A. 氧化锆陶瓷有什么特性
摘要：氧化锆陶瓷具有熔点和沸点高、硬度大、韧性好、耐磨性好、常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质，因此被广泛应用于结构陶瓷和功能陶瓷领域。那么，你知道氧化锆陶瓷生产工艺流程是怎么样的吗？下面我们就通过成型、脱脂排胶、烧结3大工艺一起来了解下吧。氧化锆陶瓷特性
1、强度与韧性相对大
氧化锆陶瓷具有较大的强度（可达1500MPa），虽然韧性和一些金属相比有较大差距，但相比于其他陶瓷材料，氧化锆陶瓷在“陶瓷圈儿”算是佼佼者（1-35MPa.m1/2）。
2、熔点高
氧化锆的熔点为2715℃，较高的熔点以及化学惰性使氧化锆可作为较好的耐火材料。
3、硬度大、耐磨性好
氧化锆陶瓷具有较大的硬度和较好的耐磨性。而从具体数据来看，氧化锆陶瓷莫氏硬度在8.5左右，非常接近蓝宝石9的莫氏硬度，而聚碳酸酯的莫氏硬度只有3.0，钢化玻璃的莫氏硬度5.5，铝镁合金的莫氏硬度6.0。
4、电学性能好
氧化锆的介电常数是蓝宝石的3倍，信号更灵敏，更适合指纹识别贴片等。从屏蔽效能来看，氧化锆陶瓷作为非金属材料对电磁信号没有屏蔽作用，完全不会影响内部的天线布局，可以方便的一体成型，适应5G时代的带来。
5、低热导率、低膨胀系数
氧化锆的热导率在常见陶瓷材料中最低（1.6-2.03W/（m.k）），热膨胀系数与金属接近。因此，氧化锆陶瓷适宜做结构陶瓷材料，如氧化锆陶瓷手机外观结构件。
氧化锆陶瓷生产工艺
1、成型
氧化锆陶瓷的成型有干压成型、等静压成型、注浆成型、热压铸成型、流延成型、注射成型、塑性挤压成型、胶态凝固成型等。其中使用最广泛的是注塑与干压成型。
（1）注浆成型
注浆成型的成型过程包括物理脱水过程和化学凝聚过程，物理脱水通过多孔的石膏模的毛细作用排除浆料中的水分，化学凝聚过程是因为在石膏模表面CaSO4的溶解生成的Ca2+提高了浆料中的离子强度，造成浆料的絮凝。在物理脱水和化学凝聚的作用下，陶瓷粉体颗粒在石膏模壁上沉积成型。注浆成型适合制备形状复杂的大型陶瓷部件，但坯体质量，包括外形、密度、强度等都较差，工人劳动强度大且不适合自动化作业。
（2）热压注成型
热压注成型是在较高温度下（60~100℃）使陶瓷粉体与粘结剂（石蜡）混合，获得热压铸用的料浆，浆料在压缩空气的作用下注入金属模具，保压冷却，脱模得到蜡坯，蜡坯在惰性粉料保护下脱蜡后得到素坯，素坯再经高温烧结成瓷。热压注成型的生坯尺寸精确，内部结构均匀，模具磨损较小，生产效率高，适合各种原料。蜡浆和模具的温度需严格控制，否则会引起欠注或变形，因此不适合用来制造大型部件，同时两步烧成工艺较为复杂，能耗较高。
（3）流延成型
流延成型是把陶瓷粉料与大量的有机粘结剂、增塑剂、分散剂等充分混合，得到可以流动的粘稠浆料，把浆料加入流延机的料斗，用刮刀控制厚度，经加料嘴向传送带流出，烘干后得到膜坯。此工艺适合制备薄膜材料，为了获得较好的柔韧性而加入大量的有机物，要求严格控制工艺参数，否则易造成起皮、条纹、薄膜强度低或不易剥离等缺陷。所用的有机物有毒性，会产生环境污染，应尽可能采用无毒或少毒体系，减少环境污染。
2、脱脂排胶
除了以干压为基础的成型技术外，其它工艺成型的产品都要进行脱脂排胶处理后方可入炉烧结，因为除干压成型外的其它工艺会在成型时在锆粉里加入一定比例的塑化剂，这些塑化剂在产品成型后就必须去除，不然会对烧结出的产品造成严重的品质影响。塑化剂主要为石蜡及其它高分子材料所构成，要求这些材料在一定温度下表现出具有很好的塑性与流动性，常温下则要有一定的韧性及强度。
3、烧结
氧化锆陶瓷可采用的烧结方法通常有：⑴无压烧结，⑵热压烧结和反应热压烧结，⑶热等静压烧结（HIP），⑷微波烧结，⑸超高压烧结，⑹放电等离子体烧结（SPS），⑺原位加压成型烧结等。常以无压烧结为主。
B. 定性比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料的性能特点，他们在机械工程中应用范围有何不同
在机械工程中，陶瓷材料主要有氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、碳化硼、氮化硼等，材料的性能特点主要是硬度高、耐高温、耐磨、脆、不耐冲击、抗拉及抗弯曲较差、大部分材料绝热绝缘性好、比重小于钢铁，主要用于工程机械配套需要耐高温、耐磨的场合，如航天工业高速摩擦件、各种密封件、泵和压缩机的柱塞和缸套、高级轴承等。
在机械工程中，高分子材料主要有橡胶类、树脂类、乙烯类尼龙等，与陶瓷相反，其材料的性能特点主要是软、韧性朔性好耐冲击不耐高温、绝缘性好，比重远远轻于钢铁，机械工程中，多用于各种密封材料、绝缘材料等，经过改性的高分子材料能耐温度200至400度、硬度和耐磨性都较高，可代替某些钢铁材料，如在汽车工业、航空工业中有极其广阔的应用。
在机械工程中，金属材料主要有钢铁和有色金属，其性能基本上介于上述两种材料之间，有很高的机械强度、韧性好、较能耐高温、导电传热性好，钢铁用于机械工程中关键零部件和一切重工业中的大型构件，各行各业都有金属材料的应用。
以上三种材料性能差别明显用途各不同，一个优秀的工程设计者会合理地选用各类材料综合用于一部机械或一台机器中，使它成为无可挑剔的优秀设备。