随着陶瓷工业的发展及其在现代工业领域中应用的不断扩大,对先进陶瓷成型方法的要求也越来越离,为满足航天、汽车、电子、国防等行业市场的需求,人们要求先进陶瓷的成型方法具有更好的可靠性、可重复性、可批量生产性,并能成型大截面积和形状复杂的部件。20世纪90年代以来相继产生了一系列新颖的成型技术。如前所述,不同的成型技术有各自不同的优缺点。总的来说,以下几方面将成为2l世纪先进陶瓷成型工艺发展的主流。
①制备高固相含量低黏度浆料,保证素坯强度。如果不考虑对粉体的要求,那么成型工艺的首要问题将是高固相含量低黏度浆料的制备,因为这是保证素坯密度和强度的前提。低黏度将使浆料顺利进行,而且低黏度还是成型复杂形状陶瓷部件的要求;高固相含量是提高素坯密度和强度的基础,高密度的坯体可降低烧结温度,减小收缩率,避免坯体在烧结过程中可能产生的变形、开裂等缺陷。实现高固相含量低黏度粉体浆料的制备要综合考虑多种因素,例如对原料粉体进行适当的表面改性、降低高价反离子杂质浓度、引入高效的分散剂等。
②过程尽量避免,少用有机添加剂。由于成型工艺大多需要加入不同剂量的黏结剂、分散剂等有机添加剂,因而在烧结之前常需脱脂,而脱脂过程将会引起坏体开裂等缺陷,因此要尽量避免脱脂过程。目前解决这一问题的有效途径是在保证坯体强度或密度的前提下,不用或尽量少用有机添加剂。
③实行净尺寸原位凝固,避免坯体收缩。近10多年来,净尺寸原位凝固技术已经受到人们的高度重视,凝胶注模成型、直接凝固注筷成型等迅速发展,在随后的一段时期内,这类技术仍将是陶瓷成型。工艺的发展主流。先进陶瓷是·种脆性的难加工材料,净尺寸成型可以减少烧结体的机加工量,而原位凝固技术使得坯体在固化过程中避免收缩,浆料进行原位固化,这样就避免了浆料在固化过程中可能引起的浓度梯度等缺陷,从而为成型坯体的均匀性和可靠性提供保旺。净尺寸原位凝固技术通常是在物理化学的理论基础上,借助一些可操作的化学反应(如凝胶注模成型、直接凝固注模成型等)或物理反应(如温度绣导絮凝成型、胶态振动注模成型等)使物料快速实现固化。开展新的符合要求的化学反应或物理反应的研究并将之应用于先进陶瓷成型领域,仍是2l地纪陶瓷成型J:艺发展的重要方向之一。
④实现自动化成型,降低材料成本。众所周知,先进陶瓷材料具有许多优异性能,但目前仍因成本问题使其实际应用受到很大的限制。从陶瓷生产过程的各个环节人手,进行低成本陶瓷材料的研究开发将是未来先进陶瓷材料领域面临的最艰巨的任务,其中连续化、白动化的成型工艺将是解决这一问题的有力手段之一。科众陶瓷经过几年的创新发展,已经成功开发很多陶瓷结构产品,在特种陶瓷领域取得了很大的成果,并已广泛应用到许多行业领域!
①制备高固相含量低黏度浆料,保证素坯强度。如果不考虑对粉体的要求,那么成型工艺的首要问题将是高固相含量低黏度浆料的制备,因为这是保证素坯密度和强度的前提。低黏度将使浆料顺利进行,而且低黏度还是成型复杂形状陶瓷部件的要求;高固相含量是提高素坯密度和强度的基础,高密度的坯体可降低烧结温度,减小收缩率,避免坯体在烧结过程中可能产生的变形、开裂等缺陷。实现高固相含量低黏度粉体浆料的制备要综合考虑多种因素,例如对原料粉体进行适当的表面改性、降低高价反离子杂质浓度、引入高效的分散剂等。
②过程尽量避免,少用有机添加剂。由于成型工艺大多需要加入不同剂量的黏结剂、分散剂等有机添加剂,因而在烧结之前常需脱脂,而脱脂过程将会引起坏体开裂等缺陷,因此要尽量避免脱脂过程。目前解决这一问题的有效途径是在保证坯体强度或密度的前提下,不用或尽量少用有机添加剂。
③实行净尺寸原位凝固,避免坯体收缩。近10多年来,净尺寸原位凝固技术已经受到人们的高度重视,凝胶注模成型、直接凝固注筷成型等迅速发展,在随后的一段时期内,这类技术仍将是陶瓷成型。工艺的发展主流。先进陶瓷是·种脆性的难加工材料,净尺寸成型可以减少烧结体的机加工量,而原位凝固技术使得坯体在固化过程中避免收缩,浆料进行原位固化,这样就避免了浆料在固化过程中可能引起的浓度梯度等缺陷,从而为成型坯体的均匀性和可靠性提供保旺。净尺寸原位凝固技术通常是在物理化学的理论基础上,借助一些可操作的化学反应(如凝胶注模成型、直接凝固注模成型等)或物理反应(如温度绣导絮凝成型、胶态振动注模成型等)使物料快速实现固化。开展新的符合要求的化学反应或物理反应的研究并将之应用于先进陶瓷成型领域,仍是2l地纪陶瓷成型J:艺发展的重要方向之一。
④实现自动化成型,降低材料成本。众所周知,先进陶瓷材料具有许多优异性能,但目前仍因成本问题使其实际应用受到很大的限制。从陶瓷生产过程的各个环节人手,进行低成本陶瓷材料的研究开发将是未来先进陶瓷材料领域面临的最艰巨的任务,其中连续化、白动化的成型工艺将是解决这一问题的有力手段之一。科众陶瓷经过几年的创新发展,已经成功开发很多陶瓷结构产品,在特种陶瓷领域取得了很大的成果,并已广泛应用到许多行业领域!
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本文“陶瓷成型技术展望”由科众陶瓷编辑整理,修订时间:2019-03-16 16:26:38
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