一、金屬一陶瓷復合粉體概述

金屬一陶瓷復合粉體是指在陶瓷顆粒表面包覆一層金屬形成的復合陶瓷粉體，它兼有金屬包覆層和陶瓷芯核的性能，可以達到單個顆粒間的均勻混合。一般采用金屬包覆技術制備復合陶瓷粉體。其優勢是：

（1）可以控制粉體的團聚狀態，改善其分散性能；

（2）實現顆粒表面改性；調整粉料膠體特性；

（3）提高組成相與燒結添加劑的均勻分散程度，改善燒結工藝性能；

（4）改善復合陶瓷中異相結合狀態，降低界面的殘余應力。

金屬一陶瓷復合粉體作為復合陶瓷材料的基本單元，燒結體的特性表現在以下方面：

（1）提高粉體陶瓷相與金屬的界面結合力；提高燒結體中陶瓷相與金屬相分布的均勻性；

（2）可實現多層次多機制復合強化（細晶粒強化，相變強化，纖維補強等），制備高強韌化水平的金屬復合陶瓷；

（3）可制各低密度的功能粉體材料（如低密度導電粉體、磁性粉體等）。

二、金屬一陶瓷復合粉體的制備方法

1、機械混合法

機械混合法是最早應用于復合粉體制備的方法。

其優點是：（1）機械混合法操作簡便、工藝簡單，已經有成套的設備用于工業化生產；（2）產量較大、成本低廉。

缺點是：（1）制備的粉體表面特性各異，摻雜組元易于偏聚，容易導致成分和組織不均勻；（2）粉體顆粒尺寸較大，很難獲得增強體顆粒的均勻分布。

目前，國內機械混合法廣泛應用于制備ZnO壓敏復合陶瓷粉體。

2、高能球磨法

高能球磨法是機械合金化技術研究中的新進展，以其理論創新意義和良好的應用前景引起了材料研究者的關注，它將兩種以上的金屬或非金屬粉體的混合物，通過高能球磨，最終形成具有微細組織結構的合金或復合陶瓷粉體。與傳統機械混合法相比，它具有明顯降低反應活化能、改善顆粒分布均勻性及增強體與基體之間界面結合等優點。高能球磨制各復合陶瓷粉體是一個復雜的材料反應和結構控制過程，影響因素眾多，工藝要求比較嚴格。

3、自蔓延高溫合成技術（SHS）

自蔓延高溫合成技術（SHS）是在一定的氣氛中點燃粉體壓坯，產生化學反應，化學反應放出的生成熱使得溫度驟然升高而引發鄰近物料新的化學反應，化學反應以燃燒波的形式蔓延通過整個反應物，燃燒波推行前移時反應物轉變為生成物。自蔓延高溫合成技術優點是：

（1）生產過程簡單，投資少；

（2）能量利用充分，反應迅速；

（3）合成反應溫度高，可以使大多數雜質揮發而得到高純產品。

主要缺點是：

（1）不能嚴格控制其反應過程和產品性能，不易獲得高密度產品；

（2）所用原料往往是可燃、易爆或有毒物質，需要采取特殊的安全措施。

目前，利用SHS法已分別制得TiB₂-TiC復合陶瓷和TiC-A1₂O₃-Fe金屬陶瓷粉體。

3、溶膠一凝膠法

溶膠一凝膠法是一種制備陶瓷粉體等無機材料的新工藝。主要利用金屬醇鹽或無機鹽水解形成溶膠，再使它成為凝膠，經干燥、灼燒制得納米粉體。

目前采用溶膠一凝膠法分別制得了ZnO—Al₂O₃和A1₂O₃一SiO₂復合陶瓷粉體。

4、化學鍍

化學鍍是制備金屬一陶瓷復合粉體的先進方法。化學鍍在玻璃、陶瓷、塑料或金屬表面等各類粉體材料表面均能獲得均勻的金屬鍍層，其反應機理是基于在溶液中可控的自催化氧化還原反應，無須提供電流，對基體沒有形狀限制。化學鍍制備金屬一陶瓷復合粉體的優勢是：

（1）制備的粉體韌性顯著提高；

（2）包覆層在粉體顆粒表面分布更加均勻。

三、金屬—陶瓷復合粉體的應用

1、在結構材料方面，用于制各高性能電觸點材料，對陶瓷進行增韌等；

2、在功能材料方面，用于電磁波屏蔽材料，催化劑，電子零部件的微細電極連接用導電纖維等；

3、在表面處理領域用作熱噴涂粉體材料，制備具有耐磨、減摩、自潤滑、抗高溫氧化、絕熱等性能的涂層。

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作者：李波濤

參考文獻：

1、酈劍，凌國平，皇墾速．金屬包覆氧化物陶瓷粉體及其應用前景，《先進陶瓷與綠色建材》；

2、沃銀花，筮逾，等．A12O3-TiC-Co金屬陶瓷材料干滑動磨損研究，《金屬熱處理》。