【正文】 劑 細(xì)磨熟料 抗聚凝劑 除泡劑 烘干 再混磨 流延 真空 除氣 增塑 、 潤(rùn)滑劑 粘合劑 卷軸 待用 流延成型 流延成型漿料的制備 流延成型用漿料的制備方法是，先將通過(guò)細(xì)磨、煅燒的熟瓷粉加入溶劑，必要時(shí)添加抗聚凝劑、除泡劑、燒結(jié)促進(jìn)劑等進(jìn)行濕式混磨； 再加入粘結(jié)劑、增塑劑、潤(rùn)滑劑等進(jìn)行混磨以形成穩(wěn)定的、流動(dòng)性良好的漿料。 流延成型的特點(diǎn) 流延成型設(shè)備不太復(fù)雜，且工藝穩(wěn)定，可連續(xù)操作，生產(chǎn)效率高，自動(dòng)化水平高，坯膜性能均勻一致且易于控制。但流延成型的坯料因溶劑和粘結(jié)劑等含量高，因此坯體密度小，燒成收縮率有時(shí)高達(dá) 20～ 21%。 流延成型法主要用以制取超薄型陶瓷獨(dú)石電容器、氧化鋁陶瓷基片等新型陶瓷制品。為電子元件的微型化，超大規(guī)模集成電路的應(yīng)用，提供了廣闊的前景。 軋膜成型 軋膜成型是將準(zhǔn)備好的陶瓷粉料，拌以一定量的有機(jī)粘結(jié)劑 (如聚乙烯醇等 )和溶劑，通過(guò)粗軋和精軋成膜片后再進(jìn)行沖片成型。 工藝流程 壓延輥 （ 精軋 ） 增塑劑 粘合劑 瓷粉 水 混合 ， 粉碎 干燥 混料輥壓 （ 粗軋 ） 成型 軋膜成型用塑化劑 坯料 聚乙烯醇 水溶液 聚乙烯醇 乙醇 甘油 蒸餾水 塑化劑用 量 濃度 /％ 用量 /ml 高壓電容器 15 35 3～ 5 壓電喇叭 15 18 2 濾波器 15 24 2 壓電陶瓷 900g 480g 240g 4000mL 18～ 20 各種軋膜瓷料用塑化劑的不同配比 軋膜成型的特點(diǎn) 軋膜成型具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、膜片厚度均勻、生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單、粉塵污染小、能成型厚度很薄的膜片等優(yōu)點(diǎn)。但用該法成型的產(chǎn)品干燥收縮和燒成收縮較干壓制品的大。 該法適于生產(chǎn)批量較大的 1mm下的薄片狀產(chǎn)品，在新型陶瓷生產(chǎn)中應(yīng)用較為普遍。 注射成型 工藝流程 瓷粉 粘結(jié)劑 柱塞式 預(yù)塑式 螺旋直列式 加熱混練 用輥機(jī) 質(zhì)粒壓紋 加熱擠 壓制粒機(jī) 混練機(jī) 低溫粉碎 用輥機(jī)低溫 擠壓成薄片 粒狀粉料 注射成形 一次成型坯 脫 脂 脂 燒 結(jié) 成 品 適用范圍：可成型復(fù)雜形狀的制品。如：壁薄、帶側(cè)面型芯孔的復(fù)雜零件。 優(yōu)點(diǎn)：成型坯體和燒結(jié)后實(shí)際坯體尺寸的精確度高，尺寸公差 1%以內(nèi)。模壓為 1%~2%；注漿為 5%；自動(dòng)化；周期短；密度均勻等。 缺點(diǎn)：脫脂時(shí)間長(zhǎng)；模具設(shè)計(jì)加工難。 其他成型方法 紙帶成型 它與流延成型法有些類似，以一卷具有韌性的、低灰份的紙（如電容紙）帶作為載體。讓這種紙帶以一定的速度通過(guò)泥漿槽，粘附上合適厚度的漿料。通過(guò)烘干區(qū)并形成一層薄瓷坯，卷軸待用。在燒結(jié)過(guò)程中，這層低灰份襯紙幾乎被徹底燃盡而不留痕跡。如泥漿中采用熱塑性高分子物質(zhì)作為粘結(jié)劑，則在加熱軟化的情況下，可將坯帶加壓定型。 滾壓成型 它與軋膜成型有些相似，是以熱塑性有機(jī)高分子物質(zhì)作為粘合載體，將載體與陶瓷粉料放在一起，加入封閉式混練器進(jìn)行混練，練好后再進(jìn)入熱軋輥箱，軋制成一定厚度引出，用冷空氣進(jìn)行冷卻，然后卷軸待用。如欲制作其它定型坯帶，則對(duì)從軋輥箱出來(lái)的坯片，可趁熱進(jìn)行壓花。 此法與前述紙帶成型法均可用以制作垂直多孔筒狀熱交換器，兩者各有優(yōu)點(diǎn)。用滾壓法所制的坯體孔型較好，空氣易于流通，但工藝較難控制。 印刷成型 將超細(xì)粉料、粘合劑、潤(rùn)滑劑、溶劑等充分混合，調(diào)制成流動(dòng)性很好的稀漿料，然后采用絲網(wǎng)漏印法，即可印出一層極薄的坯料。 噴涂成型 此法所用的漿料與流延法、印刷法相似，但必須調(diào)得更稀一些，以便利用壓縮空氣通過(guò)噴嘴，能使之形成霧粒，此法主要用以制造獨(dú)石電容器，噴涂時(shí)以事先刻制好的掩膜，擋住不應(yīng)噴涂的部分，到一定程度可讓其干燥，干后再作第二次、第三次噴涂，到達(dá)預(yù)定厚度時(shí)，再更換掩膜，噴上所需的另一漿料。按這種金屬漿料和陶瓷漿料，反復(fù)更換掩膜，交替噴上，以獲得獨(dú)石電容器的結(jié)構(gòu)。 爆炸成型 50年代初， 爆炸成型最初用于 TiC、 TaC和 Ni粉葉片的成型。炸藥爆炸后，在幾微秒內(nèi)產(chǎn)生的沖擊壓力可達(dá) 1 106MPa。巨大的壓力，以極快的速度作用在粉末體上，使壓坯獲得接近理論密度和很高的強(qiáng)度。爆炸成型法可以成型形狀復(fù)雜的制品，制品的輪廓清晰，尺寸公差穩(wěn)定，成本較低。目前，爆炸成型法已應(yīng)用于鐵氧體、金屬陶瓷等的生產(chǎn)。 壓力滲透工藝（注漿改進(jìn)） 注射成型 熱等靜壓（ HIP） 化學(xué)蒸汽滲透工藝（ CVI） 原位凝固膠態(tài)成型 常用成型工藝優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)照 3 坯體的干燥與排塑工藝 坯體 干燥的目的 在于提高其機(jī)械強(qiáng)度，有利于裝窯操作并保證燒成初期能夠順利進(jìn)行。 干燥：借助熱能使坯料中的水分汽化，并由干燥介質(zhì)帶走的過(guò)程。 即：坯體與干燥介質(zhì)間傳熱、傳質(zhì)過(guò)程 干燥 水與坯體的結(jié)合形式 干燥過(guò)程 干燥過(guò)程是坯體與干燥介質(zhì)間通過(guò)能量交換和水分交換，坯體水分蒸發(fā)并被介質(zhì)帶走，同時(shí)坯體表面水分濃度降低，導(dǎo)致表面水分濃度與內(nèi)部水分濃度形成濕度差，內(nèi)部水分經(jīng)顆粒間空隙形成的毛細(xì)管網(wǎng)擴(kuò)散至表面，從而實(shí)現(xiàn)坯體中所有機(jī)械結(jié)合水排除的過(guò)程。 干燥過(guò)程主要包括表面水分汽化過(guò)程及內(nèi)部水分?jǐn)U散過(guò)程 。 1 3 時(shí)間 升速階段 等速階段 降速階段 平衡階段 介質(zhì)溫度 2 1—坯體含水率 2—干燥速度 3—坯體表面溫度 A B C D O 干燥 的四個(gè)階段（按干燥速度分類） 干燥速度取決與內(nèi)部擴(kuò)散速度和表面汽化速度兩個(gè)過(guò)程 可分為四個(gè)階段： 升速階段 短時(shí)間內(nèi)，坯體表面被加熱到等于干燥介質(zhì)濕球溫度的溫度，水分蒸發(fā)速度很快增大，坯體吸收的熱量和蒸發(fā)水分耗去的熱量相等。 時(shí)間短，排除水量不大 。 等速干燥階段 坯體表面蒸發(fā)的水分由內(nèi)部向坯體表面源不斷補(bǔ)充，坯體表面總是保持濕潤(rùn)。 干燥速度不變，坯體表面溫度保持不變，水分自由蒸發(fā)。 到臨界水分點(diǎn)后，坯體內(nèi)部水分?jǐn)U散速度開(kāi)始小于表面蒸發(fā)速度，坯體水分不能全部潤(rùn)濕表面，開(kāi)始降速階段，體積收縮不大 降速干燥階段 表面停止收縮，繼續(xù)干燥僅增加坯體內(nèi)部孔隙。 干燥速度下降，熱能消耗下降，坯體表面溫度提高。 平衡階段 坯體表面水分達(dá)到平衡水分時(shí)，干燥速度為 0。 干燥最終水分取決與干燥介質(zhì)的溫度和濕度 干燥時(shí)坯體的宏觀收縮現(xiàn)象 第一階段 ：只有收縮水蒸發(fā)，無(wú)氣孔形成，坯體急劇收縮，坯體減小的體積等于水分去除體積。 第二階段 ：收縮水與氣孔水同時(shí)排除，坯體既產(chǎn)生收縮，又開(kāi)始形成部分氣孔。 第三階段 ：收縮停止，水分排除體積等于形成氣孔的體積。 成型中 ：受力不均，密度、水分不均勻，定向排列等都會(huì)造成干燥過(guò)程中制品的不均勻收縮。 可塑成型： 1) 旋坯干燥變型可能性 滾壓成型 2) 擠制成型：存在顆粒定向排列，泥段軸向、徑向干燥收縮不同。距中心軸不同位置，收縮不一致，愈遠(yuǎn)密度越高，收縮下降。 注漿成型： 顆粒定向排列 靠近吸漿面（石膏模工作面） 致密度提高，水分下降 遠(yuǎn)離吸漿面（石膏模工作面） 致密度下降， 水分提高 粘結(jié)各部件時(shí)留下的應(yīng)力 壓制成型： 粉料水分、 堆積、受力不均勻 成型方法對(duì)干燥收縮的影響 整體開(kāi)裂： 沿整個(gè)體積，產(chǎn)生不均勻收縮，如超過(guò)坯體的臨界應(yīng)力，則導(dǎo)致完全破裂。 多見(jiàn)于干燥開(kāi)始階段，坯體厚，水分高的坯體開(kāi)裂幾率高。 邊緣開(kāi)裂： 壁薄，扁平的制品多見(jiàn)，邊緣干燥速度 中心部位。 多見(jiàn)于坯體表面，邊緣張應(yīng)力 壓應(yīng)力 中心開(kāi)裂： 邊緣干燥速度 中心部位，周邊收縮結(jié)束，內(nèi)部仍在收縮，周邊限制中心部位收縮，使瞬間邊緣受壓應(yīng)力，中心部位受張應(yīng)力。 表面開(kāi)裂： 內(nèi)部與表面溫度、水分梯度相差過(guò)大，產(chǎn)生表面龜裂，坯體吸濕膨脹而釉不膨脹， 使釉由壓應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閺垜?yīng)力。 結(jié)構(gòu)裂紋： 常見(jiàn)于擠制成型：泥團(tuán)組成、水分不均 多見(jiàn)于壓制成型：粉料內(nèi)空氣未排除，造成坯體的不連續(xù)結(jié)構(gòu)。 干燥開(kāi)裂的類型和產(chǎn)生條件 0 5 10 15 20 25012345660℃70℃80℃空氣溫度90℃自由含水率（ %） 空氣溫度與干燥速率的影響 干燥速度和干燥條件（空氣的溫度、濕度和流動(dòng)速度）關(guān)系 0 5 10 15 20 25 30 35 400 .00 .10 .20 .30 .4%濕度相對(duì)自由含水率（ %） 相對(duì)濕度與干燥速度的關(guān)系 0 5 10 15 20 250 .0 00 .2 50 .5 00 .7 51 .0 02m/s1m/s空氣流動(dòng)速度與干燥速度的關(guān)系 自由含水率（ %） 干燥制度 干燥制度是坯體進(jìn)行干燥時(shí)的條件總和。它包括干燥時(shí)間、進(jìn)入和排出干燥介質(zhì)的溫度和相對(duì)濕度、 坯體 干燥前的水分和干燥終了后的殘余水分等。 影響干燥時(shí)間的因素 （ 1）物料的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。 （ 2）坯體的形狀和大小。 （ 3）坯體最初含水量和干燥后殘余水分。 （ 4）干燥介質(zhì)的溫度、濕度和流速。 （ 5）干燥介質(zhì)在干燥器中的溫度梯度。 （ 6）干燥器的構(gòu)造良好，密封情況和操作情況也對(duì)干燥時(shí)間有很大影響。 坯體干燥殘余水分根據(jù)下列因素確定 （ 1）坯體的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)能滿足運(yùn)輸裝窯的要求； （ 2）為滿足燒成初期能快速升溫的要求； （ 3）為制品的大小和厚度所決定，通常形狀復(fù)雜的大型和異型制品的殘余水分應(yīng)低些； （ 4）不同類型燒成窯有不同的要求。 干燥方法 （ 1）熱空氣干燥 （ 2）電熱干燥 工頻交變電流，石墨漿粘結(jié)鋁電極。 （例如：大型濕坯體原地電熱干燥） （ 3）輻射干燥 高頻、微波、紅外等電磁輻射。 制品類型 干燥介質(zhì)溫度， ℃ 相對(duì)濕度，% 進(jìn)口 出口 可塑法成型粘土制品 標(biāo) 型 異 型 異型硅磚 鎂質(zhì)（鎂磚、鉻鎂磚、白云石質(zhì)）異型磚 120～ 140 100～ 120 150～ 200 80～ 120 35～ 40 30～ 35 40～ 50 40～ 50 75～ 90 80～ 95 最好 90 實(shí)例：隧道干燥器干燥某些陶瓷坯體的干燥制度 排塑 排塑（膠、蠟）：排除粘結(jié)劑的過(guò)程。 排塑的目的和作用 粘結(jié)劑的影響：有機(jī)粘結(jié)劑的熔化、分解、揮發(fā)導(dǎo)致坯體缺陷。粘結(jié)劑還原性氣氛的影響等。 排塑作用： （ 1）排除坯體中粘結(jié)劑，為燒成創(chuàng)造條件； （ 2）使坯體獲得一定的機(jī)械強(qiáng)度； （ 3）避免粘結(jié)劑在燒成時(shí)的還原作用。 埋粉（吸附劑） ? 作用： 包圍坯體，并能將熔化的塑化劑及時(shí)吸附并蒸發(fā)出來(lái)。 ? 基本要求： 多孔性、有一定吸附能力和流動(dòng)性、能包圍坯體、在一定溫度范圍內(nèi)不與坯體產(chǎn)生化學(xué)作用或粘結(jié)。 ? 種類： 煅燒氧化鋁粉、石英粉、滑石粉、高嶺土等。 影響排塑過(guò)程的因素 （ 1）升溫速率和保溫時(shí)間 （ 2）半制品的外形尺寸、 壁厚、表面積 （ 3）塑化劑成分與用量 （ 4）埋粉的性質(zhì) 如：煅燒氧化鋁粉 1200～ 1350℃ MgO粉 900 ℃ 出現(xiàn)最大吸附能力。 （ 5）瓷料的組成與性質(zhì) 排塑（蠟）溫度制度 （ 1）熱壓鑄成型坯件的排蠟升溫制度 （ 2）軋膜成型坯件的排塑（ PVA)升溫制度 4 燒結(jié)工藝及熱工設(shè)備 概述 燒成與燒結(jié) 燒成（ firing） ：將生坯或生料在高溫下煅燒而成制品或熟料的過(guò)程。 燒結(jié)（ sintering）： 粉狀成型坯體在低于主要組分熔點(diǎn)的高溫作用下，產(chǎn)生顆粒間的粘結(jié)（鍵聯(lián)