陶瓷表面處理技術與應用

第1章表面改性技術概論與傳統(tǒng)表面改性技術/1
1.1表面涂層法5
1.1.1熱噴涂法5
1.1.2冷噴涂法8
1.1.3溶膠-凝膠涂層9
1.1.4多弧離子鍍技術10
1.2離子滲氮技術12
1.2.1離子滲氮的理論12
1.2.2離子滲氮技術的主要特點13
1.2.3離子滲氮的設備和工藝13
1.2.4技術應用14
1.3陽極氧化15
1.3.1鋁和鋁合金的陽極氧化15
1.3.2鋁和鋁合金的特種陽極氧化16
1.3.3鋁和鋁合金陽極氧化后的封閉處理17
1.3.4陽極氧化的應用17
1.4氣相沉積法18
1.4.1化學氣相沉積19
1.4.2物理氣相沉積22
1.5離子束濺射沉積技術25
1.5.1離子束濺射與沉積25
1.5.2離子源26
1.5.3技術方法26
1.5.4應用27
參考文獻28

第2章新型表面改性技術/30
2.1離子注入技術30
2.1.1離子注入技術原理31
2.1.2金屬蒸氣真空離子源（MEVVA）技術32
2.1.3離子注入對陶瓷材料表面力學性能的影響33
2.2等離子體技術35
2.2.1脈沖等離子體技術35
2.2.2等離子體輔助化學氣相沉積39
2.2.3雙層輝光等離子體表面合金化41
2.3激光技術43
2.3.1激光表面處理技術的原理及特點43
2.3.2激光表面合金化43
2.3.3激光化學氣相沉積44
2.3.4準分子激光照射技術47
2.4離子束輔助沉積47
2.4.1基本原理48
2.4.2IBAD設備簡介49
2.4.3IBAD工藝類型與特點50
2.4.4IBAD過程的影響因素50
2.4.5IBAD技術的應用51
參考文獻52

第3章陶瓷表面裝飾技術/54
3.1陶瓷磚的表面滲花54
3.1.1滲花原理55
3.1.2常用的滲花著色劑55
3.1.3滲花釉外加劑56
3.1.4滲花釉的制備56
3.1.5滲花磚坯料57
3.1.6滲花磚的制備57
3.2輥筒印花技術58
3.2.1工作原理58
3.2.2印花過程58
3.2.3主要優(yōu)缺點58
3.2.4主要應用59
3.3貼花紙裝飾技術59
3.3.1貼花裝飾60
3.3.2陶瓷貼花裝飾工藝60
3.4表面布料技術61
3.4.1陶瓷布料機61
3.4.2瓷質磚多管布料技術61
3.4.3正打微粉二次布料等技術62
3.5噴墨打印技術63
3.5.1噴墨打印機的原理63
3.5.2噴墨打印呈色原理64
3.5.3陶瓷噴墨印花機的構成64
3.5.4陶瓷噴墨印花的工作流程65
3.5.5陶瓷噴墨印花技術的優(yōu)勢65
3.5.6噴墨打印用陶瓷墨水66
3.6陶瓷表面的玻璃化處理技術69
3.6.1低溫快燒玻化磚69
3.6.2陶瓷磚復合微晶化表面改性71
3.7陶瓷磚的表面微晶化73
3.7.1微晶玻璃的概念73
3.7.2微晶玻璃的特性74
3.7.3微晶玻璃的應用74
3.7.4微晶玻璃的制備與玻璃析晶75
3.7.5微晶玻璃主要系統(tǒng)75
3.7.6基礎玻璃熱處理過程76
3.7.7晶核劑的作用機理76
3.7.8微晶玻璃與陶瓷基板的結合性77
參考文獻77

第4章傳統(tǒng)陶瓷的表面改性/78
4.1陶瓷表面的抗菌自潔性能78
4.1.1抗菌劑種類及其抗菌機理78
4.1.2抗菌釉的制備方法80
4.1.3影響表面抗菌性能的因素81
4.2拋光磚的表面防污性能83
4.2.1拋光磚的表面防污原理83
4.2.2蠟類、有機涂層和憎水性表面活性劑防污技術83
4.2.3有機硅表面防污技術83
4.2.4含氟低表面能型表面防污技術84
4.3陶瓷表面的金屬化84
4.3.1沉積法84
4.3.2燒結法86
4.3.3噴涂金屬化法86
4.3.4被銀法（Pd法）87
4.3.5化學鍍實現(xiàn)陶瓷微粒表面金屬化88
4.3.6雙層輝光離子滲金屬技術89
4.3.7陶瓷墻、地磚表面的激光玻化改性90
4.3.8絲網(wǎng)印刷技術90
4.4陶瓷表面的蓄光發(fā)光性能92
4.4.1硫化物系列蓄光型發(fā)光材料92
4.4.2鋁酸鹽體系蓄光型發(fā)光材料發(fā)光機理93
4.4.3硅酸鹽體系蓄光型發(fā)光材料及發(fā)光機理94
4.4.4發(fā)光陶瓷釉的制備94
4.5陶瓷表面的抗靜電性能95
4.5.1抗靜電原理95
4.5.2抗靜電陶瓷96
4.5.3研究現(xiàn)狀及展望97
4.6陶瓷的吸波性能97
4.6.1吸波材料的基本性質98
4.6.2納米吸波材料的吸波機理98
4.6.3納米吸波材料的研究進展99
參考文獻99

第5章高性能陶瓷的表面改性技術/101
5.1氮化鋁陶瓷表面改性102
5.1.1AlN表面化學法鍍Ni-P合金103
5.1.2融鹽熱歧化反應可以成功進行氮化鋁陶瓷表面鈦金屬化103
5.1.3界面反應原理103
5.1.4動力學分析104
5.1.5相應的分析手段104
5.2碳化硅陶瓷表面改性105
5.2.1涂層技術105
5.2.2碳化硅表面涂層的制備方法106
5.2.3等靜壓后處理技術107
5.2.4碳化硅陶瓷基復合材料的表面改性108
5.3冷噴涂法制備PZT陶瓷109
5.3.1冷噴涂技術的產生和發(fā)展現(xiàn)狀109
5.3.2冷噴涂的技術要求110
5.3.3冷噴涂工藝的重要特征110
5.3.4冷噴涂技術的實現(xiàn)111
5.3.5冷噴涂技術制備PZT陶瓷112
5.4氧化鋁陶瓷表面改性113
5.4.1涂層技術113
5.4.2離子注入技術113
5.5氮化硅陶瓷表面改性117
5.5.1涂層技術117
5.5.2離子注入技術118
5.5.3陽離子萃取技術118
5.5.4氮化硅表面改性對本身力學性能的影響118
5.6氧化鋯陶瓷表面改性120
5.6.1離子注入ZrO2陶瓷120
5.6.2ZrO2陶瓷表面化學鍍122
參考文獻123

第6章生物陶瓷的表面改性/125
6.1生物陶瓷的基本性質126
6.1.1生物陶瓷基本要求126
6.1.2生物陶瓷體內的反應過程與反應機理126
6.2生物陶瓷的分類127
6.2.1惰性生物陶瓷127
6.2.2生物活性陶瓷128
6.3生物陶瓷改性的方法130
6.3.1生物陶瓷骨修復材料的缺陷130
6.3.2提高生物陶瓷材料的表面與整體活性131
6.3.3材料力學性能的提高135
6.4展望139
參考文獻140

第7章陶瓷粉體表面改性/141
7.1概述141
7.1.1根據(jù)粉體表面改性方法的分類142
7.1.2根據(jù)粉體表面改性工藝的分類142
7.1.3根據(jù)粉體表面改性劑的分類142
7.2Si3N4陶瓷粉體表面改性143
7.2.1聚電解質作為表面分散劑144
7.2.2偶聯(lián)劑對Si3N4粒子的表面改性144
7.2.3Si3N4顆粒表面烷基化146
7.2.4Si3N4表面涂覆Al(OH)3146
7.3Al2O3陶瓷粉體表面改性146
7.3.1有機羧酸改性Al2O3粉體147
7.3.2偶聯(lián)劑涂覆Al2O3粉體148
7.3.3納米BN包覆Al2O3粉體149
7.3.4Y2O3包覆Al2O3粉體150
7.4TiO2粉體表面改性152
7.4.1TiO2無機包覆處理改性152
7.4.2TiO2有機包覆處理改性154
7.4.3機械力化學改性TiO2粉體156
7.5碳酸鈣粉體表面改性157
7.5.1無機改性劑157
7.5.2有機改性劑158
7.5.3超細粉碎與表面改性劑復合改性160
7.5.4低溫等離子表面改性碳酸鈣161
7.6碳化硅陶瓷粉體表面改性162
7.6.1Al(OH)3涂覆SiC粉體162
7.6.2聚合物表面接枝163
7.7陶瓷微球表面的改性165
7.7.1陶瓷微球改性工藝165
7.7.2改性后陶瓷微球的性能165
7.8陶粒及膨脹珍珠巖的防水機理168
7.8.1陶粒膨脹珍珠巖的親水機理和憎水機理168
7.8.2陶粒與膨脹珍珠巖的憎水處理工藝170
參考文獻170

第8章陶瓷纖維及其他新型纖維表面改性技術/172
8.1概述172
8.2碳纖維表面改性173
8.2.1氧化處理173
8.2.2表面涂覆處理177
8.2.3等離子體處理179
8.2.4碳纖維的其他表面改性技術180
8.3碳化硅纖維表面改性180
8.3.1電化學表面處理181
8.3.2表面涂覆法181
8.3.3電子束輻射技術185
8.4氮化硅纖維表面改性186
8.5玻璃纖維表面改性187
8.5.1玻璃纖維的表面處理方法188
8.5.2光催化型玻璃纖維192
8.5.3抗靜電玻璃纖維193
8.6硅酸鋁陶瓷纖維的改性193
8.6.1最初用于硅酸鋁陶瓷纖維的涂層194
8.6.2紅外輻射涂層194
8.6.3環(huán)保型的涂層材料195
參考文獻196

第9章陶瓷表面改性的測試與表征/198
9.1概述198
9.2紅外光譜199
9.2.1紅外光譜儀201
9.2.2樣品制備203
9.2.3應用204
9.3掃描電子顯微鏡204
9.3.1二次電子像205
9.3.2背反射電子像205
9.3.3樣品制備206
9.3.4應用206
9.4原子力顯微鏡207
9.4.1原子力顯微鏡的工作原理207
9.4.2樣品制備208
9.5X射線衍射208
9.5.1X射線衍射方程209
9.5.2X衍射儀的構造組成及工作原理210
9.5.3樣品制備212
9.5.4應用212
9.6X射線光電子能譜213
9.6.1X射線光電子能譜儀213
9.6.2光電子能譜法的基本原理213
9.6.3樣品制備214
9.6.4應用216
9.7拉曼散射216
9.7.1拉曼光譜的特點216
9.7.2拉曼光譜原理217
9.7.3拉曼光譜分析217
9.7.4樣品制備218
參考文獻218