陶瓷原料的制备.ppt

第七章 陶瓷原料的制备 第一节 粉末的物理性能 第二节 陶瓷粉体的制备方法 * * 第一节 粉末的物理性能 第二节 陶瓷粉体的制备方法 粉末的分类 颗 粒 （＞100 μm） 粉 体 （1～100μm） 超细粉体 （0.1～1μm） 纳米粉体 （＜ 0.1μm） 粉 末 粉体的物理性能 角 状 针 状 树 枝 状 纤 维 状 片 状 粒 状 球 状 不规则状 粉体形状 粉体形状： 粉体的粒度（particle size） 由于细颗粒的团聚作用，粉体一般是大量颗粒的聚 合体。习惯上也把 聚合体称为颗粒。 按ISO3252定 义，晶粒（A）、 颗粒（B）、聚合 体（C）的区别如 右图所示。 粉体的粒径具有统计特征，而不是对单个颗粒的尺 寸。所以，一般将颗粒的平均大小称为粒度。习惯上可 将粒径和粒度二词通用。 1 粒径的统计特征 2 粒径的表示方法 颗粒的大小用其在空间范围所占据的线性尺寸表示。 球性颗粒的直径就是粒径（particle diameter）。非球 形颗粒的粒径则用球体、立方体或长方体的尺寸表示。 其中用球体的直径表示不规则颗粒的粒径应用得最 普遍，称为当量直径或相当径（equivalent diameter）。 粒径的主要表示方法有：等体积球相当径、等表面 积相当径、等沉降速度相当径、投影径以及筛分径等。 1） 等体积球相当径：用等体积球的直径来描述不规则 形状颗粒的尺寸。 2）等表面积球相当径：用等表面积球的直径来描述不 规则形状颗粒的尺寸。 3） 等沉降速度相当径：利用颗粒在液体中的沉降速度 与粒径的关系来确定颗粒的粒径。 4） 投影径：利用显微镜观察颗粒的投影，可测量颗粒 的粒径。 5） 筛分径：当颗粒通过粗筛网并停留在细筛网上时， 粗细筛孔的孔径范围称为筛分径。 例如：粉末的粒径为45～60目表示该粉末可通过 45目粗筛网，而停留在60目筛网上。 由于实际粉体大都由粒度不等的颗粒组成，所以它 就存在一个粒度分布范围，简称粒度分布。 粒度分布通常用简单的图表或函数形式来表示。 3 粉体的粒度分布（particle diameter distribution） 1）频度分布（微分型）：用横坐标表示粒径，纵坐标 表示各粒径对应的颗粒百分含量。 2）累积分布（积分型）：用横坐标表示粒径，纵坐标 表示小于(或大于)某粒径的颗粒占全部颗粒的百分含量。 粉体的粒子学特性： 粉体的粒子学特性包括粉体粒径、粒径分布、粒子 形状、密度、流动性、堆积密度等，其中粉体的粒径对 陶瓷的性能影响最为关键。 粉体的粒径减小，其单位质量的粉体数目增加，表 面积增大，存储于颗粒表面的表面能也随之增加；相应 地，会引起粉体的一些重要性能发生变化，尤其是对超 细粉。 1 材料的熔点降低 熔点降低这意味着陶瓷可以在更低的烧结温度下致 密化，能有效控制晶粒长大的倾向。例如，5μm的氧 化锆粉体的烧结温度为1800℃，而粒径降到0.05μm时， 其烧结温度仅为1200 ℃。 2 蒸汽压上升 有利于控制烧结过程中的组分含量。 3 颗粒表面反射率下降 当金属颗粒减小到纳米级后，粉体颜色变黑，吸光 性能极佳。 4 电阻率上升 纳米Ag粉末的绝缘性极好。 粉体的物理制备方法 机械粉碎法 气流粉碎法 物理气相沉积（PVD）法 物理制备方法 粉体的化学制备方法 沉淀法： 主要原理是：在液相中采用各种水溶性化合物经混 合、发应生成不溶于水的沉淀，将沉淀洗涤并热分解可 形成超细粉。 沉淀法可以分为直接沉淀法、均匀沉淀法和共沉淀 法等。 1 直接沉淀法 向盐溶液中直接加入沉淀剂进行反应得到细小沉淀 物的方法。 该法容易因为溶液中局部沉淀剂浓度过高， 发生不均匀沉淀。 2 均匀沉淀法 依靠溶液内部缓慢均匀地生成沉淀剂而进行沉淀反 应地方法。该方法消除了直接沉淀法发生不均匀沉淀的 现象。（例如：尿素水解制备盐类，教材P109） 3 共沉淀法 在溶液中同时沉淀两种或两种以上金属离子得到均 匀性好的复合氧化物的方法。该法所制备的复合粉末在 粒度、纯度和均匀性上都远远超过机械粉碎混合法。 例如：在氨水溶液中制备氧化锆合氧化钇复合粉 体的制备。（教