一、粉末材料是3D打印陶瓷技術(shù)的關(guān)鍵
增材制造（3D打印）被稱為第三次工業(yè)革命，2015年工信部等三部委聯(lián)合發(fā)布《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃（2015-2016年）》，首次從政府層面對3D打印技術(shù)予以高度評價。
3D打印在我國的發(fā)展面臨著一個嚴重的瓶頸，就是耗材，如何制備出超高強度、超高耐溫、超高韌性、超高抗蝕、具有一定環(huán)境適應(yīng)性的新材料，是中國在3D打印市場的突破口。
2017年1月24日，工信部等四部委印發(fā)《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》，明確指出要布局一批前沿新材料。在增材制造材料方面，要研發(fā)開發(fā)氧化鋁、氧化鋯、碳化硅、氮化鋁、氮化硅等陶瓷粉末。
對于陶瓷材料來說，原材料粉末的性能（如純度、粒徑大小及分布、顆粒形態(tài)等因素）會對陶瓷的使用性能產(chǎn)生直接影響。理想的陶瓷粉末主要有成分控制精、致密度高、球形度好、顆粒尺寸小且粒度分布范圍窄、分散性好、流動性好等特性。
二、5大陶瓷粉末
1、氧化鋁
?。?）氧化鋁粉末的特性
氧化鋁是一種白色無定形粉狀物，質(zhì)極硬、熔點高、耐酸堿、耐腐蝕、絕緣性好，主要用于鋁的冶煉，還用于耐火材料、陶瓷等。
99.99%高純氧化鋁粉末主要用于高壓鈉燈、新型發(fā)光材料、特殊陶瓷、高級涂層、三基色、催化劑及一些高性能材料。99.995%高純氧化鋁粉主要用于LED人造藍寶石晶體、高級陶瓷、PDP熒光粉及一些高性能材料。
納米氧化鋁粉末添加到各種丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、硅丙乳液等樹脂的水性液體中，添加量為5%-10%，可提高樹脂硬度。
（2）氧化鋁粉末的制備方法
化學制備方法：拜耳法、硫酸鋁銨熱解法、碳酸鋁銨熱解法等，拜耳法氧化鋁粉末平均粒徑范圍為10-100μm，堿含量高、粒度粗，不宜在精細陶瓷中應(yīng)用；
機械研磨：氧化鋁在高能量研磨設(shè)備的研磨下，達到亞微米粒級以至納米粒級，用這種方法制得的氧化鋁粉表面缺陷多，燒結(jié)活性也較好，另外具有成本低廉，制備方便，產(chǎn)量高等優(yōu)點。
（3）氧化鋁陶瓷
氧化鋁陶瓷有較好的傳導性、機械強度和耐高溫性。
2、氧化鋯
?。?）氧化鋯粉末的特性
氧化鋯作為一種金屬氧化物，具有熔沸點高、熱膨脹系數(shù)大、抗腐蝕性強、化學穩(wěn)定性好等優(yōu)異的物理和化學性質(zhì)，可應(yīng)用于烤瓷牙、刀具、傳感器、軸承、陶瓷、汽車尾氣排氣裝置等領(lǐng)域。
（2）氧化鋯粉末的制備方法
氧化鋯粉末的制備方法有機械粉碎、化學沉淀法、水熱法、水熱結(jié)晶、溶膠-凝膠法、等離子體法和電弧爐法、噴霧干燥等，工業(yè)上常采用氣流粉碎制備氧化鋯粉末，顆粒尺寸一般在1-88um之間。
（3）氧化鋯陶瓷
氧化鋯陶瓷具有熔點和沸點高、硬度大、常溫下為絕緣體、而高溫下則具有導電性等優(yōu)良性質(zhì)，可作為感應(yīng)加熱管、發(fā)熱元件、氧傳感器、高溫發(fā)熱體、熱障涂層等領(lǐng)域。
3、碳化硅
?。?）碳化硅粉末的特性
碳化硅是一種超硬材料，莫氏硬度為9.5，具有硬度高、強度高、抗氧化和耐磨性能好等優(yōu)異性能。碳化硅主要有四大應(yīng)用領(lǐng)域：功能陶瓷、高級耐火材料、磨料及冶金原料。
（2）碳化硅粉末的制備方法
碳化硅的工業(yè)制法是用優(yōu)質(zhì)石英砂和石油焦在電阻爐內(nèi)煉制。煉得的碳化硅塊，經(jīng)破碎、酸堿洗、磁選和篩分或水選而制成各種粒度的產(chǎn)品。
碳化硅本身硬度高，要使其粒徑分布達到所限定的范圍，對于碳化硅微粉的粉碎和分級來說十分困難，氣流粉碎和分級設(shè)備是碳化硅微粉行業(yè)不可替代的超微細加工設(shè)備。
密友QF系列氣流粉碎機（氣流磨）
碳化硅粗料目前已能大量供應(yīng)，而技術(shù)含量極高的納米級碳化硅粉體的規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用還需要一段時間。
（3）碳化硅陶瓷
碳化硅陶瓷具有優(yōu)良的常溫力學性能（高的抗彎強度、優(yōu)良的抗氧化性、良好的耐腐蝕性、高的抗磨損以及低的摩擦系數(shù)），而且高溫力學性能（強度、抗蠕變性等）是已知陶瓷材料中最佳的。
4、氮化鋁
?。?）氮化鋁的特性
氮化鋁屬類金剛石氮化物，呈白色或灰白色，具有熱導率高（約3200W/m·K）、熱膨脹系數(shù)小、電性能優(yōu)良、機械性能好、光傳輸特性好等特性，是良好的耐熱沖擊材料，可用于坩堝材料、電絕緣體、高功率集成電路基片和包裝材料等領(lǐng)域。
（2）氮化鋁粉末的制備
氮化鋁粉末的常見制備方法主要有：鋁粉直接氮化法、氧化鋁粉碳熱還原法、自蔓延高溫合成法、化學氣相沉積法、溶膠凝膠法、等離子體法等，其中鋁粉直接氮化法和氧化鋁粉碳熱還原法已應(yīng)用于市場化大規(guī)模生產(chǎn)，自蔓延高溫合成法隨著對其機理的深入研究，應(yīng)用該方法已經(jīng)可以進行小批量生產(chǎn)。
目前市場上高品質(zhì)的氮化鋁粉末產(chǎn)品（如日本德山公司）采用等離子體法制備，但該方法設(shè)備昂貴、技術(shù)復雜，處于被少數(shù)發(fā)達國家和公司壟斷領(lǐng)域。
（3）氮化鋁陶瓷
氮化鋁陶瓷基片，熱導率高，膨脹系數(shù)低，耐化學腐蝕，電阻率高，介電損耗小，是理想的大規(guī)模集成電路散熱基板和封裝材料。氮化鋁陶瓷的金屬化性能較好，可替代有毒性的氧化鈹瓷應(yīng)用于電子工業(yè)。
5、氮化硅
?。?）氮化硅粉末的特性
氮化硅粉末呈灰色、白色或灰白色，具有硬度高、耐磨損、耐腐蝕、膨脹系數(shù)小、熱導率大、高溫耐氧化性好，是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料。氮化硅粉末可用作耐火材料、軸承滾珠、球閥耐蝕部件、功能陶瓷等領(lǐng)域。
（2）氮化硅粉末的制備方法
氮化硅粉末的制備方法主要有直接氮化法、碳熱還原法、硅酞亞胺分解法等方法。其中直接氮化法因其生產(chǎn)工藝簡單易行，生產(chǎn)設(shè)備操作容易，生產(chǎn)成本較低等優(yōu)點，得到了科學界和產(chǎn)業(yè)界廣泛的認同和采用。
（3）氮化硅陶瓷
氮化硅陶瓷具有重量輕和剛度大的特點，是一種理想的高溫結(jié)構(gòu)材料，可用來制造滾珠軸承、柴油發(fā)動機電熱塞等。
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