小米在陶瓷蓋板上的黑科技想必業(yè)內(nèi)人士已有一些了解，小米9月份推出了兩款陶瓷手機(jī)，小米MIX2及尊享版，前一段時(shí)間央視采訪視頻中，小米負(fù)責(zé)人直接拿電鉆來做硬度測(cè)試驚呆了眾人，小米的陶瓷蓋板在電鉆猛烈的攻擊下依然無劃痕，確實(shí)很牛。如何做一個(gè)高強(qiáng)硬度的陶瓷蓋板，工藝固然重要，但粉體更重要！今天我們就來了解一下陶瓷粉體的特征吧！

粉體的特性對(duì)于后續(xù)的成型和燒結(jié)都有著顯著影響，特別是對(duì)陶瓷最終顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能具有重要作用。通常純度高、粒徑細(xì)小均勻且燒結(jié)活性好的粉體有利于制得結(jié)構(gòu)均勻致密和力學(xué)性能優(yōu)異的結(jié)構(gòu)陶瓷材料。

圖 氧化鋯粉體材料

目前國(guó)內(nèi)有做陶瓷粉體的企業(yè)有國(guó)瓷、東曹、東方鋯業(yè)等。

先進(jìn)的陶瓷粉體特征主要包括顆粒大小、粒徑分布、顆粒形狀、團(tuán)聚度、化學(xué)純度及相組成，將直接影響到成型坯體和燒結(jié)體的顯微結(jié)構(gòu)。此外，粉體表面的結(jié)構(gòu)以及化學(xué)狀態(tài)對(duì)燒結(jié)活性也具有重要影響。接下來我們從幾個(gè)特征來詳細(xì)說明一下

圖 SPS燒結(jié)的無添加劑的晶粒均勻的氧化鋯陶瓷掃描圖

通常亞微米級(jí)的陶瓷粉體對(duì)于注漿或膠態(tài)成型的懸浮體制備是有利的，而且燒結(jié)活性較高容易得到高密度的陶瓷坯體和燒結(jié)體。

粒徑分布較寬的粉體或雙峰分布的粉體，雖然有可能達(dá)到高的坯體堆積密度，但在燒結(jié)過程中，其顯微結(jié)構(gòu)的控制將變得困難。因?yàn)榇缶Я３３?huì)吞噬小晶粒而快速長(zhǎng)大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不均勻，力學(xué)性能變差。而粒徑分布比較窄的粉體的均勻堆積，一般可以保證更好地控制顯微組織。

一般球形或等軸狀的粉體顆粒對(duì)于控制粉體堆積的均勻性是有利的。

粉料團(tuán)聚會(huì)導(dǎo)致成型坯體的不均勻性，這又會(huì)在燒結(jié)過程中因各部位收縮速率不同而導(dǎo)致“差異燒結(jié)”，從而在燒結(jié)體中形成大的不規(guī)則孔洞或類似裂紋的孔洞。這些孔洞成為潛在的裂紋源，從而大大降低材料的力學(xué)性能和可靠性。可見，粉末的團(tuán)聚會(huì)嚴(yán)重影響燒結(jié)后陶瓷的致密度和顯微結(jié)構(gòu)的均勻性。

通常團(tuán)聚可分為兩類，即顆粒之間以弱的范德華力連接的軟團(tuán)聚和顆粒之間以強(qiáng)化學(xué)鍵連接的硬團(tuán)聚。對(duì)于陶瓷粉體最理想的狀態(tài)是避免團(tuán)聚，但是在大多數(shù)情況下是不太可能的；此種情況下，可允許軟團(tuán)聚而應(yīng)該盡可能避免硬團(tuán)聚。因?yàn)榕c硬團(tuán)聚相比，軟團(tuán)聚常常可以更簡(jiǎn)單地通過機(jī)械方法（如球磨、攪拌磨）或在液體中的分散來打破，硬團(tuán)聚則無法被打破分散。

粉體中表面雜質(zhì)一方面可能對(duì)顆粒在液體中的分散帶來不利，因?yàn)殡s質(zhì)離子會(huì)減小雙電層厚度和Zeta電位，增大陶瓷懸浮體的黏度；另一方面雜質(zhì)有可能導(dǎo)致在燒結(jié)過程中產(chǎn)生少量液相，這會(huì)導(dǎo)致少數(shù)晶粒的異常長(zhǎng)大，難以獲得晶粒均勻細(xì)小的顯微結(jié)構(gòu)。

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