓷，按其應(yīng)用功能可分為高強(qiáng)度、耐高溫復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷和電工電子功能陶瓷可分為兩大類。在陶瓷坯體中加入特殊配方的無機(jī)材料，經(jīng)過1360度左右的高溫?zé)Y(jié)，獲得穩(wěn)定可靠的抗靜電性能，成為一種新型的特種陶瓷，通常具有一種或多種功能，如：電、磁、光、熱、聲、化學(xué)、生物等功能；和耦合功能，例如壓電性、熱電、電光、聲光、磁光等功能。

特種陶瓷

特種陶瓷不同的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)決定了其不同的特殊性能和功能，如高強(qiáng)度、高硬度、高韌性、耐腐蝕、導(dǎo)電、絕緣、磁性、透光、半導(dǎo)體以及壓電、光電、電光、聲光、磁光等。由于其特殊的性能，這些陶瓷可用作工程結(jié)構(gòu)材料和機(jī)械中的功能材料、電子、化工、冶煉、能源、醫(yī)學(xué)、激光、核反應(yīng)、宇航等方面。一些發(fā)達(dá)國(guó)家，尤其是日本、為了加速新技術(shù)革命，為新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定物質(zhì)基礎(chǔ)，美國(guó)和西歐國(guó)家投入了大量人力、物力財(cái)力來研發(fā)特種陶瓷，所以特種陶瓷的發(fā)展非常迅速，技術(shù)上也有很大的突破。特種陶瓷在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)中，特別是在高技術(shù)中、在新技術(shù)領(lǐng)域的地位越來越重要。本世紀(jì)初，特種陶瓷的國(guó)際市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到500億美元，因此許多科學(xué)家預(yù)測(cè)：特種陶瓷必將在21世紀(jì)的科技發(fā)展中占據(jù)非常重要的地位。

特種陶瓷是在二十世紀(jì)發(fā)展起來的隨著現(xiàn)代生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的推廣和培養(yǎng)，他們'繁殖'非常快，尤其是高二、30年來，新品種層出不窮，令人眼花繚亂。根據(jù)化學(xué)成分，有：

①氧化物陶瓷：氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化鈣、氧化鈹、氧化鋅、氧化釔、二氧化鈦、二氧化釷、三氧化鈾等。

②氮化物陶瓷：氮化硅、氮化鋁、氮化硼、氮化鈾等。

③碳化物陶瓷：碳化硅、碳化硼、碳化鈾等。

④硼化物陶瓷：硼化鋯、硼化鑭等。

⑤硅化物陶瓷：二硅化鉬等。

⑥氟化物陶瓷：氟化鎂、氟化鈣、三氟化鑭等。

硫化物陶瓷：硫化鋅、硫化鈰等。還有砷化物陶瓷硒化物陶瓷碲化物陶瓷等等。

除了主要由一種化合物組成的單相陶瓷之外，還有由兩種或多種化合物組成的復(fù)合陶瓷。例如由氧化鋁和氧化鎂制成的鎂鋁尖晶石陶瓷，由氮化硅和氧化鋁制成的氧氮化鋁陶瓷，氧化鉻、鑭鈣鉻酸鹽陶瓷由氧化鑭和氧化鈣制成，氧化鋯制成、氧化鈦、氧化鉛、鋯鈦酸鑭鉛結(jié)合氧化鑭（PLZT）陶瓷等等。此外，還有一大類金屬陶瓷是在陶瓷中添加金屬制成的，如氧化物基金屬陶瓷碳化物基金屬陶瓷和硼化物基金屬陶瓷，也是現(xiàn)代陶瓷中的重要品種。近年來，為了改善陶瓷的脆性，在陶瓷基體中加入了金屬纖維和無機(jī)纖維，纖維增強(qiáng)陶瓷復(fù)合材料是陶瓷家族中最年輕但最有前途的一個(gè)分支。

人們?yōu)榱松a(chǎn)、為了方便研究和學(xué)習(xí)，有時(shí)陶瓷按性質(zhì)分為高強(qiáng)度陶瓷高溫陶瓷高韌性陶瓷鐵電陶瓷壓電陶瓷電解質(zhì)陶瓷半導(dǎo)體陶瓷介電陶瓷和光學(xué)陶瓷（即透明陶瓷）磁性陶瓷耐酸陶瓷和生物陶瓷等。

隨著科技的發(fā)展，人們可以期待現(xiàn)代陶瓷會(huì)發(fā)展得更快，產(chǎn)生更多更新的品種。

1、成型方法及粘結(jié)劑的選擇

特種陶瓷的成型方法有很多種，在生產(chǎn)中要根據(jù)產(chǎn)品的形狀來選擇成型方法，不同的成型方法需要不同的結(jié)合劑。常見的陶瓷成型方法、粘合劑的類型和用量如下

所示：

特種陶瓷的成型方法、粘合劑的類型和劑量

用于成型方法的粘合劑的例子粘合劑劑量（質(zhì)量％

千壓法聚乙烯醇縮丁醛等15份

13通過澆鑄法的丙烯基樹脂

515份的甲基纖維素等

注射聚丙烯等10~25

等靜壓法制備聚羧酸銨0~3

粘合劑可分為潤(rùn)滑劑、增塑劑、分散劑、表面活性劑（具有分散和潤(rùn)滑功能）等等，為了滿足成型需要，通常采用多種有機(jī)材料的組合。選擇粘合劑時(shí)，應(yīng)考慮以下因素：

l）粘結(jié)劑能被粉末潤(rùn)濕是一個(gè)必要條件。當(dāng)粉末的臨界表面張力（yoc）或表面自由能（YOS）粘合劑的比表面張力（yoc）大的時(shí)候可以很好的濕潤(rùn)。

2）好的粘結(jié)劑容易被粉末充分潤(rùn)濕，粘結(jié)力強(qiáng)。當(dāng)粘結(jié)劑被粉末潤(rùn)濕時(shí)，分子間作用力發(fā)生重力相互作用，粘結(jié)劑和粉末之間發(fā)生紅色粘結(jié)（一次結(jié)合）同時(shí)，在粘合劑分子中，由于取向，、誘導(dǎo)、分散效應(yīng)產(chǎn)生凝聚力（二次結(jié)合）水雖然能充分潤(rùn)濕楊木，但揮發(fā)性大，分子量小，抱合力小，不是很好的粘結(jié)劑。根據(jù)各種有機(jī)物質(zhì)的凝聚順序，就基礎(chǔ)而言，可排列如下：

一CONH一＞－CONH2 gt1COOH gt1OH－NO2＞－COOC2H5 gt一COOCH5 gt－趙 gt=CO gt－CH3 gt=CH2 gt－CH2

3）粘合劑的分子量應(yīng)該適中。為了充分潤(rùn)濕，希望分子量小但內(nèi)聚力弱。隨著分子量的增加，結(jié)合力增加。但分子量過大時(shí)，周圍內(nèi)聚力過大，不易潤(rùn)濕，容易使坯體變形。為了有助于分子內(nèi)鏈段的移動(dòng)，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)加入增塑劑，使粘合劑在易濕的同時(shí)更柔軟，更易成型。

4）為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，還必須防止粘合劑的產(chǎn)生、原料和制備程序中混入雜質(zhì)，造成產(chǎn)品中有害的缺陷。

在原料的制備中，使用粉碎、機(jī)械方法，如混合和粘合劑、分散劑被匹配以實(shí)現(xiàn)分散，并且盡可能不包含聚集的顆粒。粘合劑受種類及其分子量顆粒表面性質(zhì)和溶劑溶解性等影響，并吸附在原料顆粒表面，通過立體穩(wěn)定效應(yīng)起到防止粉體原料團(tuán)聚的作用。在成型過程中，結(jié)合劑賦予原材料塑性，具有保水作用，提高成型體的強(qiáng)度和施工和易性。一般來說，粘結(jié)劑在脫脂過程中要通過加熱來分解揮發(fā)，因?yàn)樗璧K了陶瓷的燒結(jié)。因此，必須選擇易于分散和去除的有機(jī)材料，不含有害的無機(jī)鹽和金屬離子，這樣才能保證產(chǎn)品質(zhì)量。

2、陶瓷注射成型用粘結(jié)劑

氮化硅具有高強(qiáng)度、高耐磨性、低密度（輕量化）耐熱化、耐腐蝕等優(yōu)良性能，因此適合制造渦輪給料機(jī)葉輪、搖臂式燒嘴、輔助燃燒室及其他汽車陶瓷零件。這些組件需要復(fù)雜的形狀、高精度尺寸和高可靠性。不允許有內(nèi)在缺陷（裂紋、氣孔、異物等）和表面缺陷。

滿足這些質(zhì)量要求的成形技術(shù)之一是陶瓷注射成型（高壓）其工藝流程如下：

在成型過程中，不能產(chǎn)生成型材料的流動(dòng)性、金屬模型溫度引起的溝紋成型條件引起的孔洞等缺陷；在脫脂過程中，不會(huì)因有機(jī)物質(zhì)的組成和熱分解速度而產(chǎn)生脫脂裂紋。有機(jī)材料的選擇也必須滿足這些質(zhì)量要求。

一般來說，陶瓷注射成型中使用的有機(jī)材料是由粘結(jié)劑組成的、助劑、增塑劑，粘合劑可以是聚丙烯（PP）無規(guī)則聚丙烯（APP）聚乙烯（PE）乙烯乙酸乙烯酯共聚物（EVA）聚苯乙烯（PS）丙烯酸系樹脂等。其中，PE具有優(yōu)異的成型性；EVA與其他樹脂具有良好的相容性和流動(dòng)性、成形性也好；APP與其他樹脂相容性好、以流動(dòng)性和脫脂為特征；PS流動(dòng)性好。助劑有蠟石石蠟、微晶石蠟、變性石蠟、天然石蠟、硬脂酸、配合劑等。成型材料的流動(dòng)性可以通過使用高型流動(dòng)點(diǎn)測(cè)試儀和熔融指數(shù)儀來評(píng)估。脫脂時(shí)粘結(jié)劑含量大，脫脂有降低的趨勢(shì)，助劑中石蠟多，脫脂好。如果有機(jī)材料可以 t在特定的溫度區(qū)域內(nèi)全部飛走，會(huì)影響陶瓷的燒結(jié)，所以需要考慮熱分解特性來選擇。

應(yīng)該選擇用于陶瓷注射成型的有機(jī)材料，以優(yōu)化成型材料的流動(dòng)性和成型體的脫脂。