



全瓷(ci)材料的分(fen)類(lei)
有研究者(zhe)根(gen)據材料微觀(guan)構成中(zhong)玻(bo)璃(li)相(xiang)與(yu)晶相(xiang)含量(liang)的不同(tong),將(jiang)全瓷(ci)材料分(fen)為(wei)三類:
(1)長石(shi)質(zhi)瓷(ci) 主(zhu)要(yao)為(wei)玻(bo)璃相,由天(tian)然(ran)的長石(shi)、石(shi)英(ying)、高(gao)嶺(ling)土(tu)三組分(fen)經(jing)高(gao)溫(wen)燒(shao)結(jie)而成。長(chang)石(shi)質(zhi)瓷(ci)是(shi)最早(zao)應(ying)用(yong)於牙科的陶瓷(ci)材料,其光(guang)學(xue)性(xing)能(neng)非(fei)常接近(jin)於牙釉質(zhi)和(he)牙本(ben)質(zhi)。但由於它的(de)機(ji)械性(xing)能(neng)較差(cha),撓(nao)曲(qu)強度(du)通(tong)常只在(zai)60~70 MPa,因此常用(yong)作瓷熔(rong)附金(jin)屬(shu)修(xiu)復體 、熔(rong)附陶瓷(ci)修(xiu)復體。
(2)玻璃陶瓷(ci) 同時含有玻璃(li)相和(he)晶(jing)相,又(you)稱(cheng)微晶(jing)玻璃,是經過(guo)高(gao)溫(wen)融(rong)化(hua)、成型(xing)、熱處(chu)理而(er)制成的(de)壹類晶相(xiang)與(yu)玻璃(li)相(xiang)結(jie)合的復(fu)合材料。與(yu)非晶(jing)玻(bo)璃(li)相比(bi),晶(jing)體填料在(zai)玻璃(li)相中的添(tian)加(jia)或生(sheng)長使(shi)玻(bo)璃(li)基(ji)陶瓷(ci)在(zai)機(ji)械性(xing)能(neng)和(he)光(guang)學(xue)性(xing)能(neng)上(shang)有很(hen)大(da)的改變,如增加了(le)熱膨(peng)脹(zhang)系數(shu)和(he)韌(ren)性(xing),改變了材料的顏(yan)色(se)、乳(ru)光(guang)性(xing)和(he)透(tou)明(ming)度(du)。
(3)多(duo)晶(jing)陶瓷(ci) 是壹種(zhong)由晶(jing)體直接燒(shao)結(jie)成的(de),不含玻(bo)璃相(xiang)、氣相(xiang)的(de)致(zhi)密(mi)陶瓷(ci)材料,擁(yong)有很(hen)高(gao)的強度(du)和(he)硬(ying)度,運用(yong)CAD/CAM 設備(bei)進(jin)行加(jia)工(gong)。這(zhe)類(lei)材料因為(wei)缺(que)乏玻璃(li)相,通(tong)常透明(ming)度(du)很(hen)低(di),需要飾(shi)以(yi)飾(shi)面(mian)瓷。[1]
玻(bo)璃相(xiang)為(wei)主(zhu)的(de)玻(bo)璃(li)陶瓷(ci)具有良好(hao)的美(mei)學性(xing)能(neng),隨(sui)著(zhe)晶(jing)體數量的增(zeng)加(jia),其強(qiang)度越來(lai)越(yue)高(gao),但透(tou)明(ming)性(xing)變差。
圖1 常見口(kou)腔(qiang)陶瓷(ci)材料的結(jie)構與(yu)力(li)學性(xing)能(neng)比(bi)較
(源(yuan)自參(can)考文(wen)獻(xian)1)
該種(zhong)分(fen)類(lei)方(fang)法(fa)暗(an)示了(le)陶瓷(ci)成分(fen)與(yu)適(shi)應(ying)癥(zheng)的(de)關系。然(ran)而,隨(sui)著(zhe)當前多(duo)晶(jing)陶瓷(ci)微結(jie)構的(de)發展(zhan),更多(duo)的(de)更多(duo)的(de)半透明(ming)氧(yang)化(hua)鋯和(he)更堅固(gu)透明(ming)性(xing)下(xia)降的玻(bo)璃(li)陶瓷(ci)的問世對該概念提出(chu)了(le)挑戰。工(gong)業中(zhong)陶瓷(ci)技(ji)術的根本(ben)發展(zhan):這(zhe)些(xie)材料的制造過(guo)程已經(jing)從(cong)天(tian)然(ran)成分(fen)(即長石(shi))轉(zhuan)變為(wei)合(he)成陶瓷(ci)。
圖2 全瓷(ci)材料和(he)類(lei)陶瓷(ci)材料的分(fen)類(lei)
氧(yang)化鋯陶瓷(ci)件(jian)具有熔(rong)點和(he)沸(fei)點高(gao)、硬度大(da)、常溫(wen)下(xia)為(wei)絕(jue)緣體、而高(gao)溫(wen)下(xia)則(ze)具有導(dao)電性(xing)等(deng)優(you)良性(xing)質(zhi)。氧化(hua)鋯陶瓷(ci)件(jian)有3中晶(jing)型,屬(shu)於多(duo)晶(jing)相轉(zhuan)化物(wu)。穩定的(de)低溫(wen)相為(wei)單(dan)斜相(xiang);高(gao)於1000°時,四(si)方(fang)相(xiang)逐(zhu)漸(jian)形成;高(gao)於2370°時,轉變為(wei)立方(fang)晶(jing)相。具有高(gao)硬度,高(gao)強度,高(gao)韌性(xing),極(ji)高(gao)的耐磨性(xing)及(ji)耐化(hua)學(xue)腐(fu)蝕性(xing)等(deng)等(deng)優(you)良的(de)物(wu)化(hua)性(xing)能(neng)。已經(jing)在(zai)耐火(huo)材料、機(ji)械、電(dian)子、光(guang)學(xue)、航空航天(tian)、生(sheng)物(wu)、化學(xue)等(deng)等(deng)各(ge)種(zhong)領(ling)域獲得(de)廣(guang)泛(fan)的應(ying)用(yong)。
將(jiang)顆(ke)粒(li)狀(zhuang)氧(yang)化(hua)鋁陶瓷(ci)坯體致(zhi)密(mi)化(hua)並(bing)形(xing)成固(gu)體材料的技(ji)術方(fang)法(fa)叫燒(shao)結(jie)。燒(shao)結(jie)即將(jiang)坯體內(nei)顆(ke)粒(li)間空洞(dong)排除(chu),將(jiang)少量(liang)氣體及雜質有機(ji)物排除(chu),使(shi)顆(ke)粒(li)之(zhi)間相互生長(chang)結合,形成新(xin)的物(wu)質(zhi)的方(fang)法(fa)。燒(shao)成使(shi)用(yong)的加(jia)熱裝置最廣(guang)泛(fan)使用(yong)電爐(lu)。除了常壓燒(shao)結(jie)即無壓燒(shao)結(jie)外(wai),還有熱壓燒(shao)結(jie)及熱等(deng)靜(jing)壓燒(shao)結(jie)等(deng)。連(lian)續(xu)熱壓燒(shao)結(jie)雖然提高(gao)產(chan)量,但設備(bei)和(he)模(mo)具費(fei)用(yong)太(tai)高(gao),此外(wai)由於屬(shu)軸向(xiang)受(shou)熱,制品(pin)長(chang)度(du)受(shou)到限(xian)制。熱等(deng)靜(jing)壓燒(shao)成采(cai)用(yong)高(gao)溫(wen)高(gao)壓氣體作壓力(li)傳(chuan)遞介(jie)質(zhi),具有各(ge)向(xiang)均(jun)勻受(shou)熱之(zhi)優(you)點,很(hen)適(shi)合(he)形狀(zhuang)復(fu)雜(za)制品(pin)的(de)燒(shao)結(jie)。由於結(jie)構均(jun)勻,材料性(xing)能(neng)比(bi)冷(leng)壓燒(shao)結(jie)提高(gao)30~50%。比(bi)壹般熱壓燒(shao)結(jie)提高(gao)10-15%。因此,壹些高(gao)附加值氧(yang)化(hua)鋯陶瓷(ci)或國(guo)防(fang)軍工(gong)需用(yong)的特殊(shu)零(ling)部件(jian)、如陶瓷(ci)軸承(cheng)、反(fan)射(she)鏡(jing)、核(he)燃料及槍(qiang)管等(deng)制品(pin)、場(chang)采(cai)用(yong)熱等(deng)靜(jing)壓燒(shao)成方(fang)法(fa)。
有些氧(yang)化鋯陶瓷(ci)件(jian)在(zai)完成燒(shao)結(jie)後(hou),尚(shang)需進(jin)行精(jing)加(jia)工(gong)。如可(ke)用(yong)作人工(gong)骨的(de)制品(pin)要(yao)求(qiu)表(biao)面(mian)有很(hen)高(gao)的光(guang)潔(jie)度、如鏡(jing)面(mian)壹樣,以增(zeng)加(jia)潤(run)滑(hua)性(xing)。由於氧(yang)化(hua)鋯陶瓷(ci)硬度(du)較高(gao),需用(yong)更硬的研磨拋(pao)光(guang)磚(zhuan)材料對其作精(jing)加(jia)工(gong)。如SIC、B4C或(huo)金剛(gang)鉆(zuan)等(deng)。通(tong)常采用(yong)由粗(cu)到細(xi)磨料(liao)逐(zhu)級磨削(xue),最終(zhong)表(biao)面(mian)拋光(guang)。壹般可(ke)采用(yong)<1μm微米(mi)的(de)Al203微粉(fen)或金剛鉆(zuan)膏(gao)進(jin)行研(yan)磨拋(pao)光(guang)。此外(wai)激光(guang)加(jia)工(gong)及超聲波加(jia)工(gong)研磨及(ji)拋(pao)光(guang)的(de)方(fang)法(fa)亦(yi)可(ke)采用(yong)。