陶瓷工业的味精：一文了解陶瓷添加剂的分类与应用
2020-12-18 17:41:03
人不可一日不食，食不加味精则无味。作为陶瓷工业的味精，陶瓷添加剂可谓是陶瓷制造业家家户户都必备的“调味品”，在整个生产过程中起着关键作用。
碳化硅陶瓷
无论是传统陶瓷（以日用瓷为主）还是先进陶瓷，为提高陶瓷性能，在工艺过程中加入一定量的添加剂已成为必不可少的步骤。随着陶瓷工业的发展，陶瓷添加剂也在不断进步，主要体现在三个方面：一是其应用范围更加广阔，几乎涉及陶瓷生产的各个领域；二是功能更加齐全；三是产品的科技含量不断提高。
陶瓷添加剂的种类
添加剂种类繁多，按成分可分为有机添加剂和无机添加剂；按使用功能分类，则可分为分散剂、减水剂、助磨剂、增强剂、粘结剂、润湿剂、除泡剂、防腐剂、干燥剂和烧结助剂等。以下小编便为大家简单介绍一下部分常用的陶瓷添加剂及其应用。
1、分散剂
由于固体颗粒在液体介质中分散后形成的体系在热力学上很不稳定，颗粒会相互吸引进而发生团聚。加入分散剂后，可以起到防止粒子团聚的作用，其机理主要表现为a、静电斥力；b、空间位阻；c竭尽稳定。适用于绝大多数陶瓷注浆，干压，挤出，凝胶，流延等。
关于如何初步判断分散剂对粉体分散是否有作用，来自武汉美琪林新材料有限公司的董世昌先生为我们提供了一种简单快捷的操作方法，具体可戳开下方视频观看：
2、粘结剂
通过添加陶瓷粘结剂，可使物料间紧密接触，具有粘结性，提高坯体强度，增加可塑性等。适用于几乎绝大多数陶瓷注浆，干压，挤出，凝胶，流延，热压铸，温压，塑压，滚压等。
举例：工业上制备碳化硅多孔陶瓷时，经常在碳化硅陶瓷粉料中加入适量、易于低温烧结的陶瓷粘结剂粉料，与碳化硅粉料颗粒反应粘接在一起。只要使其气孔率足够高(例如大于36%)，颗粒之间的孔隙就会形成良好的连通度，从而提高气体过滤速度。
但如上图，若陶瓷粘结剂含量持续增加，陶瓷粘结剂形成的碳化硅颗粒间的颈部粘结点会不断增大，导致多孔陶瓷气孔率下降。
3、润滑剂
陶瓷润滑剂可润湿粉料颗粒表面，降低颗粒间摩檫力，提高粉料颗粒的流动性，易于提高坯体密度和分布均匀性，使得坯体易脱模，增加坯体表面光滑性。适用于干压，热压铸，挤出成型，流延等。
4、增强剂
陶瓷生产中，普遍存在着坯体强度较差、易破损的现象，可以通过加入陶瓷增强剂来弥补其塑性差的缺点，改善陶瓷生坯的强度。陶瓷增强剂能在不影响浆料流动度的前提下，大大增强坯体的强度，提高粉体的结合性能。适用于挤出，干压，浇注，流延成型等。
陶瓷增强剂的作用机理
5、助磨剂
助磨剂是指可以提高粉碎效率的物质。在相同条件下，少量助磨添加剂可使粉碎效率成倍提高，各种粉末设备及干湿法操作（如球磨、振动、气流磨）皆可使用，不仅能提高粉体研磨效率，还能加快固体颗粒破碎速度，改变料浆流变特性。适用于原料预处理。
助磨剂分子在裂纹表面的吸附可以减小裂纹扩展的外应力，加快颗粒破碎速度
6、减水剂
减水剂，顾名思义可减少水的使用，保证浆料流动性前提下降低水含量。用于水泥中时，减水剂中的官能团或者电极将水泥分散，把被水泥包裹的游离水释放出来，还可以提高固化后的强度。适用于注浆，喷雾干燥，挤出，流延等。
减水剂的作用机理
以上便是一些常用陶瓷添加剂的介绍，但也只是冰山一角而已。除上述部分外，以下添加剂也同样在陶瓷生产过程中发挥着重要作用。
①消泡剂：减少或消除泡沫的添加剂。适用于注浆，干压，凝胶注模成型等；
②助烧剂：降低陶瓷烧结温度，促进烧结的添加剂。适用于绝大多数陶瓷。
③增韧剂：提高陶瓷断裂韧性和弹性模量的添加剂。适用于绝大多数陶瓷。
④改性剂：改变陶瓷粉料表面性能（润湿，分散，活性，电负荷等等）的添加剂。适用于有特殊要求的陶瓷。
⑤造孔剂：通过添加使得陶瓷烧结后成孔的添加剂。适用于多孔陶瓷。
小结
在陶瓷生产的整个工艺过程中，陶瓷添加剂的添加方式，添加量，复配等等都起着非常重要的作用。若想做出精品陶瓷，必须要了解添加剂与粉料，添加剂与添加剂相互作用情况，了解原料物化性能，加入量范围等，另外最好能与专业助剂供应商合作，这样才能达到最好的效果。
资料来源：
1、武汉美琪林新材料有限公司
2、陶瓷添加剂在陶瓷行业中的应用及发展趋势，林立，刘明华。
武汉美琪林新材料有限公司简介
武汉美琪林新材料有限公司是一家专业从事高档优质陶瓷、抛光液悬浮剂、低熔点玻璃粉及相关各种绿色环保工业助剂研发生产的企业，公司产品性能优异，达到或超过国外进口产品性能，与武汉大学、武汉理工大学及西北工业大学均建立了产学研合作关系。