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氧化鋯陶瓷生產(chǎn)工藝成型
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作者:pmtce820c
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發(fā)布時間: 2020-11-27
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氧化鋯陶瓷的成型有干壓成型、等靜壓成型、注漿成型、熱壓鑄成型、流延成型、注射成型、塑性擠壓成型、膠態(tài)凝固成型等。其中使用最廣泛的是注塑與干壓成型。除了以干壓為基礎(chǔ)的成型技術(shù)外，其它工藝成型的產(chǎn)品都要進行脫脂排膠處理后方可入爐燒結(jié)，因為除干壓成型外的其它工藝會在成型時在鋯粉里加入一定比例的塑化劑，這些塑化劑在產(chǎn)品成型后就必須去除，不然會對燒結(jié)出的產(chǎn)品造成嚴重的品質(zhì)影響。塑化劑主要為石蠟及其它高分子材料所構(gòu)成，要求這些材料在一定溫度下表現(xiàn)出具有很好的塑性與流動性，常溫下則要有一定的韌性及強度。 氧化鋯陶瓷可采用的燒結(jié)方法通常有：
氧化鋯陶瓷的成型有干壓成型、等靜壓成型、注漿成型、熱壓鑄成型、流延成型、注射成型、塑性擠壓成型、膠態(tài)凝固成型等。其中使用最廣泛的是注塑與干壓成型。
（1）注漿成型
注漿成型的成型過程包括物理脫水過程和化學(xué)凝聚過程，物理脫水通過多孔的石膏模的毛細作用排除漿料中的水分，化學(xué)凝聚過程是因為在石膏模表面CaSO4 的溶解生成的Ca2+提高了漿料中的離子強度，造成漿料的絮凝。在物理脫水和化學(xué)凝聚的作用下，陶瓷粉體顆粒在石膏模壁上沉積成型。注漿成型適合制備形狀復(fù)雜的大型陶瓷部件，但坯體質(zhì)量，包括外形、密度、強度等都較差，工人勞動強度大且不適合自動化作業(yè)。
（2）熱壓鑄成型
熱壓鑄成型是在較高溫度下（60~100℃）使陶瓷粉體與粘結(jié)劑（石蠟）混合，獲得熱壓鑄用的料漿，漿料在壓縮空氣的作用下注入金屬模具，保壓冷卻，脫模得到蠟坯，蠟坯在惰性粉料保護下脫蠟后得到素坯，素坯再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)成瓷。熱壓鑄成型的生坯尺寸精確，內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻，模具磨損較小，生產(chǎn)效率高，適合各種原料。蠟漿和模具的溫度需嚴格控制，否則會引起欠注或變形，因此不適合用來制造大型部件，同時兩步燒成工藝較為復(fù)雜，能耗較高。
（3）流延成型
流延成型是把陶瓷粉料與大量的有機粘結(jié)劑、增塑劑、分散劑等充分混合，得到可以流動的粘稠漿料，把漿料加入流延機的料斗，用刮刀控制厚度，經(jīng)加料嘴向傳送帶流出，烘干后得到膜坯。此工藝適合制備薄膜材料，為了獲得較好的柔韌性而加入大量的有機物，要求嚴格控制工藝參數(shù)，否則易造成起皮、條紋、薄膜強度低或不易剝離等缺陷。所用的有機物有毒性，會產(chǎn)生環(huán)境污染，應(yīng)盡可能采用無毒或少毒體系，減少環(huán)境污染。
脫脂排膠
除了以干壓為基礎(chǔ)的成型技術(shù)外，其它工藝成型的產(chǎn)品都要進行脫脂排膠處理后方可入爐燒結(jié)，因為除干壓成型外的其它工藝會在成型時在鋯粉里加入一定比例的塑化劑，這些塑化劑在產(chǎn)品成型后就必須去除，不然會對燒結(jié)出的產(chǎn)品造成嚴重的品質(zhì)影響。塑化劑主要為石蠟及其它高分子材料所構(gòu)成，要求這些材料在一定溫度下表現(xiàn)出具有很好的塑性與流動性，常溫下則要有一定的韌性及強度。 氧化鋯陶瓷可采用的燒結(jié)方法通常有：
⑴無壓燒結(jié)，
⑵熱壓燒結(jié)和反應(yīng)熱壓燒結(jié)
⑶熱等靜壓燒結(jié)（HIP）
⑷微波燒結(jié)
⑸超高壓燒結(jié)
⑹放電等離子體燒結(jié)（SPS）
⑺原位加壓成型燒結(jié)等。
常以無壓燒結(jié)為主。
（1）注漿成型
注漿成型的成型過程包括物理脫水過程和化學(xué)凝聚過程，物理脫水通過多孔的石膏模的毛細作用排除漿料中的水分，化學(xué)凝聚過程是因為在石膏模表面CaSO4 的溶解生成的Ca2+提高了漿料中的離子強度，造成漿料的絮凝。在物理脫水和化學(xué)凝聚的作用下，陶瓷粉體顆粒在石膏模壁上沉積成型。注漿成型適合制備形狀復(fù)雜的大型陶瓷部件，但坯體質(zhì)量，包括外形、密度、強度等都較差，工人勞動強度大且不適合自動化作業(yè)。
（2）熱壓鑄成型
熱壓鑄成型是在較高溫度下（60~100℃）使陶瓷粉體與粘結(jié)劑（石蠟）混合，獲得熱壓鑄用的料漿，漿料在壓縮空氣的作用下注入金屬模具，保壓冷卻，脫模得到蠟坯，蠟坯在惰性粉料保護下脫蠟后得到素坯，素坯再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)成瓷。熱壓鑄成型的生坯尺寸精確，內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻，模具磨損較小，生產(chǎn)效率高，適合各種原料。蠟漿和模具的溫度需嚴格控制，否則會引起欠注或變形，因此不適合用來制造大型部件，同時兩步燒成工藝較為復(fù)雜，能耗較高。
（3）流延成型
流延成型是把陶瓷粉料與大量的有機粘結(jié)劑、增塑劑、分散劑等充分混合，得到可以流動的粘稠漿料，把漿料加入流延機的料斗，用刮刀控制厚度，經(jīng)加料嘴向傳送帶流出，烘干后得到膜坯。此工藝適合制備薄膜材料，為了獲得較好的柔韌性而加入大量的有機物，要求嚴格控制工藝參數(shù)，否則易造成起皮、條紋、薄膜強度低或不易剝離等缺陷。所用的有機物有毒性，會產(chǎn)生環(huán)境污染，應(yīng)盡可能采用無毒或少毒體系，減少環(huán)境污染。
脫脂排膠
除了以干壓為基礎(chǔ)的成型技術(shù)外，其它工藝成型的產(chǎn)品都要進行脫脂排膠處理后方可入爐燒結(jié)，因為除干壓成型外的其它工藝會在成型時在鋯粉里加入一定比例的塑化劑，這些塑化劑在產(chǎn)品成型后就必須去除，不然會對燒結(jié)出的產(chǎn)品造成嚴重的品質(zhì)影響。塑化劑主要為石蠟及其它高分子材料所構(gòu)成，要求這些材料在一定溫度下表現(xiàn)出具有很好的塑性與流動性，常溫下則要有一定的韌性及強度。 氧化鋯陶瓷可采用的燒結(jié)方法通常有：
⑴無壓燒結(jié)，
⑵熱壓燒結(jié)和反應(yīng)熱壓燒結(jié)
⑶熱等靜壓燒結(jié)（HIP）
⑷微波燒結(jié)
⑸超高壓燒結(jié)
⑹放電等離子體燒結(jié)（SPS）
⑺原位加壓成型燒結(jié)等。
常以無壓燒結(jié)為主。
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