1. 陶瓷粉體的制備方法
粉體的特性對(duì)先進(jìn)陶瓷后續(xù)成型和燒結(jié)有著顯著的影響，特別是顯著影響陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能。通常情況下，活性高、純度高、粒徑小的粉體有利于制備結(jié)構(gòu)均勻、性能優(yōu)良的陶瓷材料。
    陶瓷粉體的制備主要包含固相反應(yīng)法、液相反應(yīng)法和氣相反應(yīng)法3大類。其中固相反應(yīng)法特點(diǎn)是成本較低、便于批量化生產(chǎn)，但雜質(zhì)較多，主要包括碳熱還原法〔碳化硅（SiC）粉體、氧氮化鋁（AlON）粉體）〕、高溫固相合成法（鎂鋁尖晶石粉體、鈦酸鋇粉體等）、自蔓延合成法氮化硅〔（Si3N4）粉體等300余種〕和鹽類分解法〔三氧化二鋁（Al2O3）粉體〕等。其中近幾年興起的沖擊波固體合成法可以大大降低反應(yīng)溫度，提高粉體活性。
    液相反應(yīng)法生產(chǎn)的粉料粒徑小、活性高、化學(xué)組成便于控制，化學(xué)摻雜方便，能夠合成復(fù)合粉體，主要包括化學(xué)沉淀法、溶膠——凝膠法、醇鹽水解法、水熱法、溶劑蒸發(fā)法。
氣相反應(yīng)法包括物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積2種。與液相反應(yīng)法相比，氣相反應(yīng)制備的粉體純度高、粉料分散性好、粒度均勻，但是投資較大、成本高。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，近10年來，粉體表面積大、球形度高、粒徑分布窄等特點(diǎn)，為高性能陶瓷提供了基礎(chǔ)保障。
2.先進(jìn)陶瓷的成型技術(shù)
先進(jìn)陶瓷成型方法種類繁多，除了傳統(tǒng)的干壓成型、注漿成型之外，根據(jù)陶瓷粉體的特性和產(chǎn)品的制備要求，發(fā)展出多種成型方法?？偟膩碚f可以歸納為4類：干法壓制成型、塑性成型、漿料成型和固體無模成型，其中每一類成形又可細(xì)分為不同成形方法。
    干法壓制成型：干壓成型、冷等靜壓成型；
塑性成型：擠壓成型、注射成型、熱蠟鑄成型、扎膜成型；
    漿料成型：注漿成型、流延成型、凝膠注模成型和原位凝固成型；
    固體無模成型：熔融沉積成型、三維打印成型、分層實(shí)體成型、立體光刻成型和激光選取燒結(jié)成型。根據(jù)先進(jìn)陶瓷的發(fā)展進(jìn)程，重點(diǎn)介紹以下成型方法：
（1）冷等靜壓成型
等靜壓成型是更常見的瘠性料先進(jìn)陶瓷成型工藝，通過將粉體放入柔性模具或包套中，通過對(duì)其施加各項(xiàng)均勻的壓力成型，是目前國內(nèi)應(yīng)用更為廣泛、更為成熟的工藝，分為干袋式等靜壓和濕袋式等靜壓。其特點(diǎn)是成本低、模具簡單，生坯強(qiáng)度高，但尺寸不精確、復(fù)雜形狀成型較困難，濕袋式自動(dòng)化生產(chǎn)效率低。圖3所示為冷等靜壓成型超特高壓絕緣子。
（２）流延成型
1945年，美國麻省理工學(xué)院首先對(duì)流延成型進(jìn)行了報(bào)道。其原理是粘度適合、分散性良好的料漿通過流延機(jī)漿料槽道口流到基帶上，通過基帶和刮刀的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使料漿鋪展，在表面張力作用下形成有光滑表面的坯體。坯體具有良好的韌性和強(qiáng)度，可以制備幾個(gè)微米到1mm厚的陶瓷薄片材料，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用到電容器瓷片、Al2O3基片和壓電陶瓷膜片中，圖4所示為Al2O3基片。此外，可利用流延法制備Si3N4、SiC、氮化硼（BN）等疊層復(fù)合材料，從而制備出高韌性先進(jìn)陶瓷。
（３）注射成型
注射成型是將高分子聚合物注射成型方法與陶瓷制備工藝相結(jié)合發(fā)展起來的一種制備陶瓷零部件的新工藝。圖5是國內(nèi)引進(jìn)瑞典首臺(tái)套中壓注塑成型設(shè)備。近幾年在國內(nèi)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，在小尺寸、高精度、復(fù)雜形狀陶瓷的大批量生產(chǎn)方面更具優(yōu)勢(shì)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片、滑動(dòng)軸承、陶瓷軸承球、光線連接器用陶瓷插芯、陶瓷牙、陶瓷手表等近幾年均實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。注射成型方法將是小尺寸陶瓷部件特別是復(fù)雜形狀陶瓷部件更具發(fā)展前景的成型方法。圖6為中壓注塑成型出的圓度很好的氮化硅軸承球坯體。
（４）凝膠注模成型
凝膠注模成型，即注凝成型是借助料漿中有機(jī)單體聚合交聯(lián)將陶瓷料漿固化成型，可制備出大尺寸薄壁陶瓷或形狀復(fù)雜的產(chǎn)品。其特點(diǎn)是近凈尺寸成型、有機(jī)物含量少，坯體強(qiáng)度高可進(jìn)行機(jī)械加工，適合大規(guī)模批量化生產(chǎn)。
目前國內(nèi)注凝成型應(yīng)用更成熟的產(chǎn)品為大尺寸熔融石英坩堝、薄片Al2O3基片、二氧化鋯（ZrO2）陶瓷微珠等產(chǎn)品。我國的熔融石英坩堝尺寸達(dá)1200×1200×540（mm），是全球唯一采用注凝工藝生產(chǎn)石英坩堝的國家，其使用性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。圖7為中材高新材料股份有限公司在國內(nèi)首次引進(jìn)機(jī)械手進(jìn)行注凝成型生產(chǎn)大尺寸石英陶瓷坩堝。
（５）固體無模成型
陶瓷無模成型是直接利用CAD設(shè)計(jì)結(jié)果，通過計(jì)算形成可執(zhí)行的像素單元文件，然后通過類似計(jì)算機(jī)打印輸出設(shè)備將要成型的陶瓷粉體快速形成實(shí)際像素單元（尺寸可小至微米級(jí)），一個(gè)一個(gè)單元疊加的結(jié)果即可直接成型所需要的三維立體構(gòu)件。美國Rutgers大學(xué)和Argonne實(shí)驗(yàn)室利用熔融沉積成型技術(shù)制備了Al2O3噴嘴座，燒結(jié)密度98%，強(qiáng)度824±110MPa；麻省理工學(xué)院利用3D打印成型技術(shù)研制的四方氧化鋯陶瓷強(qiáng)度670MPa，斷裂韌性4MPa·m1/2，并制造出熱氣體陶瓷過濾器；英國布魯諾大學(xué)利用10%體積含量的ZrO2墨水采用噴墨打印機(jī)成型制備出相關(guān)陶瓷樣品。圖8為3D打印成型技術(shù)制備的各種精密陶瓷部件。