陶瓷添加剂的作用有哪些？

陶瓷添加剂的作用主要体现在两个方面：

一是作为过程性添加剂，如改善加工条件，加快设备运行速率，简化工艺等；
二是作为功能性添加剂，如加入后使产品具有一些特定的功能。不同陶瓷添加剂有不同的作用，具体包括解凝、缓凝、促凝、增塑、塑化、粘合、悬浮、除泡、平整、防腐、润湿、粉体表面改性、助磨及促进干燥、烧结等。

如何正确选择陶瓷添加剂？

陶瓷添加剂一般以外加的形式引入，使用时应遵循如下几个原则：

（1）明确使用添加剂要解决的问题；
（2）要了解添加剂与各原料组分的相互作用；
（3）当多种添加剂混合使用时，要注意它们之间的相互作用；
（4）注意添加剂的使用量，并根据实际情况合理调整以符合自己的生产特点；
（5）保证添加剂的质量稳定，使它们在贮存或使用过程中不至于变质失效；
（6）要考虑在一定温度下添加剂的稳定性问题。

陶瓷添加剂大家族成员一览

分散剂

陶瓷分散剂是陶瓷添加剂的一种，又称稀释剂或解凝剂。在高性能陶瓷的湿法成型制备过程中，要求陶瓷悬浮液具有较高的固体含量、稳定性和流变性好等特点，以便对成型后获得形状复杂、烧成体收缩小、体积密度均一和性能稳定的高性能陶瓷提供条件。故分散剂是一种协助控制浆料的流变性质的添加剂。
分散剂种类繁多，根据分散介质的不同，可将分散剂分为水性分散剂和油性(非水介质)分散剂，而前者又包括离子型(包括阳离子型和阴离子型)、非离子型、混合型等。
油性分散剂包括有机小分子分散剂和高分子分散剂，其中高分子聚合物分散剂又称为超分散剂，它最早是为解决颜料粒子在有机介质中的分散问题而研究开发的，高分子分散剂也是目前研究最为活跃的一种高性能分散剂，尤其在陶瓷领域。根据组成不同，也可将陶瓷分散剂分为无机分散剂、有机分散剂、高分子聚合物分散剂以及复合分散剂等。

增强剂

在陶瓷生产中，可以通过加入陶瓷增强剂来弥补其塑性差的缺点，改善陶瓷生坯的强度。陶瓷增强剂能在不影响浆料流动度的前提下，大大增强坯体的强度，提高粉体的结合性能，减少坯体在运输、生产过程中造成的破损。陶瓷增强剂的作用原理是其可在陶瓷颗粒之间架桥，起交联作用，并形成不规则的网状结构，同时颗粒表面被包裹还会使颗粒之间产生氢键而大大增强制品的强度。

助磨剂

原料的粉碎是陶瓷制备过程中一道必不可少的工序，但是目前来讲粉碎还是一个高能耗、低效率的作业过程。提高原料的细磨效率对节能降耗、提高生产效率有着重要的现实意义。助磨剂是指可以提高粉碎效率的物质。在相同条件下，少量助磨添加剂可使粉碎效率成倍提高，各种粉末设备及干湿法操作(如球磨、振动、气流磨)皆可用它，它不仅提高了粉碎效率，同时粉料平均粒度也明显降低。

增塑剂

可塑性是指坯料在应力下发生变形，在应力除去后保持形状不变的性能。普通陶瓷常用黏土、膨润土来提高可塑性。而先进陶瓷以及某些釉浆则需要采用有机增塑剂，常用的有机增塑剂有有机醇类和酯类，如甘油、乙二醇、乙酸三甘醇、邻苯二甲酸二丁酯、酞酸二丁酯、硬脂酸丁酯以及各种纤维素衍生物等。

烧结助剂

氧化铝、氮化硅等先进陶瓷的烧结温度往往会很高，这就需要消耗大量的能源，而且对设备的要求也较高。所以，降低陶瓷的烧结温度非常重要。目前降低陶瓷烧结温度的方法很多，比如降低陶瓷粉的粒度、采用特殊的烧结工艺、添加烧结助剂等。与其他方法相比，添加烧结助剂具有成本低、效果好、工艺简便的优点，是目前最有效的一种低温烧结方法。

在实际生产中，单一烧结助剂往往不能同时满足其烧结和机电性能的要求，一般情况下单一助剂在降低烧结温度的同时会导致陶瓷性能的降低，因此，采用多种不同助剂组成的复合添加剂要比单独使用其中一种助剂更为常见。

造孔剂

造孔剂，是指成型时在坯体内占有一定的体积，在烧成、加工过程中又会被除去，并使其所占据的体积成为气孔的一类物质，也被称为增孔剂、成孔剂等。

在原料中添加造孔剂成孔是制备多孔陶瓷材料最常用的一种方法，它可以大大提高多孔陶瓷的气孔率，克服陶瓷颗粒堆积粘结形成的气孔结构气孔率低的缺点。此外，气孔的尺寸、形状、分布还可以通过控制造孔剂的含量、造孔剂颗粒的尺寸、形状和分布进行调节。

发泡剂

与造孔剂一样，发泡剂也常被用来制备多孔陶瓷。该工艺是在陶瓷原料中加入加热处理时能形成挥发性气体的有机或无机化学物质，产生泡沫，从而在烧成后得到多孔的结构。可以将发泡剂与陶瓷粉料混合，烧结时，发泡剂就在坯体内释放气体产生气孔，从而得到多孔陶瓷，如将CaCO3与陶瓷粉料混合，烧结过程中，CaCO3因受热分解放出CO2气体，在陶瓷体中留下气孔；也可以将发泡剂与陶瓷浆料混合，通过化学反应产生大量气泡。

利用添加气体发泡剂成孔工艺可以制备气孔率较高的多孔陶瓷材料，气孔率可以达到95%以上。陶瓷制品的形状、成分、密度容易控制，特别适合制备闭气孔的多孔陶瓷，且气孔孔径容易控制。

润滑剂

在水基流延体系中，可以改善水对陶瓷粉体的润湿性以及浆料的分散均匀性，缩短混料时间，提高素坯表面性能。润滑剂一般是一些溶于溶剂的表面活性剂，如：甘油三酸脂、磺酸盐和磷酸盐等。

均质剂

可以提高浆料组分之间的相互溶解度并防止浆料表面形成硬皮，如环己酮。

消泡剂

在球磨搅拌的过程中，浆料中可能会产生有害气泡，一般消除气泡是通过消泡剂和机械搅拌的共同作用来完成的。目前常用的消泡剂包括矿物类消泡剂、聚醚类消泡剂和有机硅类消泡剂。

絮凝剂

为了防止浆料形成过高密度沉淀的试剂，用于流延成型的絮凝剂受pH值的影响，可通过调节pH值接近等电点来反作用于分散剂。

总结

陶瓷添加剂是化学添加剂大家族中重要的一员，属于精细化工产品中的一个重要门类，它的质量及应用直接关系到产品质量的提高，性能及加工工艺的改善。在陶瓷行业中推广使用新型添加剂，对于提高产品质量、增加产量和降低能耗将起到非常大的作用，特别是对于降低能耗和推进陶瓷行业的绿色环保工作也将起到积极的作用。


参考来源
[1]张海峰.多功能复合陶瓷添加剂的研究与应用
[2]林立等.陶瓷添加剂在陶瓷行业中的应用及发展趋势
[3]秦威.浅谈陶瓷添加剂的应用及发展现状
[4]孙石磊等.陶瓷添加剂的发展和应用
[5]谢雨洲等.流延成型技术的研究进展
文章来源：山川 粉体网

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