多孔陶瓷，顾名思义是其内部由大量孔道交错连接，外表与里层结构一一对应的无机盐材料，多数是在高温高压下反应而成。根据孔道不同的形状将其分为三种：①蜂窝陶瓷②粒状陶瓷③泡沫陶瓷。基于陶瓷材料较多的孔道，且相互联通，导致其孔隙率较大，孔体积较大，较大的比表面积，再加上无机盐较高的稳定性，稳定的化学与物理特性，使多孔无机盐的应用特别广泛，常见的有催化剂载体、流体过滤装置、分离装置、吸附剂、人工制造器官等，尤其是耐火材料、传感器装置。所以，多孔材料是当今的明星材料，科学家将目光集中于此，笔者综合分析了近年来多孔陶瓷的研究情况。

　　多孔陶瓷的制备方式主要是挤压成型法，顾名思义，是借助于压力机强大的压力，致使材料发生变形，压成理想中的样子，这种挤压方法可分为冷挤压、热挤压，其工艺过程很简单，先制备好有蜂窝结构的模型，然后使合成的无机盐泥条在压力的推动下穿过模型，在高温下烧结几个小时，就制备出了蜂窝陶瓷。举个实例，汽车上普遍安装的尾气净化装置，就是蜂窝状陶瓷，其制备流程就是合格的泥条在压力推动下穿过蜂窝状模型，再高温烧结，得到多孔结构。如今，我们国家烧结陶瓷的技术已非常先进，最高蜂窝孔隙可达每2.54cm×2.54cm面积有400个孔道，具体过程就是原料制备、制备模型、挤压过程、高温烧结、成品。其方法比较简单，孔径大小可以随意调节，形状可控，不过不好制备内部结构过于复杂的材料，对于泥条的韧性要求也很高。

　　该方法的核心技术是在原材料中添加成分一致的细小粒子，借助于其特殊的化学性质，液化温度不高，且易烧结，从而产生多孔结构。孔道直径与颗粒直径一致，成正比。也就是说颗粒的大小就是产生孔道的大小，颗粒在原材料中分布的是否匀称，也反应出孔道是否匀称。此外，影响内部结构的因素还有烧结温度，助剂的性质和加入量，比如稀土氧化物氧化钇，其优良的化学性质使其成为合成氮化硅陶瓷最佳的添加剂，有利于更合理地分布孔道位置，且孔隙率也很高，也可添加特殊物质提高孔隙率，该类型陶瓷孔隙率基本处于25%左右。如果温度允许的话，可添加特殊的造孔剂，如生物大分子、碎木屑、活性炭材料，高温高压环境中气化助剂，孔隙率最高可达75%，该技术操作简单，孔道大小可控，不过就是气孔率不高。

　　虽然说通过改变烧结温度及保持时间能人为地调节陶瓷强度及孔隙率，但也不是很方便调节，以上两种技术都存在缺陷，若是烧结温度不够高，陶瓷强度就不强，若是温度过高，可能导致孔道密封，不过新型技术添加造孔剂能够解决这一难题。主要利用特殊的具有一定体积的造孔剂，使其均匀分散在原材料中，烧结后造孔剂气化挥发，留下分散均匀的孔洞。其主要优点就是可根据人的思想制造出所需要的陶瓷材料，况且整个制备过程都很简单明了，对于孔径的大小、形状及分布都能随意安排，特别适用于催化剂载体方面。该核心技术是选择好适宜的助剂，主要有无机物和有机物两种，性质很重要，再者是助剂的粒径，微米级还是纳米级。无机物常见的是碳酸盐，两性物质和活性炭材料，有机物常见的是天然大分子、高分子材料、有机酸等，分子量多数达几千。其压制技术主要有五种：挤压、注射、浇注、模压和等静压。

　　该技术又叫真空冷冻干燥，其核心技术就是利用真空冷冻先将原材料冷冻，低温环境下原材料中的液态水会冷凝成冰，继续抽真空，升高温度使固态冰升华为气态水而跑出去，所以就得到多孔的陶瓷。该方法在200年前由一名英国人提出，经过长时间的应用，还是很有效的。曾有人利用此方法制备出多孔结构的材料，不但有宏观孔隙还有微观孔隙，该技术不会产生有害气体，不会遗留固体残渣。实际生产中，也可以将包含陶瓷颗粒的液体低温保存，有利于液态水变为固态冰，固态冰的晶格促使颗粒顺着其晶体方向延伸，利于产生微观结构，真空干燥后固态冰升华跑出去，剩下均匀排列的微观孔隙，进而制备的陶瓷内部含有丰富的孔道。这种方法属于环境友好型技术，绿色，操作简单。

　　该技术的生产过程是搅拌混匀适量的原材料与水的混合体，转移至不锈钢反应釜中，然后加热到一定温度，高温高压环境下水分全部挥发带出，从而产生多孔结构。主要借助于水的压力来产生多孔。近年来日本学者曾利用此技术制得高质量高强度多孔陶瓷，他是将硅凝胶与水混合均匀，一并放入反应釜中，高温高压下带有水蒸气，压力为10个大气压，时间约为3小时，其产生的孔径处于纳米级，约为40nm，抗压强度很强，孔隙率很高，此技术实际应用方面很广泛，陶瓷性能也很优越，不过需要高温高压环境、耗能量比较大、不节能、投资多，不符合节能环保理念。

　　陶瓷材料是采用特定的原料与配方,经过成型与高温烧结后制成的一大类无机非金属固体材料。陶瓷材料具备熔点高、耐高温、硬度高、耐磨损、耐腐蚀、化学稳定性好以及重量轻、弹性模量大、强度高等优良性能,并具有电、光、磁、力、声、热、化学和生物特性。随着科学技术的不断发展与需要,陶瓷材料已超出传统日用瓷、艺术陈设瓷、建筑瓷、卫生瓷的领域向先进陶瓷方向发展。陶瓷材料所具备的绝缘性、铁电性、压电性、半导性、铁磁性、部分超导性等功能使其成为影响电子技术发展的举足轻重的关键材料;陶瓷材料所具有的耐高温、耐腐蚀、重量轻特性使其成为(热)结构材料的主要材料之一。陶瓷材料已从辅助材料发展成制造业的主要材料,在军工、工农业生产、交通、医疗、环保和机器人、生命与宇宙科学研究等领域广泛应用,并对电子技术、计算技术、空间技术、能源工程等新技术的发展起着重要的作用。

　　当今,工业、能源、交通、空间技术等部门对结构陶瓷材料都提出了很高的要求。如各种陶瓷喷嘴、陶瓷密封圈、陶瓷刀具、陶瓷叶片、陶瓷柱塞等,除要求具有良好的耐磨性、耐高温性、耐腐蚀性和足够的机械强度等性能之外,还必须做成具有尺寸与加工精度要求的精密部件。由于陶瓷材料硬度高、脆性大,机械加工困难,在制备过程特别是在烧结时会收缩并产生不同程度变形,陶瓷材料的变形会直接影响到陶瓷制品的规整度与产品合格率,如何解决陶瓷材料的变形问题已显得十分紧迫与重要。

　　影响陶瓷材料变形的因素很多,必须对症下药才能解决。归纳起来陶瓷变形的原因可具体分为内外两大方面[1-3]:(一)内在原因:主要是在重力和热应力的作用下,由于造型的复杂性引起各部位受力与收缩不匀、而造成变形。重力的作用垂直向下,造成陶瓷的烧成收缩纵向大于横向,并使装窑烧成时重心偏离支撑点的器件,在高温热塑性的状态下产生弯曲变形。热应力则主要与制品的造型直接相关,制品比例尺寸、厚薄及形状的不均匀或不对称性,会产生温度梯度或收缩的不同,在制品的各个部位产生不同的热应力。(二)外部因素:①配方设计不当;②粉体(泥料)的颗粒度分布不合理;③成型、装窑操作不当;④干燥、烧成制度不合理;⑤造型设计不合理。

　　迄今为止,讨论与研究陶瓷材料变形问题的文章较多[4-6],但目前所说的陶瓷变形度是只针对陶瓷制品而言的,测量方法又随着制品种类而有很大差别。对广大陶瓷科研与教学人员来说,缺乏一种能针对陶瓷材料本身抵抗变形能力进行测量与评价的科学方法。近年来,我们参照日本长崎窑业技术中心的测试方法[7],在研究与实验过程中不断改进,对陶瓷材料的高温弯曲度进行测试与控制,为配方设计与工艺参数的制定提供了很大的帮助,取得了比较满意的效果。本文推荐两种简单实用的测试方法,可直观地分析、判断与评价陶瓷材料的高温弯曲度,为陶瓷材料的研究试验工作提供极大的帮助,也可为评价金属或高分子材料高温条件下抵抗变形的能力提供参考。

　　用石膏或金属模具采用注浆或压制的成型方法,将待测试料制成70×10×2.5mm的薄片状试样,干燥备用。

　　如图1所示,将干燥后的试样小心地安插并固定在耐火泥的底座上,注意试样与底座水平面之间的角度为60度后,放入窑炉在预先设定的烧成条件下烧结。

　　“1”所述方法可以准确、直观地测试出各种试样高温弯曲度的数值来评价各种陶瓷材料抵抗变形能力的大小。但由于试样安装时必须细致小心、费工费时、比较麻烦,操作人员之间造成的误差也相对较大。为了适应工厂现场管理的需要,特别设计了更简便易行的方法,具体操作步骤如下:

　　用石膏或金属模具采用注浆或压制的成型方法,将待测试料制成150×30×3mm的试样,干燥备用。

　　选用一块耐火砖(建议选用刚玉泡沫砖),按图2所示先切割成140×30×30mm的长方块,然后在侧面的上方间距100mm钻两个通孔,再插入两根小刚玉棒(70×3mm)。

　　为防止粘连,在上述干燥试样的底部涂少量氧化铝浆料后,按图2所示安放在氧化铝小棒上,放入窑炉在预先设定的烧成条件下烧结。

　　如图3所示,将烧成后的试样放在木板制成的架子上,测量出试样中心弯曲最低点的尺寸,即可对该种陶瓷材料的高温弯曲度进行评价。

　　为保证测试数据的准确度,方便操作,并获得最佳的效果,通过多年的实践总结,我们得出一些经验,供大家参考:①必须防止试样干燥时发生变形,最好采用自然干燥的方式,并注意观察,经常翻身;②为便于操作,防止折断,可将试样先低温素烧;③安放试样时,除了保证倾斜角为60度之外,还要求插入深度一致,试样的露出部分长度以48mm为宜;④为更直观地观察与评价,可将多个试样(或与标准试样)并排安放在同一基座之上;⑤在烧成过程中要防止振动,避免试样移位。

　　[1] 郭集开.陶瓷变形缺陷的生成原因及克服办法.广东建材.2006.3.

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　　[5] 叶超群,严彪,徐政.高强度SiC陶瓷泡沫的变形特性.建筑材料学报.2006.5.

　　此后，先进的燃煤发电技术、煤化工技术发展，促进了高温陶瓷膜材料及过滤技术快速发展。上世纪90年代，美国能源部曾组织多家机构对各种高温热气体除尘技术进行详细技术、经济对比评价，最终也认为高温陶瓷膜过滤技术是当前热气体净化领域最具有发展和应用前途的技术之一。近20年来，国内外在热气体净化用陶瓷膜材料及技术方面已得到突飞猛进的发展，产业规模和市场份额不断扩大。其中法国glosfume公司自1990年至今已有400与套大型过滤装置在10余个国家推广应用，美国Anguil环境系统公司采用陶瓷过滤和催化技术设计开发的自洁式高温陶瓷过滤装置目前已有1600余台在全球各领域推广应用。以1万平方米陶瓷膜材料应用为例，可年处理各种高温气体50多亿立方米，减少高温粉尘粒子排放数万吨。如果经其处理的高温余热完全利用，则相当于每年节约近百万吨标准煤。预计到2025年，在一些特殊高温气体净化领域如冶金冶炼、石油化工、玻璃、水泥、新型建材、垃圾焚烧、煤化工等领域应用高温陶瓷膜材料年需求量将达到百万平方米以上，由此产生的经济效益和社会效益非常显著。可以说，高温陶瓷膜材料发展及过滤技术推广对于推动国家倡导的节能减排、高效余热综合利用、PM2.5控制实施具有积极意义。

　　废水处理与零污染排放是节能减排工作的另一项重要内容。膜分离技术作为当前国际水处理技术主要发展方向之一，近年来在水处理技术中应用日益广泛。作为三大膜材料之一，陶瓷膜材料具有过滤精度高、使用寿命长、出水水质好、运行稳定等优点，目前已在钢厂循环水处理、含油废水处理、焦化废水处理、印染废水处理、电厂冷凝水处理以及工厂工艺水处理和工业废水、城市污水处理等领域广泛应用。如采用0.8微米陶瓷膜材料处理高浓度含油废水，处理后油含量≤5mg/l，悬浮物含量≤1mg/l，使用寿命可以达到5年。采用0.2微米陶瓷膜处理印染废水，其色度去除率可以达到90%以上，COD去除率85%以上。尤其是近年来国际发展的MBR膜生物反应器水处理技术，具有膜分离技术与生物反应器有效增强功能，可有效实现市政污水回收和工业污水处理，解决城市缺水问题，凭借其出水水质好、运营成本低、自动化程度高等诸多优势正成为水处理领域最具发展前景的关键技术之一。目前，MBR工艺技术处理生活污水和工业废水已突显成效。平板陶瓷膜材料作为国际近年来发展的一种重要的MBR膜生物反应器材料，与有机膜相比具有透水阻力小，抗污染性好、易于清洗再生、使用寿命长、化学稳定性好、机械强度好等优点，可有效解决现有中空纤维膜、有机平板膜在工程应用过程中存在的使用寿命短，易受酸碱腐蚀等问题。作为有竞争力的MBR核心部件之一，平板陶瓷膜是MBR技术水处理领域最具核心竞争力的膜分离材料之一。

　　据统计，1995年MBR的全球市值仅为1000万美元，到2013年底MBR年产值已达150亿美元。2013年我国废水排放总量达到730亿吨，并且以每年5%左右的比例递增，预计2015年将达到810亿吨。截止2013年底，我国已有50多个规模超万吨的MBR工程投入运行，累计规模230万吨/日。预计到2015年，中国投入运行或在建的MBR系统累计处理能力将超过500万吨/日，与2013年相比增长1倍。近年来，随着水资源匮乏和水污染日益严重，国家加强了对水污染治理力度，通过水质提标、排放标准提高及水价提高以及“水十条”实施等多项措施，共同推进水处理技术和水处理设备的提升。尤其是随着水处理用膜技术不断成熟，膜法水处理技术已成为解决资源型缺水和水质型缺水问题的重要技术，高性能膜材料发展“十二五”专项规划已明确提出发展高性能水处理用陶瓷膜材料，膜过滤技术及MBR膜生物器水处理技术也会有较快速度发展。我国在“十三五”期间，仅废水治理的投入将达1.39万亿，尽管平板陶瓷膜材料目前在国内尚处在应用起步阶段，但在未来5年内，平板陶瓷膜MBR凭借其优异的特性，在市政污水、工业（化工、造纸、食品）废水、垃圾渗透液等多个领域具有广阔的应用前景。以日处理量10万吨MBR膜生物反应器技术处理废水规模来算，需要平板陶瓷膜组件约10~15万平方米，平板陶瓷膜材料未来几年内将处于市场高速增长期，预计到2020年，年需求量将会超过200万平方米。相比于国外发达国家，国内在节能减排领域应用的陶瓷膜材料研究开发方面开展工作相对较晚，近年来尽管技术水平有长足进步，但总体来说产品产业化规模与市场开发应用等方面与国外有较大差距。

　　目前，国内从事该领域陶瓷膜材料单位不足百家，除南京工业大学膜科学技术研究所开发的用于水处理等领域的氧化铝质多通道陶瓷膜材料、山东工业陶瓷研究设计院开发的用于高温气体净化的高温陶瓷膜材料系列产品外，其他产品技术水平与国外同类产品相比差距明显。山东工业陶瓷研究设计院作为国内唯一的部级工业陶瓷研究单位，是国内最早从事微孔陶瓷及陶瓷膜材料的研究开发单位，从上世纪70年代就开始开展各类微孔陶瓷及陶瓷膜材料的研制及市场开发工作，其中《热浇注工艺制备多孔陶瓷制品》1977年就获得全国科学大会奖，80年代完成了微孔陶瓷材料系列性能检测国家标准的制定工作，“七五”、“八五”期间先后完成了用于汽车尾气净化用泡沫陶瓷和蜂窝陶瓷的研制开发工作。长期以来，山东工业陶瓷研究设计院以科技创新、服务社会为理念，一直致力于陶瓷膜材料的产品研发与技术创新工作，经过两代人不懈努力，目前已成为国内陶瓷膜材料领域重要的产品研发基地和技术引领者。40多年来，在陶瓷膜材料领域，山东工陶院先后承担了包括“七五”“、八五”国家科技攻关、国家“863”、科技部中小企业创新基金、科研院所公益基金及山东省重大科技攻关项目20余项，获发明专利20余项，多项产品被评为国家重点新产品。特别是近10年来，满足于国家节能减排和环保战略需要，山东工陶院也先后制定了“十二五”、“十三五”陶瓷膜材料的发展计划和产业发展规划，不断加强陶瓷膜材料领域科技创新力度，提升技术水平。

　　自2010年以来，在国家各类科研项目支持下，加之自身雄厚的技术力量，山东工陶院先后完成了碳化硅、堇青石质、莫来石质高温气体净化用系类陶瓷膜材料及装备的研究开发工作，完成了国内首台套煤化工领域应用的大型高温、高压陶瓷膜飞灰过滤器研制开发工作，产品已在冶炼、煤化工、有机硅、多晶硅、石化等行业的高温高压气体净化、高温烟尘净化领域大量推广应用，建立了10万平方米的高温陶瓷材料生产线。其中高温高压气体净化用陶瓷膜过滤器被评为“201”国家重点新产品，该院也成为建材行业高温陶瓷膜材料重点实验室的依托单位。2014年，该院组织技术攻关，仅用1年多时间，即完成了MBR水处理用氧化铝质平板陶瓷膜材料及产品研究开发工作，产品填补国内空白。这些产品及技术开发对推动国内节能减排领域应用的陶瓷膜材料发展、提升我国节能减排领域高温气体净化技术与水处理技术水平起了较大促进作用。

　　在现代工业生产中常用的刀具材料有工具钢、硬质合金、超硬刀具材料（包括陶瓷，金刚石及立方氮化硼等）[1]。（1）常用作刀具的工具钢包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢。（2）硬质合金。硬质合金大量应用在刚性好，刃形简单的高速切削刀具上，随着技术的进步，复杂刀具也在逐步扩大其应用。（3）涂层刀具材料。硬质合金或高速钢刀具通过化学或物理方法在其上表面涂覆一层耐磨性好的难熔金属化合物，既能提高刀具材料的耐磨性，而又不降低其韧性。（4）其它刀具材料如陶瓷刀具和人造金刚石等。

　　金属陶瓷材料是一种有金属或者合金与同一种或几种陶瓷所组成的非均质复合材料[2]。它具有优良的综合力学性能，具有陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损，耐高温，又保持了金属材质的塑性与韧性，有着十分广泛的应用前景。在20世纪30年代人们就把金属陶瓷材料应用于刀具中，但是做成的刀片还比较脆，主要用于精加工中。从上世纪70年代以来，TiN对TiC-Ni系有显著作用被奥地利维也纳大学kieffer等发现，Ti（C，N）基金属陶瓷引起了人们的注意，TiC合金中开始引入硬质相氮化物，进一步在更大范围内扩大了金属陶瓷的应用。

　　（1）Ti（C，N）基金属陶瓷粘结相。Ti（C，N）基金属陶瓷的主要成分是Ti（C，N），常用的粘结相为Co-Ni，起增强作用，同时有研究表明向Ti（C，N）基金属陶瓷中添加少量的Al可起到弥散强化作用，改善材料的室温和高温力学性能，并提高材料的硬度、耐磨性和冲击韧度，同时对于抑制刀尖变形也有显著作用。也有研究采用5%～30%的Cr来代替Co，形成Cr-Ni粘结相，陶瓷材料的润湿性可以得到极大改善，同时材料的高温强度和高温抗氧化性也将提高。通常控制Cr/（Ni+Cr）在0.02～0.4之间。

　　（2）硬质相。常用的硬质相有WC、AlN、Mo2C、ZrC、VC、HfC和Cr3C2等，通过相互作用进一步形成（Zr、Ti、Nb、W、V）固溶相，使得硬质相得到进一步强化。由于WC的弹性模量比Ti（C，N）和TiC高，Ti（C，N）基金属陶瓷的强韧性可以通过添加WC进行改良，并且加入后能使硬质相晶粒得到细化，从而其横向断裂强度得到提高，使得WC成为其常用的一种添加剂。当加入的WC含量足够多时，在基体中会产生WC非平衡的相，使得其热膨胀系数大大减小，传导率明显增大，进而能明显提高其抗热震能力，达到克服其刀具的刀口易出现变形的缺陷。研究还发现，把含量合理的NbC和TaC等高熔点添加剂加入其中，同样能能使硬质相晶粒得到细化，还能改善其抗氧化性、硬度和横向断裂强度，并且改善其高温抗氧化能力效果比WC更好，但横向断裂强度和硬度的改善效果不如WC显著。此外，研究还表明，把Hf等稀土元素加入其中也可以明显改善其横向断裂强度，究其原因是氧很容易与稀土元素发生化学反应，在界面上与杂质结合生成稀土化合物和氧化物，使其晶界得到净化，界面结合强度、润湿性和烧结性得到良好的改善，从而使Ti（C，N）基金属陶瓷的密度得到提高。

　　Ti（C，N）基金属陶瓷比TiC基金属陶瓷的高温强度更大、具有更好的硬度以及良好的导热性、优良的耐冲击性等优良性能，因而被用作高速切削刀具材料以及对难切削材料进行精加工和半精加工。经过近70年的发展，Ti（C，N）基金属陶瓷的主要性能在以上方面得到了很好的改良。（1）具有良好的化学稳定性。使用其进行切削作业时，在工件、切屑和刀具接触面上产生氧化铁、镍钼酸盐和M02O3薄膜，这一薄膜能形成干剂从而大大减少了摩擦。钢与Ti（C，N）基合金之间粘结弱，即使温度达到700-900°C高温时时也不会有粘结出现，这样作业时不会出现积屑瘤，使得其具有较低的加工表面粗糙度。（2）具有很大的硬度。其硬度可以与陶瓷刀具相差无几，在通常情况下其硬度为91-93.5HRA，甚至高达94-95HRA。（3）耐热性较高。在高温情况下，其具有良好的耐磨性、强度和硬度性能，即使温度高达1100°C-1300°C还能够进行切削作业。一般情况下，其切削速度能够达到300-400m/min，是WC基硬质合金切割速度的高3-4倍，就算对难以加工和高硬度材料进行切削施工时，其削速度仍然能够达到200m/min。（4）抗月牙洼磨损和耐磨性能良好。对钢料进行高速切削时其耐磨性是WC基硬质合金的4到5倍，具有极低的磨损率。（5）抗氧化能力高。通常情况下，Ti（C，N）基金属陶瓷开始出现月牙洼磨损的温度是1100-1200°C，还硬质合金开始出现月牙洼磨损的温度是850°C-900°C，Ti（C，N）基金属陶瓷比硬质合金的温度高200-300°C。

　　麻将糊了

　　车磊等研究表明，高氮（TiC0.5N0.5）合金和较低氮（TiC0.7N0.3的烧结工艺的差异巨大，性能较好的金属陶瓷能够在真空、氮气和氩气等条件下通过硬度较低的低氮（TiC0.7N0.3）合金得到，还只有以氮气为烧结环境下得到的高氮（TiC0.5N0.5）合金才能具备良好的力学性能。张厚安等人研究表明，晶粒度小于500nm的金属陶瓷可以通过微波烧结技术得到，这种金属陶瓷具有较低的力学性能，但其组织致密。微波烧结技术因为其自身固有的加热特性，能快速加热到常规烧结难以达到的高温。超细粉末采用高能球磨的方法十分有效，并且工艺简单、产量高。张厚安等人研究发现，TiC0.7N0.3超细粉末可以采用球磨的方法进行制备。先按规定的成分和配比准备材料，然后采用混料机进行干混，接着采用球磨机进行湿磨和充分拌合，最后混合料干燥后对其进行冷压成型。在HAMiLab-V3000微波高温炉上对经碳管炉脱脂成型后的坯体进行微波烧结，就能够得到（Ti（C，N）基金属陶瓷。将Ti（C/N）粗粉经球磨磨成超细粉，并与TaC、Co、Mo2C、Ni、WC超细粉等混合后在添加纳米（Si3N4 /BN）粉，按规定配备进行配料、湿磨、干燥、过筛，压制成型后预烧结，微波气氛中烧结成具有超细晶粒的金属陶瓷。

　　综上所述，发展和研制高可靠性高强韧性的Ti（C，N）基金属陶瓷复合材料是Ti（C，N）基金属陶瓷的今后的发展方向，要通过技术个性使其韧性和强度得到更大的提高。要进一步对不同功能、不同结构的纳米级Ti（C，N）基金属陶瓷复合材料进行研究；通过上述研究最终开发出通用性的Ti（C，N）基金属陶瓷刀具切削材料。

　　润湿是固体表面的气体被液体取代的过程。在复合材料的制备过程中，只要涉及液相与固相的相互作用，必然就有液相与固相的润湿问题。在制备金属基复合材料时，液态金属对增强材料的润湿性如何直接影响到界面黏结强度。润湿性表示液体在固体表面上的铺展程度。优良的润湿性意味着液体在固体表面上铺展开来覆盖整个增强材料的表面。按热力学的条件，只有体系自由能减少时，液体才能铺展开来，即

　　由θ可以知道润湿程度。θ=0°时，金属熔液会在基体上完全的铺展开；θ=180°时，熔滴呈圆球状，只与基体表面形成点接触，称其为完全不润湿；0°

　　根据金属/陶瓷的结合情况，液态金属对陶瓷的润湿过程可分为非反应润湿和反应润湿[2-5]。对于非反应润湿体系，界面润湿过程不发生化学反应，润湿过程仅仅依靠扩散力和范德华力来完成,润湿性一般比较差，通常非反应润湿过程是一个很迅速的过程，在很短时间内就能达到各项平衡状态，与温度没有太大关系，但与陶瓷的金属性和位向及合金元素的加入有很大的关系。液态金属能否在固相陶瓷表面润湿取决于液态金属的表面张力。相比较而言，反应润湿过程伴随着不同程度的界面化学反应，润湿作用主要通过界面反应形成界面产物来实现。界面产物的生成使润湿过程在一层具有良好的润湿性能的中间层上进行，从而很大程度上改善了润湿效果。由于润湿过程中伴随着界面化学反应，反应润湿一般需要一个较长的时间过程，同时随着时间的持续接触角会逐渐的减小。另外，反应润湿随着活性元素的加入以及润湿温度的提高而粘结功增大，润湿性提高。

　　润湿性对于金属/陶瓷复合材料的生产是十分重要的,但评定润湿性好坏十分困难,尤其对反应性润湿。所以目前已发展了许多技术进行润湿性的测定。

　　传统测量金属/陶瓷润湿性的方法是座滴法。它将所需检测的金属块放置在陶瓷基体上，通过高温加热使金属块熔化，冷却后测量接触角θ和金属液滴的形状从而测出金属与陶瓷基体间的润湿性。

　　由于座滴法对易氧化的金属及存在界面反应的体系, 测量精度不高。它是通过在陶瓷基体表面上蒸发或喷溅一层金属沉积层，在高温、高真空条件下促使金属层熔化，在陶瓷基体表面形成金属液滴，在测量接触角。这种方法可以很好的反映出润湿过程中界面反应，在液滴形成和凝固收缩后，如果润湿过程中发生了界面反应，就可以通过陶瓷基体表面上留下的反应产物分析界面反应。

　　侵入法可以更精确地反映出润湿的动力学特性。它是将陶瓷制成的圆盘或圆柱浸入到熔融的金属熔液中，通过称量陶瓷的质量，记录近似于陶瓷边缘的弯曲形状，测量σLV和接触角θ,从而得出陶瓷与金属液之间的润湿性。

　　毛细压力法是通过金属液体在固体( 陶瓷) 中的渗透来测定金属/ 陶瓷的润湿性。

　　（2）不同颗粒的表面各不一样，从而金属/陶瓷的润湿是一个渐近的过程，使得压力的测定比较困难。

　　随着对金属/陶瓷的润湿性的深入研究，目前已有许多技术可以提高金属/陶瓷的润湿性,进而提高复合材料的综合性能。

　　未预处理的增强体表面吸附有气体和杂质，阻止了金属液与增强体的润湿。对增强体通过适当的高温烘焙来改变表面状态，从而提高润湿行为的作用。

　　通过升高润湿过程中的温度降低界面的接触角。在一定温度范围内，温度的升高可以有效的改善金属与陶瓷的润湿性，主要是由于温度的升高使金属溶液的表面能快速的降低，同时温度的升高会破坏金属表面的氧化膜，从而润湿性显著地提高。

　　合金元素的加入可以降低液态金属表面张力和固-液界面能；同时合金元素会引起界面反应，形成新的界面产物，从而可以很大程度上改善金属与陶瓷间的润湿性，是目前作为改善金属/陶瓷润湿性方面研究和应用的最广泛地技术之一。

　　陶瓷表面的金属涂层或经表面处理后可以提高固体的表面能, 用新形成的金属/ 陶瓷界面代替原来结合性不好的界面, 从而提高了润湿性。Ni和Cu是最常用的金属涂层材料。

　　随着科学技术的不断发展，对材料的性能提出更高的要求。研究金属对陶瓷的润湿性对开发新型金属/陶瓷体系，探寻和发展材料的制备技术有重大的意义。制备高性能金属/陶瓷复合材料有着重要的现实意义。

　　[1] 陶杰，赵玉涛，潘蕾等.金属基复合材料制备新技术导论[M].北京：化学工业出版，2007:220-225.

　　[3] 陈康华，包崇玺，刘红卫.金属/陶瓷润湿性研究的综述[J].材料导报，1997,11(2):1-5.

　　[4] 张一兵，杨家军.金属/陶瓷的选材及其润湿性[J].煤矿机械，2005,3:20-21.

　　陶瓷膜也称CT膜，是固态膜的一种，最早由日本的大日本印刷公司和东洋油墨公司在1996年开发引入市场。陶瓷膜主要是A12O3，Zr02，Ti02和Si02等无机材料制备的多孔膜，其孔径为2－50mm。具有化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂:机械强度大，可反向冲洗:抗微生物能力强:耐高温:孔径分布窄，分离效率高等特点，在食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、治金工业等领域得到了广泛的应用，其市场销售额以35%的年增长率发展着。陶瓷膜与同类的塑料制品相比，造价昂贵，但又具有许多优点，它坚硬、承受力强、耐用、不易阻寨，对具有化学侵害性液体和高温清洁液有更强的抵抗能力，其主要缺点就是价格昂贵目_制造过程复杂。

　　2004年7月，北美陶瓷技术公司顺利完成了其价值超过500万美元的新型双磨盘研磨机的组装，该设备在制备超薄陶瓷膜的生产技术上首屈一指，这同时也使得公司在制备超平、超完整陶瓷膜上的技术大大提升。我国南京工业大学完成了低温烧结多通道多孔陶瓷膜，该项目的研究对于提高我国陶瓷膜的质量、降低成本具有重要意义。多孔陶瓷膜由于具有优异的耐高温、耐溶剂、耐酸碱性能和机械强度高、容易再生等优点:在食品、生物、化工、能源和环保领域应用广泛。但目前在其应用中存在两大难题:一是多孔陶瓷膜的高成本，尤其是支撑体材料的成本高:二是有限的陶瓷品种与纷繁复杂的现状存在着矛后。目前商品化的陶瓷膜只有有限的几种规格，这就对特定孔结构的陶瓷膜制备提出了更高的要求。该课题组主要对以氧化铝和特种烧结促进剂为起始原料，在1400℃的烧成温度下制备出的支撑体进行了系统和深入的研究，得到渗透性能、机械性能及耐腐性能统一的支撑体。他们还以原料性质预测支撑体的孔结构为目标，以支撑体的制备过程和微观结构为基础，建立了原料性质与支撑体孔隙率、孔径分布之间的计算方法，为特定孔结构支撑体的定量制备提供了理论依据。

　　目前，己商品化的多孔陶瓷膜的构形主要有平板、管式和多通道3种。平板膜主要用于小规模的工业生产和实验室研究。管式膜组合起米形成类似于列管换热器的形式，可增大膜装填而积，但由于其强度问题，己逐步退出工业应用。规模应用的陶瓷膜，通常采用多通道构形，即在一圆截面上分布着多个通道，一般通道数为7，19和37。无机陶瓷膜的主要制备技术有:采用固态粒子烧结法制备载体及微滤膜，采用溶胶－凝胶法制各超滤膜:采用分相法制备玻璃膜:采用专门技术(如化学气相沉积、无电镀等)制备微孔膜或致密膜。其基本理论涉及材料学科的胶体与表面化学、材料化学、固态离子学、材料加工等。

　　从发展趋势米看，陶瓷膜制备技术的发展主要在以下2方面:一是在多孔膜研究方而，进一步完善己商品化的无机超滤和微滤膜，发展具有分子筛分功能的纳滤膜、气体分离膜和渗透汽化膜:二是在致密膜研究中，超薄金属及其合金膜及具有离子混合传导能力的固体电解质膜是研究的热点。己经商品化的多孔膜主要是超滤和微滤膜，其制备方法以粒子烧结法和溶胶－凝胶法为主。前者主要用于制各微孔滤膜，应用广泛的商品化A1203膜即是由粒子烧结法制备的。

　　2004年8月，由北京迈胜普技术有限公司与山东鲁抗医药有限公司研制的陶瓷膜过滤系统用于某种抗生素的分离提纯获得成功，这不仅优化了此种抗生素的生产工艺，而目使抗生素收率提高15%，这是我国首次将陶瓷膜技术运用于抗生素生产。抗生素的分离提纯，必须经过对发酵液的过滤和对滤出的药液进行树脂交换。目前，许多抗生素生产企业对氨基糖苷类抗生素发酵液的分离提纯均采用真空转鼓过滤器，这种工艺需先将发酵液酸化调至一定的pH值，然后用敷设助滤剂层的真空转鼓过滤器进行预过滤，再用板框进行复滤及树脂交换。采用这种工艺不仅过程繁琐，而目有效成分收率低，仅过滤和树脂交换过程的收率损失达30%。而运用“迈胜普”与“鲁抗”共同研制的陶瓷膜过滤系统分离提纯某种抗生素，却能使有效成分在过滤过程的收失损提高近5％，在树脂交换过程中的收率提高10%以上。

　　当前，西方发达国家在食品工业、石化工业、环境保护、生化制药等许多领域对膜技术的应用越来越广泛，而用无机材料制成的过滤膜(陶瓷膜就是一种无机过滤膜)的发展前景有可能比有机过滤膜更好。对于面临抗生素政策性降价和抗菌药限售双重压力的国内众多抗生素生产企业而言，通过创新工艺提高产品收率和质量不失为降低成本的明智选择，而以陶瓷膜技术改进现行抗生素分离提纯工艺有可能成为降成本、提高效益的突破口。

　　在食品包装领域，近年越来越引人注目的是具有高功能性和良好环保适应性的透明镀陶瓷膜。这种膜尽管目前价格较高，物理性能还有待进一步改进，但可预期在不远的将来它将在食品包装材料中占据重要的地位。陶瓷膜的加工镀膜方法与通常的镀金属方法相似，基本上按我们己知的加工法进行。镀陶瓷膜由PET(12μm)陶瓷(Si0x)组成。氧化硅能分成4类，即Si0，Si304，Si203，Si02。然而，在自然界它们通常以Si02形式存在，因此根据镀金属条件，它们的变化很大。对这种膜的主要要求是具有良好的透明度、极佳的阻隔性、优良的耐蒸煮性、较好的可透过微波性与良好的环境保护性以及良好的机械性能。 转贴于

　　镀陶瓷膜基本上可以用制作镀铝膜一样的条件制取，在制取过程中，仔细处理表面层，不使镀层受到损伤是极其重要的。由于这种膜是由氧化硅处理的，表面具有极好的润湿性，因此，它在油墨或粘合剂的选择范围上比较广，几乎与任何油墨或粘合剂都能亲和。聚氨酯类粘合剂是最可取的粘合剂，而油墨可以按用途任意选择，不用进行表面处理。然而，镀陶瓷膜你像镀铝膜那样容易向聚乙烯复合，因为PET膜作为基材料，当其氧化硅表而直接熔融聚乙烯高温涂布或复合时，易趋向于伸长，从而破坏氧化硅表面层，导致阻隔性下降。同时，在目前条件下，由于技术工艺上的问题，PET膜在镀陶瓷过程中有时会发生卷曲，从而影响膜的质量。当然，这类问题正得到解决。

　　镀陶瓷膜首先用作细条实心面的调味品包装材料。其优良的包装性能引起了人们的注意。由于这种膜保味性极佳，因此，尤其适合于包装易升华产品，如茶(樟脑)之类的易挥发材质。由于其极好的阻隔性，除了作为高阻隔性包装材料和作食品包装材料用外、预计还可用在微波容器上作为盖材，在调味品、精密机械零配件、电子零件、药物和医药仪器等方而作为包装材料。随着加工技术的进一步发展，如果这种膜在成本上大幅下降，那么它将得到迅速推广和应用。

　　我国 863”计划固体氧化物燃料电池(SOFC)项目经过对新型中温固体氧化物陶瓷膜燃料电池的长期研制，把陶瓷膜制备技术开拓应用于SOFC的制作，把通常SOFC的高温(1000－900℃ )拓延到中温阶段(700－500℃ )。目前中国科技大学无机膜研究所己经研制成功的新型中温陶瓷膜燃料电池，是一种以陶瓷膜作为电解质的燃料电池。电池部件薄膜化以后，降低了电池的内阻，提高了有用功率的输出，不需要高温的条件下实现了中温化，操作温度降到700－500℃。这种新型燃料电池继承了高温SOFC的优点，同时降低了成本。此类陶瓷膜燃料电池具有广阔的应用前景。

　　2004年8月，基于金属膜对无线电信号的干扰和容易氧化等缺点，我国韶华科技公司携手德国某著名工业研究机构共同开发融入纳米蜂窝陶瓷技术，并将韶华科技独有的真空溅射技术用于陶瓷隔热膜的生产上，创造了独一无二的琥珀陶瓷隔热膜，解决了金属膜无法逾越的技术问题:对无线电信号无任何干扰，特别是卫星的短波信号，绝不氧化，因为陶瓷超乎寻常的稳定性，从而保证隔热性能始终如一:永不褪色，陶瓷隔热膜采用陶瓷固有的颜色，不添加任何颜料，囚此，陶瓷隔热膜绝不会像染色金属会发生褪色现象:超级耐用，陶瓷隔热膜保质期为10年，金属膜一般为5年:经典美感，象琉泊一样的晶莹剔透的美感，色泽柔和，拥有最舒适的视觉效果。琥珀纳米陶瓷隔热膜最先应用于美国的航天飞机和国际空间站，而后广泛应用于汽车、建筑、海事等各个领域。由于技术敏感，直到2003年该产品才在中国销售。

　　陶瓷膜的研究始于20世纪40年代，其发展可分为3个阶段:用于铀的同位素分离的核工业时期，于20世纪80年代建成了膜面积达400万平方米的陶瓷膜的富集256UF6工厂，以无机微滤膜和超滤膜为主的液体分离时期和以膜催化反应为核心的全面发展的时期。

　　麻将糊了