陶瓷胶态注射成型技术.doc

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1、陶瓷胶态注射成型技术摘要：结合注射成型和凝胶注模成型技术的优点，发明了陶瓷胶态注射成型技术，实现了水基非塑性浆料的注射成型。经过研究表明：通过调节工艺中的各项参数和添加适当的助剂，可以实现陶瓷浆料的可控固化；加入应力缓释剂调节高分子网络结构，能有效降低坯体中的内应力，制备出大尺寸陶瓷部件；利用胶态注射成型技术与设备，不仅能实现规模化大批量生产，而且产品具有较高的可靠性，具有广阔的应用前景。关键词：胶态注射成型；水基非塑性浆料；可控固化；内应力；应力缓释剂ColloidalInjectionMoldingofCeramicsAbstract：Colloidalinjectionmolding

2、ofceramics(CIMC)isanewceramicformingtechnique，whichcombinestheadvantagesofgel-castingandinjectionmolding,toachieveanon-plasticwater-basedslurryinjection．Afterthestudyshowthat；allkindsoflectorswhicheffectsolidificationofslurryisstudiedandthenwecancontrolsolidificationcourse．Internalstressofgreenbod

3、yisalsostudiedandlarge-sizeceramiccomponentcanbegotbyaddingmoderator．SohighperformanceceramicswithcomplexshapeismanufacturedbyCIMCtechniquewithhighreliability，highautomationandlowcost．Keywords：colloidalinjectionmolding；injectionmolding；controllablesolidification；stress；stressreleaseagent引言随着技术的进步，

4、高性能陶瓷以其优异的耐高温、高强度、耐磨损、耐腐蚀等性能和优点被广泛地应用于工业、国防、机械、石油、汽车、家用电器等各个领域的候选材料。高性能陶瓷产业化关键在于提高产品性能可靠性和降低其制造成本，而陶瓷材料可靠性及其制造成本与制备工艺密切相关，围绕这两个关键问题，近二三十年来，新的陶瓷粉体制备工艺、成型工艺及烧结工艺的研究逐渐成为陶瓷材料研究领域的新热点。其中成型工艺作为制备高性能陶瓷材料及部件的关键技术，它不仅是材料设计和材料配方实现的前提，而且是降低陶瓷制造成本，提高材料可靠性尤为重要的环节，已逐渐成为陶瓷材料制备科学研究的主流。1高性能陶瓷产业化应用的困局目前高性能陶瓷的应用面临的两

5、大问题是陶瓷的制造成本高和使用性能的可靠性差。由于陶瓷的制造成本高，从而导致产品的价格高，无法与金属及其复合材料竞争，因此目前只能用于一些特殊领域。高技术陶瓷由于硬度高质脆，不像金属那样可以加工成各种各样的形状，其中陶瓷机加工的成本几乎占到陶瓷制造成本的1／3—2／3，主要是因为陶瓷部件的成型很难达到近净尺寸成型。原因在于传统的陶瓷注射成型技术来源于高分子材料的注塑成型，将大量的高分子粘结剂与陶瓷粉体混练在一起，然通过注射成型机制备各种复杂形状的陶瓷零部件。因此，采用传统陶瓷制备工艺和装备很难获得显微结构均匀、无缺陷和近净尺寸陶瓷部件。另外，陶瓷材料的性能分散性大，即陶瓷材料的可靠性差，特

6、别是结构陶瓷又硬又脆既难加工又容易产生突发性的断裂，因而导致高技术陶瓷的制造成本高、性能离散性大、产品生产再现性和使用性能可靠性差等。使许多领域不敢涉足陶瓷产品。如果上述两个问题不解决，高性能陶瓷的市场就很难打开局面。2陶瓷注射成型技术的发展陶瓷注射成型技术来源于高分子材料的注塑成型，借助高分子聚合物在高温下熔融、低温下凝固的特性来进行成型的，成型之后再把高聚物脱除。比传统的陶瓷加工工艺要简单的多，能制造出各种复杂形状的高精度陶瓷零部件，且易于规模化和自动化生产。起初的陶瓷成型注射技术是将大量的高分子树脂与陶瓷粉体混在一起后得到混合料，然后装入注射机于一定温度注入模具，迅速冷凝后脱模而制成

7、坯体[1～3]。该技术适合制备湿坯强度大，尺寸精度高，机械加工量少，坯体均一的产品，适于大规模生产。对形状复杂、厚度较薄产品的制备有着明显的优越性。但是由于含有大量的高分子粘结剂，使陶瓷坯体的脱脂成为不可逾越难题，并且有毛坯易变形，容易形成气孔等缺点。陶瓷注射成型使用的有机载体包括粘接剂、增塑剂、润滑剂等。有机载体的选择重点考虑：体系内的相容性；注射悬浮体的流变特性；脱模特性与生坯强度。通常有机载体与陶瓷粉体混合后的结合