往由于有机物的富集和颗粒的重排等现象,使坯体均匀性变差,易于开裂,因此脱脂工艺
已成为注射成型急需解决的问题。
(e) 注浆成型
注浆成型(Slip Casting)是将浆料注入具有渗透性的多孔模具(如石膏)中,模县内部的
形状即为所需要的素坯形状,利用多孔模具的毛细管力而使液体排除,从而固化。注浆成
型的模具要具有一定的强度,吸水性好,吸水速度适中。注浆成型工艺成本低,过程简单,
易于操作和控制,但成型形状租糙,注浆时间较长,坯体密度、强度也不高。80年代中期,
人们在传统注浆成型的基础上,相继发展产生了新的压滤成型和离心注浆成型,借助于外
加压力和离心力的作用,来提高素坯的密度和强度,而且几乎不需要使用有机添加利,因
而避免了注射成型中复杂的脱脂过程,但由于坯体均匀性差,因而不能满足制备高性能、
高可靠性陶瓷材料的要求。 (3) 烧结技术
将颗粒状陶瓷坯体致密化并形成固体材料的技术方法叫烧结。 烧结即将坯体内颗粒间
空洞排除,将少量气体及杂质有机物排除,使颗粒之间相互生长结合,形成新的物质的方
法。
烧成使用的加热装置最广泛使用电炉。除了常压烧结即无压烧结外,还有热压烧结及
热等静压烧结等。连续热压烧结虽然提高产量,但设备和模具费用太高,此外由于属轴向
受热,制品长度受到限制。热等静压烧成采用高温高压气体作压力传递介质,具有各向均
匀受热之优点, 很适合形状复杂制品的烧结。 由于结构均匀, 材料性能比冷压烧结提高30~
50%。比一般热压烧结提高10-15%。因此,一些高附加值氧化铝陶瓷产品或国防军工需用
的特殊零部件、如陶瓷轴承、反射镜、核燃料及枪管等制品、场采用热等静压烧成方法。
此外,微波烧结法、电弧等离子烧结法、自蔓延烧结技术亦正在开发研究中。
合理选择烧结方法,是使氧化铝陶瓷具有理想的结构及预定性能的关键。目前比较成
熟的烧结方法有:常压烧结法、热等静压烧结法、液相烧结法、气氛烧结;此外还有一些
特殊的烧结方法(电场烧结、超高压烧结、活化烧结和活化热压烧结等)。在传统陶瓷生
产中经常采用常压烧结方法,这种烧结方法比特殊烧结方法生产成本低,是最普遍的烧结
方法。但其烧结温度较高,对窑炉要求也较高,能源浪费大。
通过添加剂降低陶瓷材料的烧结温度, 化铝陶瓷烧结时通过扩散完成材料的致密化过
程,由于氧化铝陶瓷具有较强的离子键,从而导致其质点扩散系数低、烧结激活能大,因
此在烧结时需要较高的烧结温度。通常,采用两条条途径来降低其烧结温度:一是通过改
进粉体制备工艺以获得超细颗粒、无团聚、以及分散均匀的具有良好烧结活性的粉体,来
达到促进材料致密化的目的。然而这些方法目前常局限于实验室范围内,原因是制备工艺
复杂,同时制备成本较高。二是引人适量的烧结助剂,即在材料中添加合适的外加剂,通
过与基体生成液相或固溶体,加强扩散,以达到促进材料致密化并降低烧结温度的目的,
这种方法在陶瓷领域的工业生产中被广泛采用。添加剂可分为两类,添加剂是一些与氧化
铝晶格常数相接近的氧化物,在烧成中,这些添加物能与氧化铝生成固溶体,这类固溶体
或为掺入固溶体,或为有限固溶体,或为连续固溶体,它们可以活化晶格、形成空穴或迁
移原子,以及使晶格产生变形,这些作用使得氧化铝陶瓷易于重结晶而烧结。第二类是烧
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