文档介绍：3、溶胶—凝胶法制粉
生成的凝胶直径可在几百Å以下,产物透明度高、胶粒稳定,可将多种金属离子均匀分布其中,脱水后形成非晶态的均匀凝胶。经适当热处理可制得活性高、超细粒的固溶体
新技术、其特点:
二、陶瓷加工工艺
陶瓷加工工艺包括:制粉、成型、烧结
(一)制粉—陶瓷粉料的制备
1、固相反应法制粉
2、溶液反应法制粉
乙醇锆、甲醇溶液
醋酸铅、乙二醇甲醚溶液
丁醇钛溶液
(一定比例混合)有机络合物溶胶
空气中吸水水解
120度真空干燥
焦化煅烧
例:锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷粉料的制备
Pb( ZrxTi(1-x) )O3
(一) 陶瓷粉料的制备
(二)成型
烧结了的陶瓷粉料
功能陶瓷产品或材料具有一定尺寸、形状
再磨碎
成型
最终烧结
产品
功能陶瓷粉料:不含黏土成分、可塑性差,需添加适量的塑化剂
普通陶瓷粉料:含黏土成分、加适量的水、具有良好的可塑性
才能挤压成型
塑化剂包括三种成分:粘合剂、增塑剂、溶剂
作用:使陶瓷粉料在成型过程中产生粘合力和可塑性
功能陶瓷黏合剂:聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、
石蜡、甲基纤维素等
乙烯醇:
醋酸乙烯酯:
双键打开、聚合
塑化剂在成型后的高温烧结过程中,被氧化、随烟气排出陶瓷体外、不留有害成分
成型工序
常用的成型工艺:干压、液体静压、挤压、轧膜、流涎法等
1、干压成型
有两种方法:
模塞
模套
粉料
垫板
单向加压
双向加压
单向加压较简单、双向加压效果较佳
单向加压和双向加压
陶瓷粉料(~50µm) 加塑化剂预压
~
加塑化剂再压
陶瓷粉料预压、造粒、再压
提高压成坯体的致密度
干压成型压强:
压强太大:不能进一步提高坯体
的致密度、压力去除时闭气孔可能
重新扩大、使压坯起层或开裂
适于较厚或柱状产品的制作
干压成型的缺点: 单方向加压、坯体结构和强度各向异性
2、等静压成型
等静压成型的特点:产品的结构和强度各向同性
利用高压液体的静压,对粉坯实施全方位的加压
传压液体:水、甘油或重油
静压成型压强:
(因材料而异)
待压粉体
传压液体
压液进口
弹性套
高压钢筒
湿式等静压成型
静压成型可分为湿式和干式
湿式操作较复杂
等静压成型法适于长形、薄壁、管状等简单工件的制作
干式静压成型
待压坯体
模心
钢模
传压液体
弹性套
加料
待压料的添加和成型坯体的取出都是干式,操作较简单、易行
3、挤压成型
螺旋推进器
适于细长棒或管状陶瓷的批量生产
制作过程:加有塑化剂的陶瓷粉料炼成泥状,借助
压力将其从具有一定形状(管状)的模孔挤出,凉干后、切成一定的长度
4、轧膜成型
轧膜成型
工艺简单、生产效率高、膜片厚度均匀、产品烧成温度比干压成型低、能轧制的薄片
轧膜成型所用的黏合剂:
聚乙烯醇水溶液、聚醋酸乙烯酯
轧膜成型的特点:
膜片密度分布不均匀,轧制方向致密、面内致密度较差
成型过程兼有练泥作用;
轧制过程两面受压、厚度方向致密均匀;
可获得预期厚度的膜片;
膜片在宽度方向未受压、边缘易开裂;
乙烯醇:
轧辊
常用于薄片状陶瓷的制作,如瓷片电容、独石电容、集成电路基片
5、流涎法
热风进口
热风出口
热风出口
转鼓
不锈钢带
流延嘴
干燥器
制作过程:
超细粉料同适当的黏合剂均匀混合、制成浆料,通过流延嘴依靠浆料的自重流在平稳转动的环形钢带上,经烘干、钢带又回到初始位置,反复循环
重复、直至得到需要的厚度
流涎法特点:
膜片至。
生产效率高于轧膜法、成本低;
致密均匀、质量优于轧膜法;
膜片弹性好;
轧膜成型产品:
可获得以下的陶瓷薄片
流涎成型黏合剂:
聚乙烯醇、及聚乙烯醇缩丁醛
(三)排胶、烧结
1、排胶
加热去除坯样中的塑化剂的过程
陶瓷成型时使用塑化剂,在烧结时从固态转变为液态或气态、从坯体中大量排出,导致坯体变形、开裂
较低温度下缓慢地排出黏合剂
高温烧结
(一)制粉(二)成型
(三)烧结