A. 氧化鋯陶瓷有什麼特性
摘要：氧化鋯陶瓷具有熔點和沸點高、硬度大、韌性好、耐磨性好、常溫下為絕緣體、而高溫下則具有導電性等優良性質，因此被廣泛應用於結構陶瓷和功能陶瓷領域。那麼，你知道氧化鋯陶瓷生產工藝流程是怎麼樣的嗎？下面我們就通過成型、脫脂排膠、燒結3大工藝一起來了解下吧。氧化鋯陶瓷特性
1、強度與韌性相對大
氧化鋯陶瓷具有較大的強度（可達1500MPa），雖然韌性和一些金屬相比有較大差距，但相比於其他陶瓷材料，氧化鋯陶瓷在「陶瓷圈兒」算是佼佼者（1-35MPa.m1/2）。
2、熔點高
氧化鋯的熔點為2715℃，較高的熔點以及化學惰性使氧化鋯可作為較好的耐火材料。
3、硬度大、耐磨性好
氧化鋯陶瓷具有較大的硬度和較好的耐磨性。而從具體數據來看，氧化鋯陶瓷莫氏硬度在8.5左右，非常接近藍寶石9的莫氏硬度，而聚碳酸酯的莫氏硬度只有3.0，鋼化玻璃的莫氏硬度5.5，鋁鎂合金的莫氏硬度6.0。
4、電學性能好
氧化鋯的介電常數是藍寶石的3倍，信號更靈敏，更適合指紋識別貼片等。從屏蔽效能來看，氧化鋯陶瓷作為非金屬材料對電磁信號沒有屏蔽作用，完全不會影響內部的天線布局，可以方便的一體成型，適應5G時代的帶來。
5、低熱導率、低膨脹系數
氧化鋯的熱導率在常見陶瓷材料中最低（1.6-2.03W/（m.k）），熱膨脹系數與金屬接近。因此，氧化鋯陶瓷適宜做結構陶瓷材料，如氧化鋯陶瓷手機外觀結構件。
氧化鋯陶瓷生產工藝
1、成型
氧化鋯陶瓷的成型有干壓成型、等靜壓成型、注漿成型、熱壓鑄成型、流延成型、注射成型、塑性擠壓成型、膠態凝固成型等。其中使用最廣泛的是注塑與干壓成型。
（1）注漿成型
注漿成型的成型過程包括物理脫水過程和化學凝聚過程，物理脫水通過多孔的石膏模的毛細作用排除漿料中的水分，化學凝聚過程是因為在石膏模表面CaSO4的溶解生成的Ca2+提高了漿料中的離子強度，造成漿料的絮凝。在物理脫水和化學凝聚的作用下，陶瓷粉體顆粒在石膏模壁上沉積成型。注漿成型適合制備形狀復雜的大型陶瓷部件，但坯體質量，包括外形、密度、強度等都較差，工人勞動強度大且不適合自動化作業。
（2）熱壓注成型
熱壓注成型是在較高溫度下（60~100℃）使陶瓷粉體與粘結劑（石蠟）混合，獲得熱壓鑄用的料漿，漿料在壓縮空氣的作用下注入金屬模具，保壓冷卻，脫模得到蠟坯，蠟坯在惰性粉料保護下脫蠟後得到素坯，素坯再經高溫燒結成瓷。熱壓注成型的生坯尺寸精確，內部結構均勻，模具磨損較小，生產效率高，適合各種原料。蠟漿和模具的溫度需嚴格控制，否則會引起欠注或變形，因此不適合用來製造大型部件，同時兩步燒成工藝較為復雜，能耗較高。
（3）流延成型
流延成型是把陶瓷粉料與大量的有機粘結劑、增塑劑、分散劑等充分混合，得到可以流動的粘稠漿料，把漿料加入流延機的料斗，用刮刀控制厚度，經加料嘴向傳送帶流出，烘乾後得到膜坯。此工藝適合制備薄膜材料，為了獲得較好的柔韌性而加入大量的有機物，要求嚴格控制工藝參數，否則易造成起皮、條紋、薄膜強度低或不易剝離等缺陷。所用的有機物有毒性，會產生環境污染，應盡可能採用無毒或少毒體系，減少環境污染。
2、脫脂排膠
除了以干壓為基礎的成型技術外，其它工藝成型的產品都要進行脫脂排膠處理後方可入爐燒結，因為除干壓成型外的其它工藝會在成型時在鋯粉里加入一定比例的塑化劑，這些塑化劑在產品成型後就必須去除，不然會對燒結出的產品造成嚴重的品質影響。塑化劑主要為石蠟及其它高分子材料所構成，要求這些材料在一定溫度下表現出具有很好的塑性與流動性，常溫下則要有一定的韌性及強度。
3、燒結
氧化鋯陶瓷可採用的燒結方法通常有：⑴無壓燒結，⑵熱壓燒結和反應熱壓燒結，⑶熱等靜壓燒結（HIP），⑷微波燒結，⑸超高壓燒結，⑹放電等離子體燒結（SPS），⑺原位加壓成型燒結等。常以無壓燒結為主。
B. 定性比較金屬材料、陶瓷材料、高分子材料的性能特點，他們在機械工程中應用范圍有何不同
在機械工程中，陶瓷材料主要有氧化鋁、氧化鋯、碳化硅、氮化硅、碳化硼、氮化硼等，材料的性能特點主要是硬度高、耐高溫、耐磨、脆、不耐沖擊、抗拉及抗彎曲較差、大部分材料絕熱絕緣性好、比重小於鋼鐵，主要用於工程機械配套需要耐高溫、耐磨的場合，如航天工業高速摩擦件、各種密封件、泵和壓縮機的柱塞和缸套、高級軸承等。
在機械工程中，高分子材料主要有橡膠類、樹脂類、乙烯類尼龍等，與陶瓷相反，其材料的性能特點主要是軟、韌性朔性好耐沖擊不耐高溫、絕緣性好，比重遠遠輕於鋼鐵，機械工程中，多用於各種密封材料、絕緣材料等，經過改性的高分子材料能耐溫度200至400度、硬度和耐磨性都較高，可代替某些鋼鐵材料，如在汽車工業、航空工業中有極其廣闊的應用。
在機械工程中，金屬材料主要有鋼鐵和有色金屬，其性能基本上介於上述兩種材料之間，有很高的機械強度、韌性好、較能耐高溫、導電傳熱性好，鋼鐵用於機械工程中關鍵零部件和一切重工業中的大型構件，各行各業都有金屬材料的應用。
以上三種材料性能差別明顯用途各不同，一個優秀的工程設計者會合理地選用各類材料綜合用於一部機械或一台機器中，使它成為無可挑剔的優秀設備。