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固相法是以固態(tài)物質(zhì)為原料，遁過一定的物理與化學(xué)過程制備陶瓷粉體的方法：它不像氣相法和液相法伴隨有氣相一固相、液相一固相那樣的狀態(tài)（相）變化，制得的固相粉體和最初固相原料可以是同一物質(zhì)，也可以不是同一物質(zhì)。

1.原料的準(zhǔn)備

固相原料可以是天然礦物、化工原料（氧化物）、化學(xué)試劑等。最早固相法的起始原料多為天然礦物，如黏土、長石、石英、滑石、方解石、膨潤土、菱鎂礦、硅灰石等，通常被稱為傳統(tǒng)固相法。而氧化物陶瓷則采用工業(yè)氧化物原料為固相材料，是結(jié)構(gòu)陶瓷、裝置陶瓷和絕緣陶瓷基片等所常采用的。

2. 配料及混合

陶瓷所需組分的固相原料按照制品要求的比例稱重后．要經(jīng)過充分混合（其中也包含著一定的細(xì)化作用），使其分布均勻，各原料之間處于充分接觸的狀態(tài)，以利于混合物在下一階段的合成。混合是一個物理過程，一般可分為干混與濕混兩種，混合的主要設(shè)備有振動磨機(jī)與球磨機(jī)等。

3. 原料的合成

混合物在一定的溫度下，各組分之間的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得比較充分和完全，才能獲得所需的物相。由于這種化學(xué)反應(yīng)是在固相之間發(fā)生的，所以也稱為固相反應(yīng)（亦稱合成）。作為固相反應(yīng)，事實上包含有很多內(nèi)容，如化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、固溶反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、出溶反應(yīng)以及相變等。實際工作中往往幾種反應(yīng)同時發(fā)生，并且反應(yīng)生成物需要粉碎。這里側(cè)重介紹如下幾種反應(yīng)。

(1)化合反應(yīng)法

化合反應(yīng)法是兩種或者兩種以上的粉末，經(jīng)混合后在一定的熱力學(xué)條件和氣氛下反應(yīng)而成為復(fù)合物粉末，有時也伴有一些氣體逸出。

(2)熱分解反應(yīng)法

熱分解反應(yīng)不僅僅限于固相，氣體和液體也可發(fā)生熱分解反應(yīng)。

(3)氧化物還原法

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，非氧化物陶瓷的原料粉末一般采用氧化物還原方法制備．或通過還原碳化，或者還原氮化實現(xiàn)。

(4)自蔓延高溫合成法

自蔓延高溫合成法技術(shù)最早于1967年由蘇聯(lián)科學(xué)冼結(jié)構(gòu)宏觀動力學(xué)研究所研究成功，現(xiàn)已經(jīng)能用這一技術(shù)生產(chǎn)近千種化合物粉末。該技術(shù)制取粉末可橛括為以下兩大方向。

①元素合成
如果反應(yīng)中無氣相反應(yīng)物也無氣相產(chǎn)物，則稱為無氣相燃燒。如果反應(yīng)在固相和氣相混雜系統(tǒng)中進(jìn)行，則稱為氣相滲透燃燒。

②化合物合成
用金屬或非金屬氧化物為氧化劑、活性金屬為還原劑（如Al、Mg等）的反應(yīng)即為一例。這實際上是前面談到的化合法，或稱之為Al（或Mg)熱法。

(5)爆炸法
爆炸法是利用瞬間的高溫高壓反應(yīng)制備微粉的方法，足一種連續(xù)粉體制備工藝，制備出的粉體呈球形，尺寸一般在20～30nm范圍。

4.細(xì)化過程

經(jīng)合成后獲得具有所需物相的物料，再經(jīng)過細(xì)化，才能成為制備陶瓷產(chǎn)品所需的粉體（或瓷料）。在固相法中，細(xì)化均采用機(jī)械方法，因而也稱粉碎，對于先進(jìn)陶瓷而言．最常用的粉碎設(shè)備有振動磨機(jī)、球磨機(jī)、膠體磨機(jī)、氣流粉碎機(jī)等，之后又發(fā)展并出現(xiàn)了偏心球磨機(jī)和砂磨機(jī)等。

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本文“先進(jìn)陶瓷粉體的固相合成法”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時間：2017-02-20 14:48:28
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