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结构陶瓷干法成型详解

内容导读:高性能结构陶瓷 具有优异的耐高温、高强度、耐磨损与耐腐蚀等优良性能,过去,陶瓷材料学家比较重视烧结工艺,而成型工艺一直是个薄弱环节,不被人们所重视。现在,人们已经逐
高性能结构陶瓷具有优异的耐高温、高强度、耐磨损与耐腐蚀等优良性能,过去,陶瓷材料学家比较重视烧结工艺,而成型工艺一直是个薄弱环节,不被人们所重视。现在,人们已经逐渐认识到在陶瓷材料的制备工艺过程中,除了烧结过程之外,陶瓷成型过程也是一个重要环节。在成型过程中形成的某些缺陷,如不均匀性等,仅靠烧结工艺的改进是难以克服的。成型工艺已经成为制备结构陶瓷部件的关键技术,它对提高陶瓷材料的均匀性、重复性和成品率,降低陶瓷制造成本具有十分重要的意义。今天科众工业陶瓷厂在这里先给大家介绍一下结构陶瓷干法成型工艺。
结构陶瓷干法成型详解
结构陶瓷干法成型详解
 
结构陶瓷干法成型包括陶瓷干压法和等静压法,陶瓷干压法就是将一定量的有机添加剂加入粉料,而后注入模具,依靠外压而使之成型的方法。其技术关键是粘接剂、润滑剂和分散剂等有机添加剂的选择和粉末的加工,制作出具有最密填充粒度分布的粉末和最佳粒度分布的颗粒。干压成型压力一般不大于100MPa。由于压力的径、轴向分布不均匀,干压素坯常常出现分层、局部剥离等缺陷,此外还常产生开裂、密度不均匀、粘膜等缺陷。
 
结构陶瓷等静压成型是通过施加各向同性压力而使粉料一边压缩一边成型的方法。等静压力可达300MPa左右。在常温下成型时称为冷等静压成型,在由几百度到2000度温区内成型时称为热等静压成型。
 
等静压有两种方式:干袋法和湿袋法。湿袋法是将粉末或颗粒密封于成型橡胶模型内,置于高压容器中的液体内,施加各向同性压力而被压缩成型。
 
干袋法介于湿袋法和干压法之间,它用液体作压力传递介质,但压力只施加于柱状模具的径向外壁,模具轴向基本上不受力。
 
等静压成型基本无宏观缺陷,压力和密度分布均匀,显微结构具有各向同性,并且可实现大规模的自动化生产,其缺点是投资大,操作较复杂,成型在高压下操作,容器及其它高压部件需要特别防护。结构陶瓷生产中已采用这种方法成型氧化物陶瓷、压电陶瓷等,起初它被用来成型中小型产品(如火花塞等),后来也被用来成型大型产品(如锆英石砖、雷达罩等)。等静压成型仍是目前工业生产中普遍采用的陶瓷成型方法之一。通过干法成型得到的素坯的质量很大程度上取决于粉料颗粒的性质。为使素坯成型密度高,具有足够的强度以及良好的气孔尺寸分布和内部显微结构,所用粉料必须满足:颗粒呈球状,大小适度,分布适当,流动性好,堆积密度高且不影响流动性,粘结剂与水分含量适中,保证粒子具有一定强度但又不影响其流动性和成型时气孔排出。为满足这些要求,粉料在成型前一般都需要进行造粒,如等静压或喷雾干燥法造粒等。在干压成型过程中,为了提高坯体强度,降低颗粒间以及颗粒与模壁间的摩擦,经常使用添加剂。常用的添加剂有粘结剂、解凝剂、润滑剂、可塑剂、消泡剂、减水剂等。添加剂的加入应能保证粉料中的颗粒具有一定大小和尺寸分布,加压时易于破碎,能自由流动。在这些条件得到满足的前提下,添加剂的用量应尽可能少。 

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