一、背景知识
粉体的制备方法分两种。一是粉碎法；二是合成法。粉碎法是由粗颗粒来获得细粉的方法，通常采用机械粉碎。现在发展到采用气流粉碎技术。一方面，在粉碎的过程中难免混入杂质；另一方面，无论哪种粉碎方式都不易制得粒径在1μm以下的微细颗粒。合成法是由离子、原子、分子通过反应、成核和长大、收集、后处理来得到微细颗粒的方法。这种方法的特点是可获得纯度、粒度可控均匀性好且颗粒微细的粉体。并且可以实现颗粒在分子级水平上的复合、均化。通常合成法包括固相法、液相法和气相法。 1．粉碎设备简介
陶瓷工业广泛使用的粉碎设备有：
(1)颚式破碎机：用于大块原料的粗加工。粒度粗、进料和出料的粉碎比较小(约为4)而且细度调节范围也不大。
(2)轮碾机：属中碎设备。物料在固定碾盘和滚动的碾轮之间相对滑动，在碾轮的重力作用下被研磨和压碎．粉碎比较大(约10以上)。不适合碾磨含水量大于15％的物料。
(3)球磨机：为陶瓷工业使用最广泛的细碎设备。湿球磨粉碎效率更高。物料在旋转的筒内与比重较大的介质(球、棒)相互撞击和研磨而被磨细。影响球磨效率的主要因素如下： ①球磨机转速：球磨介质在离心力的作用下上升到滚筒的上部，自由落下砸在磨料上时，球磨的效率最高。球磨机转速太高，会使介质在离心力的作用下随滚筒旋转，失去了撞击作用；转速太低，介质只能在下部滚动失去了与磨料的撞击作用，磨细的效率降低。临界转速N(转／分)与球磨机内径D(米)有如下关系：
D
40
m =
单齿辊破碎机
<N D 时，1.25②球磨介质：球磨介质越多磨料被撞击和研磨的机会越多，球磨的效率越高。但介质过多，占据的空间太多，反而降低了效率。介质的表面积越大，研磨的效率越高；但是介质又不能太小，介质太小，下落的重力太小，降低了对磨料的磨细作用。—般，大球占l0％，中球占20％，小球占70％。
球磨过程中介质也会被磨损、进入磨料。因此在选用时应当考虑介质带入的杂质对材料的影响以及除
去杂质的方法。
③水量：湿磨的效率高，但加入水量过多，不仅占据了空间，而且物料不能粘附在介质上，降低了研磨作用；加入水量过少，泥浆流动性差，易成团，甚至将介质粘在一起，失去了研磨作用。经验数据为：料：水=l：1.2。
桥壳④加料粒度一般为2mm．
⑤球磨机的装载量：通常总装载量为筒容积的五分之四。物料：介质：水=1:(1.2～1.5):(1.0～1.2)(4)其他粉碎设备：
①环辊磨机：磨碎效率高，磨碎比>60。带入的铁杂质多。②笼式打粉机，用于打散湿的粉团料块。③锤式打粉机；
④振动磨：利用介质在磨机内作高频率振动将物料粉碎。进料粒度为2mm，出料粒度为60μm 以下（干磨时可达5μm，湿磨时可达到1μm）。
注意：采用粉碎法制粉，尽可能地避免磨机引入的杂质（采用相同材质的磨球）；或采用除铁工艺、磁选和酸洗（同时不能损失有用的成分）。2.粉末制备方法
（1）固相法制备粉末：以固态物质为原料通过反应制备粉末。
①化合反应法：两种或多种固态粉末混合后在一定的热力学条件和气氛下反应成为复合物粉末，有时也有气体逸出。如：
·合成BaTiO 3粉末：将BaCO 3和Ti02混合后，加热到1100～1150℃之间，可获得性能良好的BaTiO 3复合粉末。从热分析仪测定混合物在升温过程中的热现象和各温度段的X 射线分析可以知道：830℃，900℃以及1100℃有吸热反应；在1150℃出现放热反应。在830℃和990℃时分别发生BaCO 3由γ→β，β→α的相变反应。1100℃开始又发生吸热反应，从1100—1150℃之间BaTiO 3的含量达到最大。如果继续升温，会出现Ba 2TiO 4相（有害相)。再升温BaTiO 3相又继续增加，到1350℃，可获得100％的BaTiO 3，但是这时已发生了BaTiO 3的烧结。因此必须掌握好反应温度和时间。壁炉门
·合成尖晶石粉术：4
232O MgAl MgO O Al →+·合成莫来石粉末：2
322322SiO O 3Al 2SiO O 3Al ⋅→+②热分解反应法：许多硫酸盐，硝酸盐等都可以通过热分解法获得高纯特种陶瓷用氧化物粉末。如用硫酸铝铵在空气中进行热分解，可得到的α-Al 2O 3粉，纯度高、粒度小(1μm)，是高纯氧化铝陶瓷的重要原料。反应过程： 约200℃时发生如下反应：
↑+⋅⋅→⋅O 23H O H SO )(NH )(SO Al O]24H )(SO )(NH [Al 22424342244242500～600℃时反应如下：
↑+↑+↑+→⋅⋅O 2H SO 2NH )(SO Al O H SO )(NH )(SO Al 2333422424342800～900℃时反应如下：大型盆景花盆
↑
+-→332342SO O Al )(SO Al γ1300℃保温1～1.5h 反应如下：
3
232O Al O Al -→-αγ③氧化物还原法：特种陶瓷碳化硅、氮化硅的原料粉在工业上多采用氧化物还原法来制备。
·碳化硅粉末是由氧化硅还原碳化得到的：将SiO 2与碳粉混合，在1460～
1600℃的加热条件下，逐步还原碳化：
CO
SiO C SiO 2+→+CO SiC 2C SiO +→+CO Si C SiO +→+SiC
双面粘合衬
C Si →+当温度升高到1460℃以上时，氧化硅颗粒表面开始蒸发和分解，SiO 2和SiO 蒸气扩散到碳粒表面时，分为以上几步被还原和碳化。这时得到的是无定形的碳化硅。经过1900℃高温处理，可获得结晶态碳化硅。
·氮化硅粉末的制备：在氮气条件下，将氧化硅与碳粉混合，加热1600℃，进行还原—氮化反应，可得到高纯度的细颗粒氮化硅粉末。
6CO
N 2Si 4N 6C 3SiO 4322+→++（2）液相法制备粉末：液相法制备氧化物粉末的基本过程为：在金属盐溶液中添加沉淀剂或蒸发溶剂，成为盐或氢氧化物再进行热分解，成为氧化物粉末。制得氧化物粉末的特性取决于沉淀和热分解两过程，热分解时的温度和气氛对其有很大影响．液相法制备特陶粉末的特点是：易控制组成；能合成复合氧化物粉体：添加微量成分很容易：可获得良好的混合均匀性等。
奶报箱①沉淀法
·直接沉淀法：BaTiO 3微粉可采用直接沉淀法合成。将Ba（OC 3H 7）2和Ti （OC 5H 11）4溶解在异丙醇或苯中加水分解，就能得到粒径为50～150Å凝聚体直径(1μm)结晶性好的化学剂量的BaTiO 3微粉。通过水解除去了杂质，纯度可显著提高(纯度>99.98％)。
·均匀沉淀法：不外加沉淀剂，使沉淀剂在溶液内缓慢地形成，消除了外加沉淀剂的局部不均匀性。如在金属盐溶液中加入尿素，加热到70℃左右，发生水解反应：
2
4222CO OH 2NH O 3H CO )(NH +→+
生成的沉淀剂很快被消耗掉，沉淀剂保持很低的水平，因此沉淀物的纯度很高。
·共沉淀法：
含有两种以上金属元素的复合氧化物，要求粉末原料的纯度高，组成准确、均匀、同时要求粉末原料是烧结性能良好的超微细粒子。
在混合的金属盐溶液中加入沉淀剂，即得到成分均匀的共沉淀物，再进行热分解。
例如：氧化镁(或氧化钇)部分稳定的氧化锆微细粉末的制备：选用提纯的氧氯化锆，溶于水中，加入准确称重的氧化镁，形成混合成分准确的氯化物溶液；加入过量的沉淀剂氨水，使氢氧化锆和氢氧化镁共同沉淀下来；过滤并除去氯离子，加热分解，可得到氧化锆和氧化镁混合均匀的微细粉末。
·醇盐水解法：
金属醇盐M(OR)n(M一金属元素，OR一烷基)一般可溶于乙醇，遇水后很易分解成乙醇和氧化物或共水化物．金属醇盐具有挥发性，易于精制，可以得到高纯度的微细粉末。
·特殊的沉淀法：
a.溶胶—凝胶(Sol—gel)法：将金属氧化物或氢氧化物的浓溶胶转变为凝胶，干燥后进行煅烧，得到氧化物。这种方法适用于能形成浓的溶胶且可以转变为凝胶的氧化物系．用这种方法制得的ThO
烧结性能良好(1150℃低温可达
2
理论密度的99％)。
b.凝胶——沉淀法：在金属盐溶液中加入有机化合物(作为胶凝剂)，使两者在碱中共沉淀。生成了由有机化合物构成的凝胶中分散金属氢氧化物的复合体，过滤、水洗，煅烧，消除添加剂，得到氧化物微粉。
②溶剂蒸发法：采用喷雾方法使金属盐溶液成为微细颗粒：将溶剂蒸发后，得到金属盐微细颗粒；经热分解，得到氧化物微粉。
·冰冻干燥法：喷雾至低温液体中，细小雾滴冷冻后用升华的方法，失去溶剂；
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