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先进陶瓷的压滤成型法

内容导读:陶瓷材料成型工艺是陶瓷生产、加工的关键性技术。制备成型工艺技术的发展和成熟是高性能陶瓷大规模生产和应用的先决条件。
1.  压滤成型的工艺原理
压滤成型技术是近几十年发展起来并受到关注的一种陶瓷成型技术。压滤成型是在注浆成型的基础上通过加压而发展起来的。水不再是通过毛细管作用力脱除.而是在压力的驱动下脱除的,这种方法脱水的速率更快,从而提高了生产效率。其主要原理是在外加压力作用下,使在一定条件下在液态介质中分散有固相陶瓷颗粒的浆料通过输浆管道进入模型腔内。并通过多孔滤层滤出部分液态介质,从而使陶瓷颗粒紧密地排列固化,成为具有一定形状的陶瓷坯体。其多孔模具材料可选用多孔不锈钢、多孔塑料和陶瓷灯材料。
陶瓷隔热板加工
2.  压滤成型的工艺过程及应用
(1)压滤成型的工艺过程
从其工艺原理来看.压滤成型与压力注桨成型很相似,从广义来看其也可以看做是压力注浆成型。但是两者之间还是存在着一定的差别:首先,由于压滤成型采用很薄的多孔滤层,因此对浆料介质的含量要求不如压力注浆那样严格,这样就可以在很大范围内调节浆料的颗粒参数及浆料的流变性能,使其更易于成型高性能的制件;其次,从成型压力来看,压力成型可以在更大的压力范围内进行;另外,压滤成型可以通过调整成型制件不同部位的模型结构和渗透系数等形状复杂的部件的不同部位借助不同固化速率的模具材料来获得整体均匀的坯体结构,因此压滤成型更有利于成型形状复杂的制件。
(2)压滤成型工艺的应用  
压滤成型结合了干压成型和注浆成犁工艺的特点.其最终的优点是无宏观大缺陷、可以获得较高的成型密度。因此,压滤成型特别适合于超细粉体的成型。

3 .  压滤成型的主要缺陷
压滤成型过程主要受以下因素的影响:坯体中的压力降;液体介质的黏度;坯体的表面积;坯体中孔隙的分布情况;压滤成型模具。压滤成型压力对成型坯体的均匀性影响较大:一方面,压力对可压缩性坯层中的颗粒产生作用,使其更加紧密地排列;另一方面,压力可以减小和消除由制件的几何形状和坯层的固化面推进方向所造成的密度梯度,从而提高制件的整体均匀性。

4 .  压滤成型的机械设备
按照传统的概念,注浆工艺是通过石膏模使泥浆脱水成坯的过程,这个过程中的水分迁移决定于石膏模的吸水能力,泥浆性能和成坯层对水迁移的阻力。而研究者给其赋予压力注浆新的概念,即将注浆过程转化为压滤过程。
压滤成型工艺中所用的压滤机主要是由压滤部分、滤板的压紧部分、支撑部分、控制部分和辅助部分组成。也就是说,压滤机大体上是由机架、压紧机构、过滤机构和辅助部分组成。
(1)机架
机架是压滤机的基础部件,两端是止推板和压紧头,两侧的大梁将二者连接起来,大梁用以支撑滤板、滤框和压紧板。为了满足高级卫生需要,机架需要包上不锈钢。
①止推板  
它与支座连接将压滤机的一端坐落在地基上,厢式压滤机的止推板中间是进料孔,四个角还有四个孔,上两角的孔是洗涤液或压榨气体进口,下两角为出口(暗流结构还是滤液出口)。
②压紧板
用以压紧滤板滤框,两侧的滚轮用以支撑压紧板在大梁的轨道上滚动。                                                                   
③大梁
是承重构件,根据使用环境防腐的要求,可选择硬质聚氯乙烯、聚丙烯、不锈钢包覆或新型防腐涂料等涂覆。                                  
(2)压紧机构
 压紧机构分为三类:手动压紧、机械压紧、液压压紧。           
①手动压紧  
是以螺旋式机械千斤顶推动压紧板将滤板压紧。                
②机械压紧
压紧机构由电动机(配置先进的过载保护器)减速器、齿轮付、丝杆和固定螺母组成。
③液压压紧
液压压紧机构的组成由液压站、油缸、活塞、活塞杆以及活塞杆与压紧板连接的哈夫兰卡片液压站的结构组成有:电机、油泵、溢流阀(调节压力)换向阀、压力表、油路、油箱。
(3)过滤机构
过滤机构由滤板、滤框、滤布、压榨隔膜组成,滤板两侧由滤布包覆,需配置压榨隔膜时,一组滤板由隔膜板和侧板组成。隔膜板的基板两侧包覆着橡胶隔膜,隔膜外边包覆着滤布,侧板即普通的滤板。
(4)超声波辅助部分
浆料法成型过程中存在着一些共同的问题:一方面在浆料制备的过程中需要采用静电稳定或空间位阻稳定来使颗粒分散,并获得足够的流动性。另一方面,为了确保浆料具有足够的流动性,浆料中的液相介质含量较高,使得成型时间较长,也不易成型出均匀的坯体。
 

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