中國粉體網(wǎng)訊 繼2018年7月在山東淄博成功召開了“2018新型陶瓷技術與產(chǎn)業(yè)高峰論壇”后,2019年8月27-28日中國粉體網(wǎng)于長沙高升華美達酒店成功舉辦“2019第二屆新型陶瓷技術與產(chǎn)業(yè)高峰論壇”。旨在與企業(yè)及科研單位共同探討新型陶瓷技術方向及市場前景,助力科研成果轉化,企業(yè)技術進步,產(chǎn)業(yè)鏈信息溝通。專家、學者和企業(yè)界代表近300人齊聚一堂。
新型陶瓷材料,作為新材料領域的重要分支,逐步成為許多高技術領域發(fā)展的重要關鍵材料,受到各工業(yè)發(fā)達國家的極大關注。本次論壇邀請了十幾位新型陶瓷行業(yè)的領軍人物于湖南長沙共話新型陶瓷及其材料的制備與應用。專家們圍繞高性能陶瓷的制備技術及應用、陶瓷粉體材料的制備與研究、新型陶瓷相關領域研究展開了精彩的報告。
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會議現(xiàn)場
===高性能陶瓷的制備技術及應用===
湖南大學肖漢寧教授從三個方面介紹了多孔陶瓷的制備及應用:①多孔陶瓷的分類及性能與應用;②多孔陶瓷的制備與微結構調控技術;③過濾分離用陶瓷膜。重點介紹了SiO2陶瓷納濾膜制備;Al2O3陶瓷納濾膜制備;ZrO2陶瓷納濾膜制備。還介紹了關于平板陶瓷膜的性能特點,在工業(yè)應用方面平板陶瓷膜可用于污水處理。此外陶瓷膜也是很好的除塵材料。
四川鐵匠科技有限公司朱華技術總監(jiān)的報告內容是直流長電弧層流熱等離子體束一步法連續(xù)制備微納粉體材料技術。以納米氧化鋁球形粉體材料制備為例,介紹了一步法可控全封閉制備的優(yōu)勢,效率高,安全性好,連續(xù)制備產(chǎn)量高。
一步法常壓全封閉連續(xù)制備技術流程圖
湖南工業(yè)大學銀銳明教授主要講了自韌氮化硅陶瓷的研究。影響氮化硅陶瓷增韌的因素主要有:①粉體,不同方法合成的氮化硅粉由于顆粒尺寸、分布、形狀、表面化學、相含量等特性的不同,則對致密后材料顯微組織的影響不同;②燒結助劑;③燒結工藝;④力學性能和物理性能。此外銀教授還介紹了氮化硅陶瓷的應用領域,主要有電子行業(yè)、冶金行業(yè)、機械行業(yè)、交通運輸行業(yè)。
山東工業(yè)陶瓷研究設計院周長靈副總工程師介紹了超高溫陶瓷的研究現(xiàn)狀, 對四種超高溫復相陶瓷進行了研究,分別是ZrB2-SiC-ZrC、ZrB2-SiC-C、ZrB2-SiC-BNf、Cf/ZrB2-SiC,并對四種材料進行了對比。
===陶瓷粉體材料的制備與研究===
中科院寧波材料技術與工程研究所黃政仁所長主要介紹了碳化物陶瓷材料的研究與應用,為了滿足不同領域的特定需求,深入開展了先進碳化物陶瓷材料的成型、制備、燒結、結構設計和性能調控等方面研究,從材料復相設計、晶界設計、應力設計、結構設計等角度發(fā)展出了一大類具有不同性能特點的先進碳化物陶瓷材料,并建立了系統(tǒng)的理論體系。在工程化應用方面,突破了米級大尺寸、復雜形狀碳化硅光學部件的關鍵制備技術,打破了國際封鎖,累計研制出了400余件不同規(guī)格的碳化硅光學部件產(chǎn)品(截止2018年),并成功應用于包括“遙感八號”、“天宮一號”、“天宮二號”、“天繪一號”、“嫦娥三號”、“墨子號”以及高分系列衛(wèi)星等。同時,掌握了新一代高效熱交換部件用碳化硅陶瓷管材(可達3m)的規(guī)模化制備技術,并構建了完備的自主知識產(chǎn)權裝備體系,達到國際先進水平(全球第二家、國內唯一),相關產(chǎn)品廣泛應用于醫(yī)藥、化工、環(huán)保等行業(yè)。
湖南頂立科技有限公司胡祥龍副總經(jīng)理介紹了高性能陶瓷熱工裝備技術發(fā)展趨勢。熱工設備是陶瓷材料生產(chǎn)的關鍵設備。開發(fā)均溫性好、可靠性高、產(chǎn)量高、能耗低、無環(huán)境污染的新型陶瓷燒結設備,成為推進陶瓷行業(yè)發(fā)展的關鍵。頂立科技熱工設備的關鍵技術包括:1.加熱均溫場設計;2.高溫電極絕緣技術;3.氣流均勻性設計;4.爐膛防污染技術;5.紅外測量防污染技術;6.隔熱與防漏熱技術;7.成型劑冷凝捕集技術;8.快速冷卻技術;9.電源節(jié)能控制技術。胡總還介紹了幾種關鍵設備:超大尺寸臥式外熱式脫脂爐(國內最大尺寸)、大尺寸雙向加載高溫熱壓爐、SiC脫脂-無壓燒結一體爐、SiC反應燒結爐、Si3N4壓力燒結爐、AlN脫脂、無壓燒結一體爐。
東北大學茹紅強教授的報告圍繞碳化硼陶瓷的低成本制備展開,介紹了碳化硼陶瓷的低成本制備;碳化硼在Si液中的晶粒長大及反應;碳化硼表面改性對陶瓷材料組織與性能的調控;凝膠成形對陶瓷材料組織與性能的調控等。得出的結論包括:(1)隨著熔滲溫度和熔滲時間的增加,碳化硼晶粒尺寸逐漸增大,晶粒長大的機理也從擴散控制轉變?yōu)槎S形核控制。(2)碳化硼與Si液的反應過程為:Si先奪取碳化硼中C,生成SiC和B12(C,Si,B)3,隨后B12(C,Si,B)3溶解于Si液中,在冷卻過程中含B、C的過飽和Si液又析出SiC、SiB6和B12(C,Si,B)3。(3)碳化硼顆粒的包覆改性處理可有效控制碳化硼顆粒的溶解損耗和碳化硼顆粒尺寸長大。(4)凝膠注模成形可對碳化硼陶瓷材料中SiC和游離Si的相含量、尺寸及分布進行控制,實現(xiàn)對陶瓷材料組織和性能的調控。
東華大學張國軍教授介紹了國內外陶瓷粉體的內稟特性與燒結活性分析,主要包括以下幾點:1.國際優(yōu)質陶瓷粉體的“產(chǎn)品+服務”意識;2.陶瓷粉體的內稟特性;3.陶瓷粉體的燒結性能。張教授認為應該深入了解影響粉體性能指標的內在科學機理和工藝控制因素,實現(xiàn)精準調控和品質提升。明確特定陶瓷材料及產(chǎn)品對粉體性能指標的具體要求,從源頭上引領粉體性能提升的方向。
中科院理化技術研究所李江濤研究員首先介紹了美國、歐洲的陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展計劃,然后以氮化硅為例,介紹了燃燒合成技術及工藝優(yōu)勢。
以燃燒合成技術,可以制備多種陶瓷粉體材料,且性價比優(yōu)勢明顯;我國已經(jīng)在規(guī);紵铣商沾煞垠w方面,做出了引領世界的技術、產(chǎn)品和業(yè)績。
北京朗迪森科技有限公司何羽薇經(jīng)理主要講了影響固體粉末分散性的關鍵原因及快速評價方法。包括五個方面:1、如何選擇一個好的顆粒的表面改性劑;2、如何簡單的確定表面改性劑的用量;3、如何篩選研磨工藝參數(shù);4、如何在短時間能確定陶瓷漿料的穩(wěn)定性評價;5、如何快速評價固體陶瓷粉分散性和潤濕性評價。
濟南大學侯憲欽教授向我們介紹了耐磨氧化鋁陶瓷用氧化鋁粉料的超細研磨及其技術要求。超級耐磨氧化鋁陶瓷制備的關鍵技術之一:小原晶原料的制備;超級耐磨氧化鋁陶瓷制備的關鍵技術之二:原料配合料的低成本超細粉磨;超級耐磨氧化鋁陶瓷制備的關鍵技術之三:低溫慢速燒成。
湖南省美程陶瓷科技有限公司賀亦文副總經(jīng)理介紹了氧化鋁陶瓷材料在新能源領域的研究與應用。氧化鋁陶瓷材料在新能源汽車領域的應用主要表現(xiàn)在:滿足輕量化要求;滿足智能化要求。美程陶瓷主要通過引入MgO等燒結助劑抑制晶粒長大,達到細化晶粒的目的,從而實現(xiàn)氧化鋁陶瓷材料強度提升。新能源陶瓷零部件,要求高陶瓷--金屬結合強度,因此美程陶瓷采用陶瓷表面金屬法進行制備,既保證結合強度,又可確保高氣密性。
洛陽介觀新材料科技有限公司許榮輝總經(jīng)理主要介紹了其公司的產(chǎn)品3納米原晶α-氧化鋁的性能指標等,還介紹了其應用,包括汽車輕量化領域,微晶陶瓷領域,新能源領域,涂料,氮化鋁陶瓷粉體原料……
===新型陶瓷相關領域研究===
清華大學新型陶瓷與精細工藝國家重點實驗室主任潘偉教授的報告以電紡絲為平臺,制備了多種陶瓷材料功能納米纖維,研究了納米結構的定向組裝和物理性質,并探索了這些納米結構在傳感、微電子器件、仿生表面等方面的應用。內容包括:(1)可廣泛應用于催化、傳感、電子等領域的過渡金屬氧化物納米纖維的電紡絲制備;(2)半導體氧化物納米纖維的光、電性能;(3)介紹了對靜電紡絲設備進行自組裝改進,制備不同形貌的納米線;(4)同樣利用靜電紡絲法制備由自支撐纖維薄膜組成的透明電極,與高性能的半導體纖維進行復合、組裝,實現(xiàn)具有高性能高透柔性器件的搭建和制作;(5)基于電紡絲技術,介紹制備TiO2、BiVO4、(ZnO)x(GaN)1-x等半導體光催化一維納米纖維材料的技術和方法。
昆山博力邁三維打印科技有限公司王運贛教授介紹了高性能陶瓷3D打印技術及其應用,主要講了博力邁公司生產(chǎn)的高性能陶瓷3D打印機的技術參數(shù)和特點。并向我們展示了公司打印件實例。
長沙理工大學楊現(xiàn)鋒副教授的報告內容是基于FDM的特種陶瓷3D打印技術,F(xiàn)DM陶瓷3D打印技術的特點是精度低,表面粗糙度大,難點是層間控制。這種技術的潛在優(yōu)勢有:適用于幾乎所有的陶瓷粉體;適合制備高固相含量耗材;易于得到高致密度的燒結體;配套工業(yè)化設備成熟完善。