一、金屬一陶瓷復(fù)合粉體概述

金屬一陶瓷復(fù)合粉體是指在陶瓷顆粒表面包覆一層金屬形成的復(fù)合陶瓷粉體，它兼有金屬包覆層和陶瓷芯核的性能，可以達(dá)到單個顆粒間的均勻混合。一般采用金屬包覆技術(shù)制備復(fù)合陶瓷粉體。其優(yōu)勢是：

（1）可以控制粉體的團(tuán)聚狀態(tài)，改善其分散性能；

（2）實(shí)現(xiàn)顆粒表面改性；調(diào)整粉料膠體特性；

（3）提高組成相與燒結(jié)添加劑的均勻分散程度，改善燒結(jié)工藝性能；

（4）改善復(fù)合陶瓷中異相結(jié)合狀態(tài)，降低界面的殘余應(yīng)力。

金屬一陶瓷復(fù)合粉體作為復(fù)合陶瓷材料的基本單元，燒結(jié)體的特性表現(xiàn)在以下方面：

（1）提高粉體陶瓷相與金屬的界面結(jié)合力；提高燒結(jié)體中陶瓷相與金屬相分布的均勻性；

（2）可實(shí)現(xiàn)多層次多機(jī)制復(fù)合強(qiáng)化（細(xì)晶粒強(qiáng)化，相變強(qiáng)化，纖維補(bǔ)強(qiáng)等），制備高強(qiáng)韌化水平的金屬復(fù)合陶瓷；

（3）可制各低密度的功能粉體材料（如低密度導(dǎo)電粉體、磁性粉體等）。

二、金屬一陶瓷復(fù)合粉體的制備方法

1、機(jī)械混合法

機(jī)械混合法是最早應(yīng)用于復(fù)合粉體制備的方法。

其優(yōu)點(diǎn)是：（1）機(jī)械混合法操作簡便、工藝簡單，已經(jīng)有成套的設(shè)備用于工業(yè)化生產(chǎn)；（2）產(chǎn)量較大、成本低廉。

缺點(diǎn)是：（1）制備的粉體表面特性各異，摻雜組元易于偏聚，容易導(dǎo)致成分和組織不均勻；（2）粉體顆粒尺寸較大，很難獲得增強(qiáng)體顆粒的均勻分布。

目前，國內(nèi)機(jī)械混合法廣泛應(yīng)用于制備ZnO壓敏復(fù)合陶瓷粉體。

2、高能球磨法

高能球磨法是機(jī)械合金化技術(shù)研究中的新進(jìn)展，以其理論創(chuàng)新意義和良好的應(yīng)用前景引起了材料研究者的關(guān)注，它將兩種以上的金屬或非金屬粉體的混合物，通過高能球磨，最終形成具有微細(xì)組織結(jié)構(gòu)的合金或復(fù)合陶瓷粉體。與傳統(tǒng)機(jī)械混合法相比，它具有明顯降低反應(yīng)活化能、改善顆粒分布均勻性及增強(qiáng)體與基體之間界面結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)。高能球磨制各復(fù)合陶瓷粉體是一個復(fù)雜的材料反應(yīng)和結(jié)構(gòu)控制過程，影響因素眾多，工藝要求比較嚴(yán)格。

3、自蔓延高溫合成技術(shù)（SHS）

自蔓延高溫合成技術(shù)（SHS）是在一定的氣氛中點(diǎn)燃粉體壓坯，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)放出的生成熱使得溫度驟然升高而引發(fā)鄰近物料新的化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)以燃燒波的形式蔓延通過整個反應(yīng)物，燃燒波推行前移時反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌铩Ｗ月痈邷睾铣杉夹g(shù)優(yōu)點(diǎn)是：

（1）生產(chǎn)過程簡單，投資少；

（2）能量利用充分，反應(yīng)迅速；

（3）合成反應(yīng)溫度高，可以使大多數(shù)雜質(zhì)揮發(fā)而得到高純產(chǎn)品。

主要缺點(diǎn)是：

（1）不能嚴(yán)格控制其反應(yīng)過程和產(chǎn)品性能，不易獲得高密度產(chǎn)品；

（2）所用原料往往是可燃、易爆或有毒物質(zhì)，需要采取特殊的安全措施。

目前，利用SHS法已分別制得TiB₂-TiC復(fù)合陶瓷和TiC-A1₂O₃-Fe金屬陶瓷粉體。

3、溶膠一凝膠法

溶膠一凝膠法是一種制備陶瓷粉體等無機(jī)材料的新工藝。主要利用金屬醇鹽或無機(jī)鹽水解形成溶膠，再使它成為凝膠，經(jīng)干燥、灼燒制得納米粉體。

目前采用溶膠一凝膠法分別制得了ZnO—Al₂O₃和A1₂O₃一SiO₂復(fù)合陶瓷粉體。

4、化學(xué)鍍

化學(xué)鍍是制備金屬一陶瓷復(fù)合粉體的先進(jìn)方法。化學(xué)鍍在玻璃、陶瓷、塑料或金屬表面等各類粉體材料表面均能獲得均勻的金屬鍍層，其反應(yīng)機(jī)理是基于在溶液中可控的自催化氧化還原反應(yīng)，無須提供電流，對基體沒有形狀限制。化學(xué)鍍制備金屬一陶瓷復(fù)合粉體的優(yōu)勢是：

（1）制備的粉體韌性顯著提高；

（2）包覆層在粉體顆粒表面分布更加均勻。

三、金屬—陶瓷復(fù)合粉體的應(yīng)用

1、在結(jié)構(gòu)材料方面，用于制各高性能電觸點(diǎn)材料，對陶瓷進(jìn)行增韌等；

2、在功能材料方面，用于電磁波屏蔽材料，催化劑，電子零部件的微細(xì)電極連接用導(dǎo)電纖維等；

3、在表面處理領(lǐng)域用作熱噴涂粉體材料，制備具有耐磨、減摩、自潤滑、抗高溫氧化、絕熱等性能的涂層。

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作者：李波濤

參考文獻(xiàn)：

1、酈劍，凌國平，皇墾速．金屬包覆氧化物陶瓷粉體及其應(yīng)用前景，《先進(jìn)陶瓷與綠色建材》；

2、沃銀花，筮逾，等．A12O3-TiC-Co金屬陶瓷材料干滑動磨損研究，《金屬熱處理》。