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氧化锆陶瓷生产工艺

成型

氧化锆陶瓷的成型有干压成型、等静压成型、注浆成型、热压铸成型、流延成型、注射成型、塑性挤压成型、胶态凝固成型等。其中使用*广泛的是注塑与干压成型。

(1)注浆成型

注浆成型的成型过程包括物理脱水过程和化学凝聚过程,物理脱水通过多孔的石膏模的毛细作用排除浆料中的水分,化学凝聚过程是因为在石膏模表面CaSO4 的溶解生成的Ca2+提高了浆料中的离子*度,造成浆料的絮凝。在物理脱水和化学凝聚的作用下,陶瓷粉体颗粒在石膏模壁上沉积成型。注浆成型适合制备形状复杂的大型陶瓷部件,但坯体质量,包括外形、密度、*度等都较差,工人劳动*度大且不适合自动化作业。

(2)热压注成型

热压注成型是在较高温度下(60~100℃)使陶瓷粉体与粘结剂(石蜡)混合,获得热压铸用的料浆,浆料在压缩空气的作用下注入金属模具,保压冷却,脱模得到蜡坯,蜡坯在惰性粉料保护下脱蜡后得到素坯,素坯再经高温烧结成瓷。热压注成型的生坯尺寸*,内部结构均匀,模具磨损较小,生产效率高,适合各种原料。蜡浆和模具的温度需严格控制,否则会引起欠注或变形,因此不适合用来制造大型部件,同时两步烧成工艺较为复杂,能耗较高。

(3)流延成型

流延成型是把陶瓷粉料与大量的有机粘结剂、增塑剂、分散剂等充分混合,得到可以流动的粘稠浆料,把浆料加入流延机的料斗,用刮刀控制厚度,经加料嘴向传送带流出,烘干后得到膜坯。此工艺适合制备薄膜材料,为了获得较好的柔韧性而加入大量的有机物,要求严格控制工艺参数,否则易造成起皮、条纹、薄膜*度低或不易剥离等缺陷。所用的有机物有毒性,会产生环境污染,应尽可能采用无毒或少毒体系,减少环境污染。[1]

脱脂排

除了以干压为基础的成型技术外,其它工艺成型的产品都要进行脱脂排胶处理后方可入炉烧结,因为除干压成型外的其它工艺会在成型时在锆粉里加入*定比例的塑化剂,这些塑化剂在产品成型后*必须去除,不然会对烧结出的产品造成严重的品质影响。塑化剂主要为石蜡及其它高分子材料所构成,要求这些材料在*定温度下表现出具有很好的塑性与流动性,常温下则要有*定的韧性及*度。

烧结

氧化锆陶瓷可采用的烧结方法通常有: ⑴无压烧结,⑵热压烧结和反应热压烧结,⑶热等静压烧结(HIP),⑷微波烧结, ⑸*高压烧结, ⑹放电等离子体烧结(SPS),⑺原位加压成型烧结等。常以无压烧结为主。


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