1、坯體增強(qiáng)劑及其分類

坯體增強(qiáng)劑是指用來(lái)增強(qiáng)和塑化陶瓷體的材料。增強(qiáng)劑一般為有機(jī)聚合物，對(duì)陶瓷生產(chǎn)過(guò)程無(wú)不良影響，具有良好的燒結(jié)特性。常用的強(qiáng)身劑有變性淀粉、甲基纖維素、聚乙烯醇和丙烯酸聚合物、海藻酸鈉、糊精、單寧提取物等，前者易包裝運(yùn)輸，但易吸濕結(jié)塊；后者易分散在陶瓷漿料中，使用更方便，可起到懸浮和穩(wěn)定漿液的作用。即使加入量高達(dá)5%，也不會(huì)使?jié){液稠化，也不影響漿液的流動(dòng)性。

2、坯體增強(qiáng)劑的強(qiáng)化機(jī)理

綠色體增強(qiáng)劑的增強(qiáng)機(jī)理可歸納為有機(jī)高分子鏈增強(qiáng)、氫鍵增強(qiáng)、粘附增強(qiáng)、靜電力增強(qiáng)和纖維增韌。

3、有機(jī)聚合物鏈增強(qiáng)

在沒(méi)有增強(qiáng)劑的情況下，陶瓷體顆粒間的結(jié)合依賴于范德華力。加入增強(qiáng)劑后，陶瓷體顆粒間的結(jié)合機(jī)理取決于增強(qiáng)劑的分子結(jié)構(gòu)。對(duì)于有機(jī)聚合物增強(qiáng)體，具有足夠鏈長(zhǎng)的聚合物可以在陶瓷顆粒之間架起橋梁，產(chǎn)生交聯(lián)效應(yīng)，形成不規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并形成冷凝，使陶瓷顆粒緊密包裹，如圖1所示。在坯體斷裂之前，施加在坯體上的一部分載荷由補(bǔ)強(qiáng)劑分子的長(zhǎng)鏈承擔(dān)。另外，由于分子鏈中存在許多內(nèi)旋單鍵，聚合物鏈具有很強(qiáng)的柔韌性和彈性，因此可以提高坯體的強(qiáng)度。

4、氫鍵增強(qiáng)

在坯體階段，陶瓷顆粒之間有少量水分，顆粒間存在毛細(xì)力。毛細(xì)力的存在使顆粒擴(kuò)散層產(chǎn)生張力，從而拉近顆粒。成型壓力越大，顆粒間的距離越近，毛細(xì)力越大，顆粒結(jié)合力越強(qiáng)，坯體強(qiáng)度越大。除上述范德華力和毛細(xì)力外，由于顆粒表面被高分子材料包裹，顆粒間的氫鍵由聚合物產(chǎn)生，使坯體強(qiáng)度大大提高，氫鍵的強(qiáng)度取決于增強(qiáng)劑分子鏈的表面電荷密度。電荷密度越高，力越強(qiáng)。

5、附著力增強(qiáng)

分子的熱運(yùn)動(dòng)增加，使包裹在一個(gè)粒子表面的聚合物與包裹在另一個(gè)粒子外表面的聚合物糾纏或成鏈，使兩個(gè)粒子更緊密地結(jié)合在一起。因此，在坯體形成過(guò)程中，不僅有外力作用在漿液上，使顆粒間形成機(jī)械結(jié)合，而且在漿液內(nèi)部也有聚合物的粘附作用，形成三維網(wǎng)絡(luò)和四種靜電力增強(qiáng)

根據(jù)結(jié)晶學(xué)和硅酸鹽理論，板材表面通常帶負(fù)電，而邊緣總是帶正電荷。由于薄板的厚度很薄，當(dāng)顆粒尺寸細(xì)化時(shí)，板材表面的面積往往減小，邊緣變化不大。粒子呈多邊形，負(fù)電荷減弱，相對(duì)電荷停止效應(yīng)增強(qiáng)。在成形過(guò)程中，邊-邊連接占主導(dǎo)地位，而邊-邊-邊連接很少。因此，由于靜電的吸引，帶負(fù)電荷的邊緣和帶正電荷的邊緣彼此聚集在一起。隨著壓制力的增加，顆粒間間隙減小，顆粒間距進(jìn)一步減小，顆粒接觸數(shù)逐漸增加，靜電吸引力再次增大，使坯體具有一定強(qiáng)度的強(qiáng)度。

6、纖維增韌

SiC纖維具有強(qiáng)度模量高、耐高溫氧化、高溫強(qiáng)度和模量損失小等特點(diǎn)。Brennar等人。采用連續(xù)微晶SiC纖維增強(qiáng)微晶玻璃。與單一微晶玻璃相比，微晶玻璃的強(qiáng)度提高了4倍。Rice還報(bào)道了SiC纖維增強(qiáng)zn02的強(qiáng)度可以達(dá)到450mpa。