功能陶瓷的生產(chǎn)過程主要包括原料的處理與加工、配料、成型、燒成區(qū)電極制備、元件性能檢測等基本單元操作。

一、原料

功能陶瓷工業(yè)用的原料有天然原料和化工原料兩類。天然原料含雜質(zhì)較多，但價格便宜。天然原料分為可塑性原料和非可塑性原料。

可塑性原料主要是指黏土、膨潤土等黏土類礦物，加工后具有一定塑性，有利于成型工藝，在高溫下往往形成一定量礦物組成的熔體，起到降低陶瓷燒成溫度的作用。非可塑性原料又稱脊性物質(zhì)，在坯體中起骨架作用。天然原料在加工前需經(jīng)人工揀選和淘洗，盡量去掉有害雜質(zhì)。

黏土

化工原料大多為金屬和非金屬氧化物、碳酸鹽等，是功能陶瓷生產(chǎn)中最常用的原料。天然原料和化工原料的純度和物理特性對功能陶瓷材料和產(chǎn)品性能的影響非常大，是生產(chǎn)必須注意的重要問題之一。隨著高新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和需要，在功能陶瓷的研發(fā)和生產(chǎn)中，采用化工原料尤其是高純度、超細度的化學(xué)試劑甚至使用納米級試劑為原料。

二、備料工藝

備料工藝包括原料的稱量、混磨、王燥、加黏合劑、造粒，制成符合成型工藝要求的粉料。原料稱量前，大部分原料需要進行干燥處理、揀選、過篩，有些則需要預(yù)合成、煅燒等，以制成符合要求的化學(xué)組成或晶體結(jié)構(gòu)的原料。

1.原料的煅燒

天然礦物原料和化工原料中，很多原料是同質(zhì)多晶體，不同溫度下，結(jié)晶狀態(tài)或礦物結(jié)構(gòu)不同。例如，工業(yè)氧化鋁、二氧化鈦和石英等是具有多種晶型結(jié)構(gòu)的常用原料；滑石具有層片狀或粒狀結(jié)構(gòu)，在高溫下分解為偏硅酸鎂（Mg0? SiO₂，） 和游離的 SiO₂ ，MgO ? SiO₂有幾種結(jié)晶狀態(tài)，晶型結(jié)構(gòu)相互轉(zhuǎn)變時伴有體積效應(yīng)，原料中的這種多晶轉(zhuǎn)變將導(dǎo)致體積變化，對燒成不利。原料的特殊礦物結(jié)構(gòu)則給生產(chǎn)工藝帶來困難，例如，層片狀滑石配制的坯料，干壓時不易壓緊，擠壓時易形成定向排列和造成層裂，燒成時又由于各個方向的收緒不一致，瓷件容易開裂和變形。解快這類問題，通常采取將原料進行煅燒促進晶體轉(zhuǎn)化，裝得具有優(yōu)良電性能晶型的原料，這樣可改變礦物結(jié)構(gòu)，改善工藝性能，滅少制品最終燒結(jié)的收縮率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高和保證功能陶瓷產(chǎn)品的機電性能。

2.熔塊合成

化工原料主是單成分的化合物，但在許多生產(chǎn)中需要多成分的原料。目前，我國專業(yè)生產(chǎn)這些中間原料的工廠較少，一般的工廠自己合成，用于再配料。合成料通常采用 800~1300℃的高溫進行，煅燒后的合成料稱為燒塊、熔塊或團塊。合成過程大多是固相反應(yīng)。可以采用差熱分析了解合成過程中的物相變化，也可以由收縮膨賬曲線和失重曲線了解合成過程中的物理化學(xué)變化和相變過程。合成過程也可在液相和氣相下進行，并可形成超細、高純、高活性的粉體。合成的溫度選擇很重要。溫度太低，反應(yīng)不充分，主晶相質(zhì)量不好：溫度太高，燒塊過硬，，不易粉碎，活性降低，使燒成溫度升高和變窄。

3.粉料的制備

為了改善功能陶瓷材料的性能、降低燒成溫度和提高燒成質(zhì)量，粉料制備應(yīng)以獲得高純、均勻、超細為目的。制備方法包括機械加工法 （也稱固相法）、液相法和氣相法。日前，主要采用機械加工法。

三、成型方法

在功能陶瓷的生產(chǎn)中，大多數(shù)配料不含黏土，而是非可塑性的。為了滿足成型要求，坯料中一般要加黏合劑。粘合劑的種類和加入量，由成型方法、原料性質(zhì)、制品的形狀、大小等因素決定。黏合劑應(yīng)滿足以下要求。

1.有足夠的黏性，以保證良好的成型性和坯體的機械強度。

2.經(jīng)高溫煅燒能全部揮發(fā)，坯體中不留或極少留有黏合劑殘余雜質(zhì)。

3.工藝簡單，沒有腐蝕性，對瓷料性能無不良影響。

功能陶瓷的成型方法包括注塑成型、壓制成型、澆鑄成型等。注塑成型適用于復(fù)雜形狀的功能陶瓷，壓制成型適用于簡單形狀的功能陶瓷，澆鑄成型適用于大型功能陶瓷。

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