陶瓷添加劑的作用有哪些？

陶瓷添加劑的作用主要體現在兩個方面：

一是作為過程性添加劑，如改善加工條件，加快設備運行速率，簡化工藝等；
二是作為功能性添加劑，如加入后使產品具有一些特定的功能。不同陶瓷添加劑有不同的作用，具體包括解凝、緩凝、促凝、增塑、塑化、粘合、懸浮、除泡、平整、防腐、潤濕、粉體表面改性、助磨及促進干燥、燒結等。

如何正確選擇陶瓷添加劑？

陶瓷添加劑一般以外加的形式引入，使用時應遵循如下幾個原則：

（1）明確使用添加劑要解決的問題；
（2）要了解添加劑與各原料組分的相互作用；
（3）當多種添加劑混合使用時，要注意它們之間的相互作用；
（4）注意添加劑的使用量，并根據實際情況合理調整以符合自己的生產特點；
（5）保證添加劑的質量穩定，使它們在貯存或使用過程中不至于變質失效；
（6）要考慮在一定溫度下添加劑的穩定性問題。

陶瓷添加劑大家族成員一覽

分散劑

陶瓷分散劑是陶瓷添加劑的一種，又稱稀釋劑或解凝劑。在高性能陶瓷的濕法成型制備過程中，要求陶瓷懸浮液具有較高的固體含量、穩定性和流變性好等特點，以便對成型后獲得形狀復雜、燒成體收縮小、體積密度均一和性能穩定的高性能陶瓷提供條件。故分散劑是一種協助控制漿料的流變性質的添加劑。
分散劑種類繁多，根據分散介質的不同，可將分散劑分為水性分散劑和油性(非水介質)分散劑，而前者又包括離子型(包括陽離子型和陰離子型)、非離子型、混合型等。
油性分散劑包括有機小分子分散劑和高分子分散劑，其中高分子聚合物分散劑又稱為超分散劑，它最早是為解決顏料粒子在有機介質中的分散問題而研究開發的，高分子分散劑也是目前研究最為活躍的一種高性能分散劑，尤其在陶瓷領域。根據組成不同，也可將陶瓷分散劑分為無機分散劑、有機分散劑、高分子聚合物分散劑以及復合分散劑等。

增強劑

在陶瓷生產中，可以通過加入陶瓷增強劑來彌補其塑性差的缺點，改善陶瓷生坯的強度。陶瓷增強劑能在不影響漿料流動度的前提下，大大增強坯體的強度，提高粉體的結合性能，減少坯體在運輸、生產過程中造成的破損。陶瓷增強劑的作用原理是其可在陶瓷顆粒之間架橋，起交聯作用，并形成不規則的網狀結構，同時顆粒表面被包裹還會使顆粒之間產生氫鍵而大大增強制品的強度。

助磨劑

原料的粉碎是陶瓷制備過程中一道必不可少的工序，但是目前來講粉碎還是一個高能耗、低效率的作業過程。提高原料的細磨效率對節能降耗、提高生產效率有著重要的現實意義。助磨劑是指可以提高粉碎效率的物質。在相同條件下，少量助磨添加劑可使粉碎效率成倍提高，各種粉末設備及干濕法操作(如球磨、振動、氣流磨)皆可用它，它不僅提高了粉碎效率，同時粉料平均粒度也明顯降低。

增塑劑

可塑性是指坯料在應力下發生變形，在應力除去后保持形狀不變的性能。普通陶瓷常用黏土、膨潤土來提高可塑性。而先進陶瓷以及某些釉漿則需要采用有機增塑劑，常用的有機增塑劑有有機醇類和酯類，如甘油、乙二醇、乙酸三甘醇、鄰苯二甲酸二丁酯、酞酸二丁酯、硬脂酸丁酯以及各種纖維素衍生物等。

燒結助劑

氧化鋁、氮化硅等先進陶瓷的燒結溫度往往會很高，這就需要消耗大量的能源，而且對設備的要求也較高。所以，降低陶瓷的燒結溫度非常重要。目前降低陶瓷燒結溫度的方法很多，比如降低陶瓷粉的粒度、采用特殊的燒結工藝、添加燒結助劑等。與其他方法相比，添加燒結助劑具有成本低、效果好、工藝簡便的優點，是目前最有效的一種低溫燒結方法。

在實際生產中，單一燒結助劑往往不能同時滿足其燒結和機電性能的要求，一般情況下單一助劑在降低燒結溫度的同時會導致陶瓷性能的降低，因此，采用多種不同助劑組成的復合添加劑要比單獨使用其中一種助劑更為常見。

造孔劑

造孔劑，是指成型時在坯體內占有一定的體積，在燒成、加工過程中又會被除去，并使其所占據的體積成為氣孔的一類物質，也被稱為增孔劑、成孔劑等。

在原料中添加造孔劑成孔是制備多孔陶瓷材料最常用的一種方法，它可以大大提高多孔陶瓷的氣孔率，克服陶瓷顆粒堆積粘結形成的氣孔結構氣孔率低的缺點。此外，氣孔的尺寸、形狀、分布還可以通過控制造孔劑的含量、造孔劑顆粒的尺寸、形狀和分布進行調節。

發泡劑

與造孔劑一樣，發泡劑也常被用來制備多孔陶瓷。該工藝是在陶瓷原料中加入加熱處理時能形成揮發性氣體的有機或無機化學物質，產生泡沫，從而在燒成后得到多孔的結構。可以將發泡劑與陶瓷粉料混合，燒結時，發泡劑就在坯體內釋放氣體產生氣孔，從而得到多孔陶瓷，如將CaCO3與陶瓷粉料混合，燒結過程中，CaCO3因受熱分解放出CO2氣體，在陶瓷體中留下氣孔；也可以將發泡劑與陶瓷漿料混合，通過化學反應產生大量氣泡。

利用添加氣體發泡劑成孔工藝可以制備氣孔率較高的多孔陶瓷材料，氣孔率可以達到95%以上。陶瓷制品的形狀、成分、密度容易控制，特別適合制備閉氣孔的多孔陶瓷，且氣孔孔徑容易控制。

潤滑劑

在水基流延體系中，可以改善水對陶瓷粉體的潤濕性以及漿料的分散均勻性，縮短混料時間，提高素坯表面性能。潤滑劑一般是一些溶于溶劑的表面活性劑，如：甘油三酸脂、磺酸鹽和磷酸鹽等。

均質劑

可以提高漿料組分之間的相互溶解度并防止漿料表面形成硬皮，如環己酮。

消泡劑

在球磨攪拌的過程中，漿料中可能會產生有害氣泡，一般消除氣泡是通過消泡劑和機械攪拌的共同作用來完成的。目前常用的消泡劑包括礦物類消泡劑、聚醚類消泡劑和有機硅類消泡劑。

絮凝劑

為了防止漿料形成過高密度沉淀的試劑，用于流延成型的絮凝劑受pH值的影響，可通過調節pH值接近等電點來反作用于分散劑。

總結

陶瓷添加劑是化學添加劑大家族中重要的一員，屬于精細化工產品中的一個重要門類，它的質量及應用直接關系到產品質量的提高，性能及加工工藝的改善。在陶瓷行業中推廣使用新型添加劑，對于提高產品質量、增加產量和降低能耗將起到非常大的作用，特別是對于降低能耗和推進陶瓷行業的綠色環保工作也將起到積極的作用。


參考來源
[1]張海峰.多功能復合陶瓷添加劑的研究與應用
[2]林立等.陶瓷添加劑在陶瓷行業中的應用及發展趨勢
[3]秦威.淺談陶瓷添加劑的應用及發展現狀
[4]孫石磊等.陶瓷添加劑的發展和應用
[5]謝雨洲等.流延成型技術的研究進展
文章來源：山川 粉體網

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