陶瓷颜料研究进展

陶瓷颜料研究进展

070304133 徐政

( 宿迁学院07无机非金属（1）班)

摘要综述了近年来国内外陶瓷颜料制备新工艺及环保型颜料的研究进展。指出多种合成方法的结合和环保型颜料的研究具有广阔的应用前景，并对颜料数据库和数学模型的研究进行了展望。

关键词陶瓷颜料，制备新工艺，环保型颜料

1 引言

随着人类文明的进步和科学技术的发展，陶瓷工业有了快速的发展。一方面为了满足现代装饰技术的要求，采用化学共沉淀法、溶胶凝胶法、水热法、微乳液法、自蔓延合成等方法制备高性能陶瓷颜料；另一方面利用天然矿物及尾矿、工业废渣等废弃物制备环保型陶瓷颜料，为满足现代装饰技术和环境保护对陶瓷颜料的要求奠定了一定的基础，促进了陶瓷颜料的

发展。

2 制备陶瓷颜料的新工艺

2.1 化学共沉淀法

化学共沉淀法制备陶瓷颜料采用可溶性金属盐类与氢氧化物作用生成沉淀的水合络合物或形成复杂的多核络合物，然后将沉淀物进行焙烧得到结晶产物。用此方法制备颜料具有很好的发色能力，着色稳定，还可以扩大颜料的色调，制备有些用传统法方法难以制备的颜料，并且与传统方法比较，工艺容易控制，又可达到节电、节约燃料效果，所以是一种较好的

制备方法。俞康泰等[1]人采用化学沉淀法制备了Pr-Nd-Zrcon 包裹型颜料,加入适当矿化剂，镨在800℃呈现黄绿色（以绿为主），随温度升高逐渐变黄，在1200℃出现稳定、鲜艳的镨黄颜色；钕在1100℃呈现紫红色。近年来许多人又在此基础上，引入其他手段，出现了超声共沉淀[2]等一些新型的制备方法，使颜料的性能进一步提高。

2.2 溶胶凝胶法

溶胶凝胶法是指金属有机化合或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理最终得到无机陶瓷颜料的方法。此法制得的陶瓷颜料粉体具有均匀性好、团聚性小、合成温度低等特点，且易在制备过程中控制粉末颗粒尺寸，所以制得的颜料具有较好的着色性能和稳定性。俞康泰等人采用溶胶凝胶合成出了镨

黄、钕紫等包裹颜料，与固相合成法相比，其成色更好、粒度分布更窄。黄剑峰等[3]人以硅酸钠、氧化铁为主要原料，采用溶胶凝胶法制备出SiO2包裹Fe2O3的硅铁红颜料，颜料的包裹率和明度值均有显著的提高。A .Garcia 等人比较了溶胶凝胶法和微乳液法制备的赤铁矿包裹颜料，结果发现用溶胶凝胶法制备时

反应更完全，在没有氟化物添加剂时，红色呈色相当好，但是在1000℃有卤化物出现时，红色不会出现。用溶胶凝胶制备陶瓷颜料是一个广阔的研究领域，它在控制颜料的纯度、化学均匀性方面具有很大的潜力，预计随着研究工作深度和广度的不断扩展，会有更多更好的由溶胶- 凝胶法研制的颜料。

2.3 水热法

水热法也是一种合成颜料的很好方法。它是利用水作为活媒体并在高温、高压下制备、研究材料的一种方法。水热合成法常用氧化物或氢氧化物作为前驱体，在高压釜内加热过程中溶解度随温度升高而增大，最终导致溶液饱和，冷却时逐步形成更稳定的新相。黄剑峰等人利用水热法合成了掺杂稀土氧化镧的棕红色陶瓷颜料，发现合成的颜料粒度较小，在50nm -200nm 之间，该颜料可以在1320℃的高温釉中稳定着色。陆彩凤等人采用水热法合成了Cd(S x Se1-x)颜料，并发现反应温度、反应时间、前驱物配比等都对颜料有影响，反应温度为200℃，反应时间为4h，前驱物配比m (Cd):m(S):m (Se)=1∶0.74∶0.26时可制备出结晶良好的纳米Cd(S x Se1-x)大红颜料。

2.4 微乳液法

微乳液法制备陶瓷颜料，一般通过在非极性溶剂中加入适量表面活性剂并经超声分散形成含有可溶性前驱体液滴的微乳液。通过类似的方法可以得到液滴中含有碱性物质的微乳液，该碱性物质常作为沉淀剂。将这两种微乳液混合并经过超声波振荡，最终可得到所需产品的微乳液。该微乳液还要经过破乳、干燥、煅烧等操作以得到所需的颜料。此方法作为一种新兴的制备方法，很大程度上简化了制备工艺，很好地避免了其他方法在制备过程中可能引起的纳米粒子不稳定（团聚、氧化等）。利用该技术，可以获得性能优异的颜料纳米颗粒。A.Garca 等已经用微乳液制得了赤铁矿的包裹颜料，并就表面活性剂、矿化剂、沉淀剂种类及用量对颜料合成的影响作了研究。结果显示，表面活性剂、矿化剂、沉淀剂对赤铁矿的活性和呈色影响很大，其中以烷基苯偶酰二甲基氯化铵为表面活性剂并加入矿化剂时最有利于锆英石的形成，所得颜料样品略微呈现红色，使用氨水作沉淀剂时所得前驱体呈无定形，该粉体有较高的反应活性，煅烧所得颜料中赤铁矿被有效包裹，加入基釉中使用呈红色，同时加入矿化剂NaF比加入NaF×NaCl 效果好，更有利于赤铁矿的包裹及红颜色的产生。陈静等[4]人采用微乳液的方法

合成了尖晶石型CoAl2O 4 珠光颜料，钴蓝颗粒的粒径为10-30nm ，呈球形，均匀、致密地包裹在云母基表面，其包裹率达99% ，并且发现微乳液的pH 值、Co2+与Al3+的摩尔比、Co 的包覆率等对颜料颜色都有影响。目前，对于微乳液方法的认识还比较肤浅，已有的结构模型、形成理论都存在一定的片面性，对反应机理、反应动力学等问题的认识不够，因此我们还需要对其作进一步的研究。

2.5 自蔓延合成法

自蔓延高温合成（SHS）技术是利用原料本身化学反应放出的热量来合成材料的。SHS与常规工艺方法相比[5]，最大优点是反应速度快，合成时间短，节约能源，现已成为材料科学与工程领域重要研究方向之一。武秀兰等人采用SHS 制备出了ZnCr2O4 绿色尖晶石型陶瓷颜料，并对自蔓延反应的着火温度、锌铬比以及矿化剂种类对颜料色度的影响进行了研究，发现以H3BO3作为矿化剂，锌铬比为2∶1，着火温度为900℃时，ZnCr2O4绿色颜料呈色最佳。自蔓延技术在逐渐走向成熟，越来越多的被人们所认识，随之又出现了低温自蔓延（LCS）。S.T.A runa 等人对LCS 合成的Ce1-x Pr x O2-d红色陶瓷颜料进行了研究，通过采用醋酸胺作为燃料，控制燃烧速率，得到粒径为7-12nm的微颗粒颜料，这个工艺消除了矿化剂的使用，更重要的是Pr+4置换Ce+4时，没有出现分相。朱振峰等[6]人利用LCS 的方法在250℃引燃合成了具有纳米晶粒的Ce1-X Pr X O2红色稀土颜料,

并发现晶粒生长不完全，经过1100℃热处理后，颜色明显改善。

3 天然矿物、尾矿和工业废渣制备陶瓷

颜料的研究在人类发展的过程中，随着工业化程度的加深，环境污染、资源短缺等一系列问题不断恶化。在环保和经济利益的带动下，各国已经开始研究利用天然矿物、尾矿、工业和生活废渣制备陶瓷色、釉料，这对环境保护和资源的综合利用具有重大意义，现在已经受到普遍重视。天然矿物有着它独特的化学组成，在颜料制备中，我们可以直接利用某些天然矿物去合成。如铬铁矿中含有较多的氧化铁和氧化铬，所以可以利用它来制备黑色无钴陶瓷颜料和电磁棕红色陶瓷颜料。EmelOzel等人就以铬铁矿为原料制备出了黑色无钴陶瓷颜料，并对铬铁矿的含量和预处理过程对颜色的影响进行了分析。利用然矿物可以降低陶瓷颜料的生产成本，同时减少消耗，简化了工艺流程。还有其它一些天然矿物如滑石、沸石、石英等制备陶瓷颜料有待进一步开发。尾矿和工业废渣在某种成份上的含量还是相当多的，在工业上可能已经不能再提炼，可是作为陶瓷颜料的原料，仍具有一定价值。目前利用尾矿和工业废渣来制备的陶瓷颜料主要有黑色颜料、黄色颜料以及绿色颜料等方面。边华英等人通过添加Cr2O3 和CuO 等添加剂，已成功利用含钴工业废料制备了黑色陶瓷颜料。利用硫酸渣制备铁基颜料铁黄和铁

皮直接氧化或用硫酸亚铁加铁屑通空气氧化均可得铁基颜料铁黄[7]，而且后者已经在工业上取得了应用。张学才等[8]人也在做用工业废铁粉制得了铁红颜料的研究。天然矿物、尾矿及工业废弃物作为原料制备颜料可能会由于产地、批次不同，而使得颜料的呈色不稳定，但是它们对于降低成本、保护环境、有效的治理工业污染却又深远的意义，是陶瓷颜料的发展趋势。

4 结论

随着陶瓷颜料的应用越来越广泛，如计算机喷墨打印等，颜料性能的要求也越来越高，新型的制备技术也在不断完善发展，多种制备方法的结合将是今后的一个发展方向，进一步将这些制备方法实现工业化生产，还需做大量的工作。利用天然矿物、工业废弃物等低质原料生产陶瓷颜料技术，也有广阔的应用前景和重要的环保意义。在实现陶瓷颜料的系统化，建立颜料数据库方面，还有大量的工作要做。该数据库应由以下内容组成：色釉料的分类名称；色釉料的化学组成和颗粒分析；釉料的赛格尔式，色釉料的烧成温度；颜色测定参数(L、a、b 和C IE 色图)，试片的彩色照片；配合料所使用的原料及组成；色釉料的配方等。作试片和建立数据库是并行进行的，而作数据库的前提是要完成有关组成（化学组成、矿物组成、颗粒组成）和物理、化学性能的测试，取得有关的数据。颜料数学模型的研究尚需开发。它是将影响颜料的一些影响因素用数学表达式表示出来，建立一定的数学模型，使得影响因素具体化。颜料数据库和数学模型的建立，让人们更加清楚的认识了颜料的合成机理，使用陶瓷颜料更加便利，这一工作将成为颜料史上规模最大，最具辉煌的一项工程。

参考文献

[1] 俞康泰,解茂林.化学共沉淀合成Pr-Nd-Zrcon 色料的研究.中国陶瓷,2003,36(5):1-4

[2] 曹丽云,黄剑峰,吴建鹏等.超声共沉淀法制备硅铁红陶瓷颜料.中国陶瓷业,2004,11(1):1-5

[3] 黄剑峰,曹丽云,沈青等.Sol-gel法制备硅铁红陶瓷颜料.电磁避雷器,2003,(5):12-16

[4] 陈静,王向德,叶书栋等.微乳液制备钴蓝云母珠光颜料.硅酸盐学报,2005,3（3 3）:346-350

[5] 赵彦钊,张波,朱振峰.合成无机颜料的新技术- 自蔓延高温合成.玻璃与搪

瓷,2005,33(2):52-56

[6]朱振峰,王若兰.低温燃烧合成法制备Ce1-x Pr x O 红色纳米稀土颜料.中国陶瓷工

业,2004,11(4):1-3

[7] 王芬,张超武,黄剑峰.硅酸盐制品的装饰及装饰材料.北京:化学工业出版社

[8]张学才,宋海燕,姚运金.用工业废铁粉制取铁红颜料的实验研究,2003,(1):87-92

功能陶瓷材料研究进展综述

功能陶瓷材料的应用 研究 姓名：刘军堂___________ 学号: 23122837________ 班级: 机械1201_________ 任课老师：张志坚__________

功能陶瓷材料的应用研究 1.选择一个课题进行相关检索，要求对课题作简要分析，并在分析的基础上确定检索词，准确描述检索过程。（10分）（可选择其他课程中以论文方式考核的科目，如无此类题目，可自选或用备选题目） 功能陶瓷 功能陶瓷材料是具有特殊优越性能的新型材料，各国在基础与应用研究以及工程化方面，均给予了特殊重视，特别是在信息、国防、现代交通与能源产业中均将其置于重要地位。根据功能陶瓷材料的应用前景，本文介绍了功能陶瓷新材料的性能、应用范围，市场的开发应用现状和开发应用新领域，以及正在研发的高性能陶瓷材料；同时介绍了功能陶瓷材料今后的发展趋势。 关键词：功能陶瓷材料；应用现状；趋势 检索过程 第一步：进入“中国知网”主页，网址是“https://www.wendangku.net/doc/4016864442.html, 第三步：登录成功后会进入操作界面， 第四步：选择要检索的文献数据库。在操作界面上，中国知网将其文献分成了不同的库，我们根据自己的文献范围属性进行选择。 第五步：检索参数设置。在操作界面的上部，有搜索参数设置对话框。最好逐一填写。（1）检索项，系统对文献进行了检索编码，每一个文献都有一一对应的编码，一个编码就是一种检索项。点击检索项框右边的向下箭头，就能弹出所有检索项，选中一个就好。（2）检索词，填入要求系统搜索的内容。没有明确严格要求，不一定是词语。但是需要考虑到它应当与你选中的检索项相一致。如检索项用了“关键词”，就不能用一个长句等作检索词了。（3）文献时间选择，根据文献可能出现的年代，点击对话框右边的小三角就可以选了。需要说明的是，中国知网建立时间是1994年，所以1994年及其后的数据才是最全的。现在他们在逐渐补充1994年以前的文献数据，但是，全面性可能要差些。（4）排序，提示系统将找到的文献按什么顺序呈现。（5）匹配，即要求系统按自己的检索要求进行哪种精确程度的检索。如果你确定你的文献参数，那么选择“精确”，如果不确定，就选择“模糊”。 第六步：点击“搜索”就完成了第一阶段的操作了。然后就进入检索结果呈现的界面：中国知网2.rar（点击打开查看），中国知网的结果呈现表中，对文献的基本信息：文献题目、文献的载体、发表时间及在中国知网中的收藏库名进行了说明。

陶瓷分类

陶瓷分类 (一)按瓷种分。目前市场上流通的主要有日用瓷器、骨灰瓷器、玲珑日用瓷器、釉下（中）彩日用瓷器、日用精陶器、普通陶瓷和精细陶瓷烹调器等。除骨灰瓷外，其余产品又按外观缺陷的多少或幅度的大小分为优等品、一等品、合格品等不同等级。 (二)按花面装饰方式分。按花面特色可分为釉上彩、釉中彩、釉下彩和色釉瓷及一些未加彩的白瓷等。 釉上彩陶瓷就是用釉上陶瓷颜料制成的花纸贴在釉面上或直接以颜料绘于产品表面，再经700~850℃烤烧而成的产品。因烤烧温度没有达到釉层的熔融温度，所以花面不能沉入釉中，只能紧贴于釉层表面。如果用手触摸，制品表面有凹凸感，肉眼观察高低不平。 釉中彩陶瓷彩烧温度比釉上彩高，达到了制品釉料的熔融温度，陶瓷颜料在釉料熔融时沉入釉中，冷却后被釉层覆盖。用手触摸制品表面平滑如玻璃，无明显的凹凸感。 釉下彩陶瓷是我国一种传统的装饰方法，制品的全部彩饰都在瓷坯上进行，经施釉后高温一次烧成，这种制品和釉中彩一样，花面被釉层覆盖，表面光亮、平整，无高低不平的感觉。 色釉瓷则在陶瓷釉料中加入一种高温色剂，使烧成后的制品釉面呈现出某种特定的颜色，如黄色、兰色、豆青色等。 白瓷通常指未经任何彩饰的陶瓷，这种制品市场上销量一般不大。 以上不同的装饰方式，除显示其艺术效果外，主要区别铅、镉等重金属元素含量上。其中釉中彩、釉下彩和绝大部份的色釉瓷、白瓷的铅、镉含量是很低的，而釉上彩如果在陶瓷花纸加工时使用了劣质颜料，或在花面设计上对含铅、镉高的颜料用量过大，或烤烧时温度、通风条件不够，则很容易引起铅、镉溶出量的超标。有的白瓷，主要是未加彩的骨灰瓷，由于采用含铅的熔块釉，如果烧成时不严格按骨灰瓷的工艺条件控制，铅溶出量超标的可能性也很大。 铅、镉溶出量是一项关系人体健康的安全卫生指标。人体血液中的铅、镉含量应越少越好。人们如长期食用铅、镉含量过高的产品盛装的食物，就会造成铅在血液中的沉积，导致大脑中枢神经，肾脏等器官的损伤。尤其对少年儿童的智力发育会产生严重的影响。 （一）按用途的不同分类 1、日用陶瓷：如餐具、茶具、缸，坛、盆、罐、盘、碟、碗等。 2、艺术{工艺}陶瓷：如花瓶、雕塑品．园林陶瓷器皿陈设品等。 3、工业陶瓷：指应用于各种工业的陶瓷制品。又分以下6各方面： ①建筑一卫生陶瓷：如砖瓦，排水管、面砖，外墙砖，卫生洁其等； ②化工{化学}陶瓷：用于各种化学工业的耐酸容器、管道，塔、泵、阀以及搪砌反应锅的耐酸砖、灰等； ③电瓷：用于电力工业高低压输电线路上的绝缘子。电机用套管，支柱绝缘于、低压电器和照明用绝缘子，以及电讯用绝缘子，无线电用绝缘子等； ④特种陶瓷：甩于各种现代工业和尖端科学技术的特种陶瓷制品，有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁石质瓷、锆英 石质瓷、锂质瓷、以及磁性瓷、金属陶瓷等。 （二）按所用原料及坯体的致密程度分类可分为： 粗陶（brickware or terra-cotta），细陶（potttery），炻器（stone Ware），半瓷器（semivitreous china），以至瓷器（130relain），原料是从粗到精，坯体是从粗松多孔，逐步到达致密，烧结，烧成温度也是逐渐从低趋高。

透明陶瓷的研究现状与发展展望_刘军芳

文章编号:1000-2278(2002)04-0246-05 透明陶瓷的研究现状与发展展望 刘军芳 傅正义 张东明 张金咏 (武汉理工大学) 摘 要 简要地论述了国内外对透明陶瓷的研究现状,重点介绍了透明陶瓷制备中出现的新方法和新工艺,探讨了气孔和晶界组织结构等因素对透明陶瓷的透光性能的影响,并对透明陶瓷研究的发展提出了自己的看法。关键词:透明陶瓷,制备工艺,气孔率 中图法分类号:TQ174.75+8 文献标识码:A THE RESEARCH SITUATION AND DEVELOPMENT PROSPECT OF TRANSPARENT CERAMICS Liu Jun f ang Fu Zhenyi Zhang Dongming Zhang Jinyong (Wuhan University of Science and Technology) Abstract THe current research situation for transparent ceramics was introduced.It mainly focused on the new method and new technology appeared in the transparent cera mics preparing.Meanwhile it simply discussed the effect of pores and grain boundary organization structure on the transmittance of transparent ceramics,and at the same time the author present her own opinion.Keywords transparent cera mics,prepara tion technics,porosity 1 前 言 自1962年R.L.C oble 首次报导成功地制备了透 明氧化铝陶瓷材料以来,为陶瓷材料开辟了新的应用领域。这种材料不仅具有较好的透明性,且耐腐蚀,能在高温高压下工作,还有许多其他材料无可比拟的性质,如强度高、介电性能优良、低电导率、高热导性等,所以逐渐在照明技术、光学、特种仪器制造、无线电子技术及高温技术等领域获得日益广泛的应用112 。近38年来,世界上许多国家,尤其是美国、日本、英国、俄罗斯、法国等对透明陶瓷材料作了大量的研究工作,先 后开发出了Al 2O 3、Y 2O 3、MgO 、CaO 、TiO 2、ThO 2、ZrO 2等 氧化物透明陶瓷以及Al N 、ZnS 、ZnSe 、MgF 2、CaF 2等非氧化物透明陶瓷 12-32 。 2 透明陶瓷的制备工艺 透明陶瓷的制备过程包括制粉、成型、烧结及机械加工的过程。为了达到陶瓷的透光性,必须具备以下 条件142 :(1)致密度高;(2)晶界没有杂质及玻璃相,或晶界的光学性质与微晶体之间差别很小;(3)晶粒较小而且均匀,其中没有空隙;(4)晶体对入射光的选择吸收很小;(5)无光学各向异性,晶体的结构最好是立方 收稿日期:2002-03-06 作者简介:刘军芳,武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,430070 第23卷第4期 2002年12月 陶瓷学报 JOURNAL OF CERAMICS Vol.23,No.4Dec.2002

现代陶瓷研究进展

材料与化工学院 2012级材料科学与工程二班 课程作业：无机非金属材料工艺学学生姓名：刘健 学生学号： 授课老师：

目录 1.传统陶瓷材料------------------------------------------------------------------------------------------------3 2.新型陶瓷材料------------------------------------------------------------------------------------------------3 2.1生物陶瓷材料------------------------------------------------------------------------------------------4 2.1.1生物陶瓷研究背景------------------------------------------------------------------------------4 2.1.2生物陶瓷研究的一些成果---------------------------------------------------------------------4 2.1.3生物陶瓷在国外的研究动态和发展趋势-------------------------------------------------4 2.1.4我国生物陶瓷材料研究设想与展望--------------------------------------------------------5 2.2高温压电陶瓷材料-------------------------------------------------------------------------------------5 2.2.1改性钛酸铅压电陶瓷----------------------------------------------------------------------------5 2.2.2 PZT基多元系压电陶瓷--------------------------------------------------------------------------6 2.3超级亲水易洁陶瓷材料-------------------------------------------------------------------------------6 2.4热障涂层陶瓷材料--------------------------------------------------------------------------------------7 2.4.1几类热障陶瓷涂料研究近况-------------------------------------------------------------------7 2.4.1.1氧化物稳定的ZrO2---------------------------------------------------------------------------7 2.4.1.2焦绿石或萤石结构A2B2O7陶瓷----------------------------------------------------------7 2.4.2需要达到的目标------------------------------------------------------------------------------------8 3.结语----------------------------------------------------------------------------------------------------------------8

透明氧化铝陶瓷制备的研究进展

透明氧化铝陶瓷制备的研究进展 关键词：透明氧化铝，透光率，烧结助剂，烧结工艺 1引言 透明氧化铝陶瓷最早是由美国Coble博士发明的，他通过在Al2O3中添加0．25wt% MgO，于1700～1800℃氢气气氛下烧结出呈半透明的氧化铝陶瓷，从此开创了透明氧化铝陶瓷研究和应用的新篇章［1］。经过半个世纪的不懈努力和研究，科研工作者发现，通过提高氧化铝的纯度、致密度以及合理的调控显

微结构，可以显著提高氧化铝陶瓷的透光性。 随着研究的不断开展，制备氧化铝陶瓷的烧结助剂得到了极大地扩展，除了MgO，一些稀土氧化物（如Y2O3、La2O3、ZrO2等）同样可以作为氧化铝陶瓷的烧结助剂，并且采用复合添加剂的效果优于单独使用MgO。关于添加剂的引入方式，谢志鹏等［2］提出了化学沉淀包覆工艺，在1800℃氢气气氛下烧结，制备了透明氧化铝陶瓷。与传统的球磨工艺相比，该方法能够实现添加剂在氧化铝基体中的均匀分布，从而大大提高了陶瓷的透光性。 关于透明氧化铝陶瓷的烧结技术，最近的研究工作表明，采用热等静压（HIP）、放电等离子（SPS）等特种烧结工艺可以制备出亚微米晶的高性能透明氧化铝陶瓷。例如，Jin等［3］采用SPS工艺，于1250～1350℃，80MPa压力下烧结，制备了晶粒尺寸小于1μm，直线透光率为53%的透明陶瓷。由于晶粒细小，其机械强度也非常优异。 此外，Mao等［4］就氧化铝晶粒光轴取向对透光性的影响进行了研究，他们通过在强磁场条件下进行透明Al2O3陶瓷浆料的注浆成型，使烧结后的Al2O3陶瓷晶粒光轴趋于一致，从而减少六方晶系Al2O3陶瓷因双折射率不同带来的光损失，显著提高透明Al2O3陶瓷的透过率。下面就影响氧化铝陶瓷透光性的各种因素，以及氧化铝粉体选择、烧结助剂及作用、烧结工艺及透明氧化铝陶瓷的应用进行综述。 2影响氧化铝陶瓷透明性的因素 2.1.1气孔 对透明陶瓷透光性能影响最大的因素是气孔率，又包括气孔尺寸、数量、种类。普通陶瓷即使具有高的密度，往往也不是透明的，这是因为其中有很多封闭气孔，并且当陶瓷内部的气孔率大于1%时，陶瓷就基本不再透明。有实验

陶瓷颜料的分类与性能

https://www.wendangku.net/doc/4016864442.html, 1 陶瓷颜料的分类与性能 陶瓷颜料的分类与性能 陶瓷颜料分为釉上颜料 与釉 下颜科内大类。 在达两大米中又有液体颜料与固体颜料之别。 釉上颜料主要由 色料与熔剂所组成 色料包括着色金属氧化物 (由单纯政两个以上氧化物细快与着色硅酸盐、 硅铝酸盐, 锅酸盐,络酸盆, 铁酸盐等。白们+陶瓷颜料中,~形成固溶体或混悬体 (如股体金在偏锡酸溶液中检成的紫金一一釉上玛瑙红的色基)。 熔剂为熔化溫度较低的玭璁体, 其成分对颜料的发色有密切关系。 熔剂大别分为酸性 磁性, 中性三类, 其成分又分为富含鉀, 钠、 铛, 硅, 硼酸警 釉下颜料, 由色料和母体矿物 (或其他添加剂) 组成。 不论釉上颜料或釉下颜料,其首要要求是要经得住高溫或低溫的烧灼。 在一定的溫度下烧成后, 生成所要求的种种颜色。 釉上颜料的烧成溫度, 约在600~850%C 之间。 釉下颜料, 一般则须达到1300C 以上. 上述釉上和釉下颜料, 统属于固体颜料。 液体颜料, 主要是电光水。 分为桃水 , 蓝水, 绿水、 黄水、, 白水 (日本称为白珍珠), 茶水 (即金茶) 银水及金水等。 电光水均为树脂酸金属盐与硫化香膏化合, 再溶解于挥发油和有机溶剂中, 成为浓厚的胶质油状液体。 电光水应与釉上颜料在同一温度下烧成, 发田谷种不同的珍珠光彩。 其他尚有釉下颜料水, 为可溶性有色金属盐类或二种以上金禹盐的混和物溶解于水中而成。 为了便干绘饰, 须酌加糊精,日油, 糖浆等以增加其粘度使之成为粘稠的液体, 经过彩绘后相. 颜料水吸入于坯体极微细的颡粒之间, 然后再在外面施以釉药, 烧成后, 即产生所需要的釉下色彩。 根据陶瓷颜料的烧 成范围, 釉 上颜料由于烧成温度较低, 其着色金属氧化物较多, 故颜料色彩种类也较多。 瓷器釉下颜色一般需与瓷器同时在1300C 以上的高温中烧成, 而且坯釉的组成和釉的熔融作 用又要求不影响颜料的色彩,故适合这种条件的着色金属氧化物为数不多,因此目前瓷器釉下颜料的色彩有限。 英国制的长石质白色陶器 (叉称白色餐具), 法国称为精陶器, 日本称为钢质陶器, 其釉烧温度约在 1000~1100C 之间。 因为釉烧溫度较低,其着色金属氧化物的发色安定,故所用釉下颜料的种类甚多。 我国对于精陶器尚未大量发展, 因此目前陶器釉下颜料需用不多。 为了适应我国瓷器生产的需要, 必需在现有的基础上增加瓷器颜料的新品种, 扩大色彩范围。 利用科学方法, 可在国外陶器的低温釉下颜料中,配加适量的特殊型化合物, 以提高耐热性和色泽的稳定性; 或在较高熔点的色料中, 配加适当的熔剂或矿化剂, 以降低熔点, 保护其色泽的稳定性和增加其化学抵抗作用, 实为发展釉上釉下颜料的新方向。 釉下颜料尚有许多新的研究课題, 如釉下黄的问題。 以前采用釉下鈾黄, 因鈾系放射性元素, 另有重要用途。 现提出鈦黄、鉻鈦黄、 釩锡黄, 釩鋯黄等新型颜料, 均能耐1300C 的高溫而不变色。 绨酸铅 (2PbO · Sb.O,) 化合物, 本为黄色最鲜明的 色料, 使用于釉上极为恰当, 惜其熔点过低, 流动性过强, 不能使用于高溫的瓷器釉下。 现经多方研究, 采用灰锡石(CaO ·SnO2)与之固溶以提高它的耐热性, 惜尚未达到理想的要求。 其他如鉻绿 (维多利亚绿) 、 釩青, 鉻铝红、 鉻铝锌红, 鉻锡红、 金红、铁红、 錳红, 鈷红等, 均为当前研究釉下颜料的对象, 已取得相当成果, 但还须逐步提高。

2010.氧化钇透明陶瓷的研究进展_靳玲玲

沈宗洋等： (Na, K)NbO3基无铅压电陶瓷的研究进展· 521 · 第38卷第3期 氧化钇透明陶瓷的研究进展 靳玲玲1，蒋志君2，章健1，王士维1 (1. 中国科学院上海硅酸盐研究所，上海 200050；2. 科技部高技术研究发展中心，北京 100044) 摘要：Y2O3为立方结构，熔点高，化学和光化学稳定性好，光学透明性范围较宽，声子能量低，易实现稀土离子的掺杂。Y2O3透明陶瓷在高温窗口，红外头罩，发光介质(闪烁、激光和上转换发光)及半导体行业具有潜在应用价值，有些已获得实际应用。结合研究结果，本文重点介绍Y2O3透明陶瓷制备工艺的研究进展，综合评述Y2O3透明陶瓷在高压气体放电灯灯管、窗口材料、闪烁陶瓷、激光陶瓷、上转换发光等应用领域方面的研究，并对国内Y2O3透明陶瓷的研发提出看法。 关键词：氧化钇；透明陶瓷；制备工艺；稀土掺杂；综合评述 中图分类号：O61 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2010)03–0521–06 RESEARCH PROGRESS OF YTTRIA TRANSPARENT CERAMICS JIN Lingling1，JIANG Zhijun2，ZHANG Jian1，WANG Shiwei1 (1. Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050; 2.The High Technology Research and Development Center, The Ministry of Science and Technology, Beijing 100044, China) Abstract: Because of the high melting point, chemical stability, high transmittance from ultraviolet rays to middle infra-red, and low phonon energy, yttria is a promising material for high temperature windows, infrared domes, optical matrix for scintillation, laser output and upconversion, and components of semiconductor devices. In this paper, the preparation process of yttria transparent ce-ramics and luminescence of the yttria transparent ceramics doped with rare earth elements are discussed in detail. And the applications in high-pressure gas discharge lamp, windows, scintillation ceramics, laser ceramics, upconversion luminescence, and so on are re-viewed. Finally, the views on the research of yttria transparent ceramics are put forward. Key words: yttria; transparent ceramics; preparation technology; rare-earth element doping; review 室温下，Y2O3为稳定的c型立方结构, 晶格常数为1.060nm, 空间群为T h7。每个单胞中包含32个Y3+和48个O2–。Y离子格位存在两种不同的晶格环境，有8个高对称性的S6(即C3i)格位和24个低对称性的C2格位。两种不同Y格位的配位数均为6。 Y2O3的物理化学性质的主要特点是： 1) 熔点高，化学和光化学稳定性好，光学透明性范围较宽(0.23～8.0μm)； 2) 在1050nm处，其折射率高达1.89，使其具有80%以上的理论透过率； 3) Y2O3具有足以容纳大多数三价稀土离子发射能级的、较大的导带到价带的带隙，可以通过稀土离子的掺杂，实现发光性能的有效裁剪，从而实现其应用的多功能化； 4) 声子能量低，其最大声子截止频率大约为550cm–1，低的声子能量可以抑制无辐射跃迁的几率，提高辐射跃迁的几率，从而提高发光量子效率；[1] 5) 热导率高，约为13.6W/(m·K)，高的热导率对其作为固体激光介质材料极为重要。[2] 上述特性使Y2O3透明陶瓷在高温窗口、红外探测、发光介质、半导体行业具有潜在应用价值。本 收稿日期：2009–06–16。修改稿收到日期：2009–08–08。基金项目：国家“863”计划(2006AA03Z535)资助项目。 第一作者：靳玲玲(1983—)，女，博士研究生。 通信作者：王士维(1964—)，男，博士，教授。Received date:2009–06–16. Approved date: 2009–08–08. First author: JIN Lingling (1983–), female, postgraduate student for doctor degree. E-mail: lljin@https://www.wendangku.net/doc/4016864442.html, Correspondent author: WANG Shiwei (1964–), male, Doctor, professor. E-mail: swwang51@https://www.wendangku.net/doc/4016864442.html, 第38卷第3期2010年3月 硅酸盐学报 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol. 38，No. 3 March，2010 DOI:10.14062/j.issn.0454-5648.2010.03.010

特种陶瓷材料的研究进展[1]

文章编号：1006-2874（2010）05-0071-04 特种陶瓷材料的研究进展 葛伟青 （唐山学院，唐山：０６３０００） 中图分类号：ＴＱ１７４．７５文献标识码：Ａ 特种陶瓷也称为先进陶瓷、现代陶瓷、新型陶瓷、高性能陶瓷、高技术陶瓷和精细陶瓷,突破了传统陶瓷以黏土为主要原料的界限,主要以氧化物、炭化物、氮化物、硅化物等为主要原料,有时还可以与金属进行复合形成陶瓷金属复合材料,是一种采用现代材料工艺制备的、具有独特和优异性能的陶瓷材料。已成为现代高性能复合材料的一个研究热点。特种陶瓷于二十世纪发展起来，在近二、三十年内，新产品不断涌现，在现代工业技术，特别是在高技术、新技术领域中的地位日趋重要。许多科学家预言：特种陶瓷在二十一世纪的科学技术发展中，必将占据十分重要的地位。 特种陶瓷不同的化学组成和组织结构决定了它不同的特殊性质和功能，可作为工程结构材料和功能材料应用于机械、电子、化工、冶炼、能源、医学、激光、核反应、宇航等领域。一些经济发达国家，特别是日本、美国和西欧国家，为了加速新技术革命，为新型产业的发展奠定物质基础，投入大量人力、物力和财力研究开发特种陶瓷，因此，特种陶瓷的发展十分迅速，在技术上也有很大突破。 １概述 特种陶瓷通常包括结构陶瓷、功能陶瓷(电子陶瓷)和生物陶瓷等.结构陶瓷具有高强度、高硬度、高耐磨、耐高温、耐腐蚀等特性,功能陶瓷具有导电、半导性、绝缘、压电、透光、光电、电光、声光、磁光等性能,生物陶瓷具有医疗(人工关节.骨、牙齿等)和催化等功能,在现代工业技术,特别是在高新技术领域中的地位日趋重要。 中国科学院上海硅酸盐研究所所长罗宏杰在佛山市加快发展特种陶瓷推介会上发言说，特种陶瓷具备传统陶瓷不具备的多种特性，消耗低、利润高，应用前景十分广阔。预计2010年全国的市场规模将达到400亿元。世界的市场规模将达到1500亿美元。中国经济的高速发展,将为特种陶瓷制造业提供广阔的市场与发展空间。 目前,高温结构陶瓷研究的主要目标仍然是燃气轮机、活塞发动机和磁流体发电机用的材料。高温结构陶瓷的应用在汽车、飞机、火箭等领域获得了成功。福特公司研制的汽车用轮机的机头、定子和叶轮都是用氮化硅制作的,热交换器是用蜂窝状结构的结晶化玻璃制成的。超音速飞机发动机和火箭燃烧室内壁、隔热衬层等高温部位都利用到了陶瓷材料。美国研制成功了AGT100和AGT101型全陶瓷汽车发动机,其进口温度分别达到了1290℃和1370℃,比超合金高200 ~260℃。 ２粉末制备技术进展情况 目前最引人注目的粉末制备技术是超高温技术。利用超高温技术可廉价地研制特种陶瓷。 超高温技术具有如下优点：能生产出用以往方法所不能生产的物质，能够获得纯度极高的物质，生产率会大幅度提高，可使作业程序简化、易行。目前，在超高温技术方面居领先地位的是日本。此外，溶解法制备粉末、化学气相沉积法制备陶瓷粉末、溶胶-凝胶法生产莫来石超细粉末以及等离子体气相反应法等也引起了人们的关注。 ３特种陶瓷成形方法及特点 ３．１干法成型 干法成型包括钢模压制成型、等静压成型、超高压成型、粉末电磁成型等方法。 3.1.1钢模压制成型（干压法） 将含有少量增塑剂、具有一定粒度配比的陶瓷粉末放在金属模内,在压机上受压,使之密实成型。钢模压制的优点是易于实现自动化,所以在工业生产中得到较大的应用。 3.1.2等静压成型 等静压成型是通过施加各项同性压力而使粉料一边压缩一边成型的方法。等静压力可达300MPa左右。在常温下成型时称为冷等静压成型,在几百摄氏度到2000℃温区内成型时称为热等静压成型。等静压有两种方式:干袋法和湿袋法。湿袋法是将粉末或颗粒密封于成型橡胶模型内,置于高压容器 收稿日期：2010-04-15 通讯联系人：葛伟青，E-mail:hbtsgwq@https://www.wendangku.net/doc/4016864442.html, ＣＨＩＮＡＣＥＲＡＭＩＣＩＮＤＵＳＴＲＹＯｃｔ．２０１０Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．５ 中国陶瓷工业 ２０１０年１０月第１７卷第５期

陶瓷简介

陶瓷 陶瓷是陶器和瓷器的总称。人早在约公元前8000年前的新石器时代就发明了陶器。陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。常见的陶瓷材料有粘土、氧化铝、高岭土等。陶瓷材料一般硬度较高，但可塑性较差。除了在食器、装饰的使用上，在科学、技术的发展中亦扮演重要角色。陶瓷原料是地球原有的大量资源黏土经过淬取而成。而粘土的性质具韧性，常温遇水可塑，微干可雕，全干可磨；烧至700度可成陶器能装水；烧至1230度则瓷化，可几乎完全不吸水且耐高温耐腐蚀。其用法之弹性，在今日文化科技中有各种创意的应用。 陶瓷英文Ceramic(或者China)；陶瓷拼音Táocí；陶瓷是以天然粘土以及各种天然矿物为主要原料经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料的各种制品。以前人们把用陶土制作成的在专门的窑炉中高温烧制的物品称作陶瓷，陶瓷是陶器和瓷器的总称。陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼，成形，煅烧而制成的各种制品。由最粗糙的土器到最精细的精陶和瓷器都属于它的范围。对于它的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物(如粘土、石英等)，因此与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业，同属于“硅酸盐工业”的范畴。陶瓷的主要产区为景德镇、醴陵、高安、丰城、萍乡、黎川、佛山、潮州、德化、淄博、北流等地。 早在欧洲掌握制瓷技术之前一千多年，中国已能制造出相当精美的瓷器。从我国陶瓷发展史来看，一般是把“陶瓷”这个名词一分为二，为陶和瓷两大类。中国传统陶瓷的发展，经历过一个相当漫长的历史时期，种类繁杂，工艺特殊，所以，对中国传统陶瓷的分类除考虑技术上的硬性指标外，还需要综合考虑历来传统的习惯分类方法，结合古今科技认识上的变化，才能更为有效地得出归类结论。 作为汉族传统文化之一的陶瓷文化，在民族母体中孕育、成长与发展，它以活生生的凝聚着创作者情感、带着泥土的芬芳、留存着创作者心手相应的意气的艺术形象，表现着汉族文化，叙述着一个个动听的故事，展现着广阔的社会生活画卷，记录着芸芸众生的悲欢离合，描述着民族的心理、精神和性格的发展与变化，伴随着民族的喜与悲而前行。 新石器时期彩陶中的陶塑作品，记录着先民生存的愿望。那陶塑的猪、牛、狗，模仿着打猎而来或者豢养而食的动物形象，演示着与大自然搏斗的酷烈，表达着文明的演化与发展。摩娑这些与实物逼真无二的作品，想象着先民的困惑、喜悦和奋争，那在洪荒、野蛮中奔突与呼叫的景象，撼人心魄。

陶瓷材料科学论文

学号： 1004230213 专业素质教育 2012 ~ 2013 学年秋季学期 学院：材料学院 专业班级：无机10—02班 姓名：宋海彬 透明陶瓷的研究现状与发展展望 摘要:陶瓷具有广大的发展前景，透明陶瓷以其优异的综合性能已成为一种新型的、备受瞩目的功能材料。综述了透明陶瓷的分类，探讨了透明陶瓷的制备工艺，并展望了透明陶的应用前景。 关键词:性能透明材料前景组成陶瓷透光性制备工艺应用 前言:1962年RLC首次报导成功地制备了透明氧化铝陶瓷材料以来,为陶瓷材料开辟了新的应用领域。这种材料不仅具有较好的透明性,且耐腐蚀,能在高温高压下工作,还有许多其他材料无可比拟的性质,如强度高、介电性能优良、低电导率、高热导性等,所以逐渐在照明技术、光学、特种仪器制造、无线电子技术及高温技术等领域获得日益广泛的应用。 透明陶瓷的分类 透明陶瓷材料主要分为氧化物透明陶瓷和非氧化物透明陶瓷两类。 1氧化物透明陶瓷

对氧化物透明陶瓷的研究早于对非氧化物透明陶瓷的究，其制备工艺也相对成熟。到目前为止，已经先后研发出了多种材料:Be()、ScZ()3、Ti认、ZK):、Ca(〕、Th(矢、A12()3仁5·6〕、Mg()、AI()NL，」、YZ03[8·”〕、稀土元素氧化物、忆铝石榴石(3Y203·SA12()。)仁’0，”】、铝镁尖晶石(Mg()·A一2()。)〔’2，’3]和透明铁电陶瓷pLZ子川等。其中AiZ姚、M四、YZ姚以及忆铝石榴石以其自身优异的综合性能，现已经得到广泛的应用。2非氧化物透明陶瓷 对非氧化物透明陶瓷的研究是从20世纪80年代开始的。非氧化物透明陶瓷的制备比氧化物透明陶瓷的制备要困难得多，这是由于非氧化物透明陶瓷具有较低的烧结活性、自身含有过多的杂质元素(如氧等)，这些都成为制约非氧化物透明陶瓷实现成功烧结并得到广泛应用的主要因素。但经过各国研究人员的共同努力和深人研究，现已经成功地制备出了多种透明度很高的非氧化物透明陶瓷，其中最典型的是AIN、GaAS、MgFZ、ZnS、CaFZ等透明陶瓷。 与氧化物透明陶瓷相比，大多数的非氧化物透明陶瓷不仅室温强度高，而且高温力学性能好，此外，还具有优良的抗急冷急热冲击性能。这些都使得对非氧化物透明陶瓷的研究势在必行。 透明陶瓷的制备工艺 透明陶瓷的制备过程包括制粉、成型、烧结及机械加工的过程。为了达到陶瓷的透光性,必须具备以下条件〔4〕:(1)致密度高;(2)晶界没有杂质及玻璃相,或晶界的光学性质与微晶体之间差别很小;(3)晶粒较小而且均匀,其中没有空隙;(4)晶体对入射光的选择吸收很小; (5)无光学各向异性,晶体的结构最好是立方晶系;(6)表面光洁度高。因此,对制备过程中的每一步,都必须精确调控,以制备出良好的透明陶瓷材料。

陶瓷材料的研究进展

论文 题目：陶瓷材料的研究进展 姓名： 专业：化学工程与工艺 学号： 日期：2009-6-21

陶瓷材料的研究进展 摘要：近年来，随着科学的进步，陶瓷材料越来越多的进入我们的生产和生活，并且在性能和作用上体现出出乎意料的优越性。就我所知，陶瓷材料大体上可以分为四个类型：传统工艺陶瓷，结构陶瓷，功能陶瓷和生物陶瓷。本文仅对后三种新型陶瓷材料的研究进展做一个简单综述。 关键词：结构陶瓷功能陶瓷生物陶瓷纳米技术Abstract: In recent years, along with the science progress, the ceramic material more and more entered our production and the life, and manifested the superiority unexpectedly in the performance and the function. I know, the ceramic material may divide into four types on the whole: Traditional process ceramics, structure ceramics, functional ceramic and biological ceramics. This article only makes a simple summary to the latter three kind of new ceramic material's research development. Key word: Structure ceramics，functional ceramic，biology ceramics ，nanotechnology

颜料发展史

无机颜料发展史 自史前时代起，天然无机颜料就已经为人类所知并使用。在超过6万年以前的旧石器时代中期，人类就已经把天然赭石作为着色物料使用。在旧石器时代晚期，距今约3万年前，人类开始使用木炭、赭石、锰棕和瓷土等作为绘画颜料创作岩窟壁画，法国南部、西班牙北部和北非发现的岩洞壁画，均使用了这些物料。 大约在5000多年前，人们开始煅烧天然赭石，有时还混杂以锰矿，来制取红色、紫色以及黑色颜料，用于陶器生产。在古埃及和古巴比伦，绘画、釉瓷、玻璃和染色技术已经相当发达，考古学家发现的公元前2600年左右的古埃及文物中，埃及蓝已被用于绘制装饰物，作为青金石的仿制品。朱砂（硫化汞）的使用也有几千年的历史，中国有“涂朱甲骨”的说法，用朱砂涂于甲骨文以行明示。 雌黄（三硫化二砷）和锑黄（锑酸铅黄）是人类最早发现的足够鲜亮的黄色颜料。群青（Ultramarine）和人造埃及蓝（硅酸铜钙）则是最早的蓝色颜料。绿土和孔雀石是最早的绿色颜料。砖用着色釉（陶瓷颜料）被迦勒底人（Chaldeaus）所广泛使用。而白色颜料则主要是方解石、某种形态的硫酸钙和高岭土。硫化锑和硫化铅（方铅矿石）通常被用为黑色颜料；钴玻璃和氧化钴铝为蓝色颜料。

根据古希腊历史学家普鲁塔克（Plutarck）的说法，古希腊人和古罗马人都不那么重视染色艺术，对新颜料的开发贡献甚少。据古罗马时代的百科词典编撰者普林尼（Pliny）（公元23年-79年）的描绘，颜料不外乎就是雌黄、雄黄、黄丹（一氧化铅）、红丹、铅白、铜绿以及颜料的明矾色淀等，并无其他新颜料的记载。 从人类大迁徙（4~6世纪）到中世纪末的年代，除了重新发明的锑黄颜料和从远东传来的某些织物染料，着色物料成员没有什么明显的增加。在文艺复兴早期，颜料领域的新发展开始出现。西班牙人从墨西哥带来了胭脂红（洋红），在欧洲，开发了钴蓝和含钴的蓝色玻璃。 伴着工业革命的到来，从18世纪开始，无机颜料的研发不断突破并开始了工业化大规模生产。 1704年，德国人迪斯巴赫发明了铁蓝（普鲁士蓝）的制造方法，于1707年投入了生产。1777年钴蓝开始大规模生产。 进入19世纪群青、翠铬绿、氧化铁颜料以及镉系颜料陆续涌现。1809年法国化学家沃克兰成功开发出了铬黄，并于1818年在德国开始了工业化生产。 1831年法国化学家吉梅在里昂人造合成了群青并开始工业化生产，从而使群青大量和廉价地供应市场。

陶瓷材料

简介 陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。 编辑本段分类 陶瓷材料分为普通陶瓷（传统陶瓷）材料和特种陶瓷（现代陶瓷）材料两大类。 普通陶瓷材料 采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成，是典型的硅酸盐材料，主要组成元素是硅、铝、氧，这三种元素占地壳元素总量的90%，普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟。这类陶瓷按性能特征和用途又可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷、化工陶瓷等。 特种陶瓷材料 采用高纯度人工合成的原料，利用精密控制工艺成形烧结制成，一般具有某些特殊性能，以适应各种需要。根据其主要成分，有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等；特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能。本节主要介绍特种陶瓷。 编辑本段性能特点 力学性能 陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料，其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗压强度较高，但抗拉强度较低，塑性和韧性很差。 热性能 陶瓷材料一般具有高的熔点（大多在2000℃以上），且在高温下具有极好的化学稳定性；陶瓷的导热性低于金属材料，陶瓷还是良好的隔热材料。同时陶瓷的线膨胀系数比金属低，当温度发生变化时，陶瓷具有良好的尺寸稳定性。 电性能 大多数陶瓷具有良好的电绝缘性，因此大量用于制作各种电压（1kV~110kV）的绝缘器件。铁电陶瓷（钛酸钡BaTiO3）具有较高的介电常数，可用于制作电容器，铁电陶瓷在外电场的作用下，还能改变形状，将电能转换为机械能（具有压电材料的特性），可用作扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等。少数陶瓷还具有半导体的特性，可作整流器。 化学性能 陶瓷材料在高温下不易氧化，并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力。 光学性能 陶瓷材料还有独特的光学性能，可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等，透明陶瓷可用于高压钠灯管等。磁性陶瓷（铁氧体如：MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4）在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途。 编辑本段常用特种陶瓷材料 根据用途不同，特种陶瓷材料可分为结构陶瓷、工具陶瓷、功能陶瓷。 1．结构陶瓷 氧化铝陶瓷主要组成物为Al2O3，一般含量大于45%。氧化铝陶瓷具有各种优良的性能。耐高温，一般可要1600℃长期使用，耐腐蚀，高强度，其强度为普通陶瓷的2~3倍，高者可达5~6倍。其缺点是脆性大，不能受受突然的环境温度变化。用途极为广泛，可用作坩埚、发动机火花塞、高温耐火材料、热电偶套管、密封环等，也可作刀具和模具。氮化硅陶瓷主要组成物是Si3N4，这是一种高温强度高、高硬度、耐磨、耐腐蚀并能自润滑的高温陶瓷，线膨胀系数在各种陶瓷中最小，使用温度高达1400℃，具有极好的耐腐蚀性，除氢氟酸外，能耐其它各种酸的腐蚀，并能耐碱、各种金属的腐蚀，并具有优良的电绝缘性和耐

AlON透明陶瓷研究进展

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/4016864442.html, AlON透明陶瓷研究进展 作者：石坚波 来源：《江苏陶瓷》2015年第02期 摘要透明氮氧化铝（AlON）陶瓷具有优异的光学、力学、热学综合性能，在国防和商业众多领域内具有广阔的应用前景。本文对AlON陶瓷的性能、合成方法和制备工艺、应用等方面的研究进展进行了综述，并对其未来的研究发展方向进行了展望。 关键词氮氧化铝（AlON）；透明陶瓷；制备进展； 0 引言 氮氧化铝（γ-AlON，简称AlON）是一种透明多晶陶瓷，它是一种全新的多晶红外材料，在可见光至中红外具有高的光学透过性能[1]。它最大的优点是具有光学各向同性，且在中红 外波段具有良好的透光率（在波长0.2 ～6.0 μm范围内透光率80%以上），且具有良好的物理、机械和化学性质，因而透明AlON陶瓷是导弹整流罩、红外窗口材料和防弹装甲材料的优选材料[2-3]。基于AlON陶瓷在军事领域及商业领域中巨大的应用前景，AlON陶瓷材料开发研究已成为透明陶瓷材料研究开发的热点之一，美国已将AlON多晶陶瓷列为二十一世纪重点发展的光功能透明材料之一。 1 AlON陶瓷的性能 AlON、蓝宝石（sapphire）和尖晶石（MgAl2O4）三种常用的中红外材料的性能对比如表1所示，可以看出，AlON陶瓷的光学性能与蓝宝石、尖晶石、氧化钇相当（中红外透光 率>80%），而抗弯强度与蓝宝石接近（300MPa），明显高于尖晶石（190MPa）和氧化钇（160MPa）。由于蓝宝石单晶窗口材料的制备成本非常高，且大尺寸很难制备，而AlON陶瓷则可以通过先进陶瓷制备方法实现大尺寸及复杂样品的制备，并具有光学各向同性的优点，因此AlON陶瓷已成为高性能双模天线罩和中红外窗口的首选材料。 剂通常有C、Al、NH3和H2，而Al2O3碳热还原氮化法制备AlON粉末是一种最常用方法，其化学反应式如式（2）所示： Al2O3（s）+C（s）+N2→AlON（s）+CO （2） Zheng J[6]和Maguire[7]选用合适的氧化铝与碳的配比，通过两步法升温合成了纯相AlON 粉体。李亚伟等人[8]采用不同类型的铝源和同一种炭黑进行碳热还原反应，实验表明其他不 同铝源的反应活性均比α-Al2O3高，原因是这些铝源先转化为反应活性较高的γ-Al2O3，与Zheng J.等人得出相同的结论。