1、坯體增強(qiáng)劑及其分類

坯體增強(qiáng)劑是指用來增強(qiáng)和塑化陶瓷體的材料。增強(qiáng)劑一般為有機(jī)聚合物，對陶瓷生產(chǎn)過程無不良影響，具有良好的燒結(jié)特性。常用的強(qiáng)身劑有變性淀粉、甲基纖維素、聚乙烯醇和丙烯酸聚合物、海藻酸鈉、糊精、單寧提取物等，前者易包裝運(yùn)輸，但易吸濕結(jié)塊；后者易分散在陶瓷漿料中，使用更方便，可起到懸浮和穩(wěn)定漿液的作用。即使加入量高達(dá)5%，也不會使?jié){液稠化，也不影響漿液的流動性。

2、坯體增強(qiáng)劑的強(qiáng)化機(jī)理

綠色體增強(qiáng)劑的增強(qiáng)機(jī)理可歸納為有機(jī)高分子鏈增強(qiáng)、氫鍵增強(qiáng)、粘附增強(qiáng)、靜電力增強(qiáng)和纖維增韌。

3、有機(jī)聚合物鏈增強(qiáng)

在沒有增強(qiáng)劑的情況下，陶瓷體顆粒間的結(jié)合依賴于范德華力。加入增強(qiáng)劑后，陶瓷體顆粒間的結(jié)合機(jī)理取決于增強(qiáng)劑的分子結(jié)構(gòu)。對于有機(jī)聚合物增強(qiáng)體，具有足夠鏈長的聚合物可以在陶瓷顆粒之間架起橋梁，產(chǎn)生交聯(lián)效應(yīng)，形成不規(guī)則的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并形成冷凝，使陶瓷顆粒緊密包裹，如圖1所示。在坯體斷裂之前，施加在坯體上的一部分載荷由補(bǔ)強(qiáng)劑分子的長鏈承擔(dān)。另外，由于分子鏈中存在許多內(nèi)旋單鍵，聚合物鏈具有很強(qiáng)的柔韌性和彈性，因此可以提高坯體的強(qiáng)度。

4、氫鍵增強(qiáng)

在坯體階段，陶瓷顆粒之間有少量水分，顆粒間存在毛細(xì)力。毛細(xì)力的存在使顆粒擴(kuò)散層產(chǎn)生張力，從而拉近顆粒。成型壓力越大，顆粒間的距離越近，毛細(xì)力越大，顆粒結(jié)合力越強(qiáng)，坯體強(qiáng)度越大。除上述范德華力和毛細(xì)力外，由于顆粒表面被高分子材料包裹，顆粒間的氫鍵由聚合物產(chǎn)生，使坯體強(qiáng)度大大提高，氫鍵的強(qiáng)度取決于增強(qiáng)劑分子鏈的表面電荷密度。電荷密度越高，力越強(qiáng)。

5、附著力增強(qiáng)

分子的熱運(yùn)動增加，使包裹在一個粒子表面的聚合物與包裹在另一個粒子外表面的聚合物糾纏或成鏈，使兩個粒子更緊密地結(jié)合在一起。因此，在坯體形成過程中，不僅有外力作用在漿液上，使顆粒間形成機(jī)械結(jié)合，而且在漿液內(nèi)部也有聚合物的粘附作用，形成三維網(wǎng)絡(luò)和四種靜電力增強(qiáng)

根據(jù)結(jié)晶學(xué)和硅酸鹽理論，板材表面通常帶負(fù)電，而邊緣總是帶正電荷。由于薄板的厚度很薄，當(dāng)顆粒尺寸細(xì)化時，板材表面的面積往往減小，邊緣變化不大。粒子呈多邊形，負(fù)電荷減弱，相對電荷停止效應(yīng)增強(qiáng)。在成形過程中，邊-邊連接占主導(dǎo)地位，而邊-邊-邊連接很少。因此，由于靜電的吸引，帶負(fù)電荷的邊緣和帶正電荷的邊緣彼此聚集在一起。隨著壓制力的增加，顆粒間間隙減小，顆粒間距進(jìn)一步減小，顆粒接觸數(shù)逐漸增加，靜電吸引力再次增大，使坯體具有一定強(qiáng)度的強(qiáng)度。

6、纖維增韌

SiC纖維具有強(qiáng)度模量高、耐高溫氧化、高溫強(qiáng)度和模量損失小等特點(diǎn)。Brennar等人。采用連續(xù)微晶SiC纖維增強(qiáng)微晶玻璃。與單一微晶玻璃相比，微晶玻璃的強(qiáng)度提高了4倍。Rice還報道了SiC纖維增強(qiáng)zn02的強(qiáng)度可以達(dá)到450mpa。