探析当前氧化铝陶瓷工艺探究

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1、探析当前氧化铝陶瓷工艺探究摘要：目前，随着氧化铝陶瓷以其独特的优势在高技术和尖端工业，如做电子、核反应堆、磁流体发电、航天、人工骨和人工关节等方面越来越得到广泛的应用。这些氧化铝陶瓷和普通陶瓷在成分和制造工艺上都有着很大的差别，特别是在成型技术方面，由于氧化铝陶瓷的硬度高，难于切割加工，尤其对于形状复杂的氧化铝制品，如汽车发动机中的增压器转子，骨骼、牙齿等生物陶瓷制品，在成型烧结以后即为成品，无须再加工，而传统成型技术(如干压、等静压等)后续机加工大，难以满足这一苛刻要求。本文主要探讨了当前氧化铝陶瓷工艺的研究。关键词：

2、氯化铝；陶瓷；注射成型引言陶瓷注射成型技术(CeramicsInjectionMolding简称CIM)类似于70年代发展起来的金属注射成型(MetalsInjectionMolding简称MIM)技术，它们均是粉末注射成型(PowdersInjectionMolding简称PIM)技术的主要分支,均是在聚合物注射成型技术比较成熟的基础上发展而来的，是当今国际上发展最快、应用最广的陶瓷零部件精密制造技术。其突出的优点包括：(1)成型过程机械化和自动化程度高；(2)可净近成型各种复杂形状的陶瓷零部件，使烧结后的陶瓷产品无需

3、进行机加工或少加工，从而减少昂贵的陶瓷加工成本；（3）成型出的陶瓷产品具有极高的尺寸精度和表面光洁度。陶瓷注射成型技术以其独特的优势已在高精度和高附加值的新产品制造上显示出无比强大的生命力，解决了后续机加工问题，成为精密陶瓷成型技术的一颗新星。陶瓷注射成型主要包括以下四个方面：配料及混炼、注射成型、脱脂和烧结。其中前三个是陶瓷注射成型工艺所特有的。由于在陶瓷注射成型中陶瓷粉末细小且形状不规则，其工艺参数的控制相比金属注射成型而言需更为精细。除了烧结工序外，粘结剂、喂料混炼、注射成型、脱脂等各道工序都与传统陶瓷粉末干压成型

4、有着很大的差异，研究了氧化铝陶瓷注射成型工艺过程及主要工艺参数的影响。1实验过程1.1原料氧化铝陶瓷粉（A1203,分析纯）；液体石蜡（Pw,化学纯）；聚丙烯（PP,化学纯）;硬脂酸（SA,化学纯）。1.2实验过程将称量好的PP加热到19CTC左右，使其由白色粒状变为无色的稠状物质；在加入SA,加热温度控制在170"左待其溶解后冷却一段时间加入PW,继续加热，温度控制在150°C左右，直至全部混合，呈白色粘稠状物质。将A1203粉缓慢加入到上述粘结剂中，用搅拌机搅拌均匀，每次加入粉末为整个总量的1/4左右；待充分混合后，

5、将混合料在烘箱中静置24h,同时保持一定的真空度使混合料中的气体排出；充分陈腐后，将混合料在挤出机中练泥造粒。最终将混合料制成长约3〜5mm,直径约2mm的条状，得到适合注射成型的粒状喂料。注射成型在宁波海天集团生产的HTF86X2型注射成型机上完成。采用热脱脂工艺对试样进行脱脂，最后将脱脂坯置于硅钮棒高温电炉中，空气气氮中于15500C烧结成成品。1.3测试与表征用排水法测量样品的密度；喂料的差热一热重曲线在LCT一2差热天平上完成；将试样切割成25mmX5mmX2.5mm的试条，用三点弯曲法测抗弯强度。2结果与讨论2

6、.1粘结剂的选取在陶瓷注射成型中，粘结剂具有两个基本的功能：首先,在注射成型阶段能够和粉末均匀混合，降低粉末的粘度，使粉末具有良好的流动性，成为适合于注射成型的喂料；其次，粘结剂能够在注射成型后和脱脂期间起到维持坯体形状的作用，使产品在烧结前具有完整合适的形状。陶瓷注射成型所用粘结剂的选择主要考虑以下四点：（1）体系内的相容性；（2）注射悬浮体流变学特性；（3）脱模性和生坯强度；（4）脱脂特性。根据这些原则，粘结剂多选择热塑性多组元体系，即由流动性好的低熔点组元和高分子聚合物组元组成。有机粘结剂与陶瓷粉体混炼后的结合强度

7、主要取决于热塑性高聚物，脱脂特性亦可由耐热性好的高聚物调节，可塑性和润滑剂则可改善体系流动性及脱模性能；表面活性剂具有综合调节作用。目前，石蜡一聚烯疼粘结剂体系已广泛应用于科研和生产实践。因为石蜡基粘结剂的流变性能好，注射工艺范围宽。实验中选用石蜡即以软化温度点低、流动性好的Pw作为主要填充物；高分子聚合物PP熔点较高，可作为骨架材料以保证生坯具有足够的强度；以少量的SA作为表面活性剂或润滑剂不仅可以在粘结剂和粉末颗粒之间起桥梁作用，防止两相离，保证混料的均匀，而且可以在粉末颗粒之间、粉末颗粒与模壁之间起到润滑的作用，从

8、而达到预计的效果。在陶瓷注射成型中聚合物粘结剂之间或是聚合物与增塑剂之间的相容性都是必要的，若有机载体之间相容性差，则不能有效的降低混合物的粘度，注射成型冷却过程中有机物产生大量偏析以及粘结剂与模具分离，不能获得组分均匀的成型坯体。高分子物质共混的过程实际上是分子链间相互扩散的过程，受到分子链间作用力的制约。内聚能密