蕪湖工業(yè)陶瓷加工制造
發(fā)布時(shí)間：2023-12-25 01:30:43
蕪湖工業(yè)陶瓷加工制造
黏塑性成型工藝中的擠壓成型特別適合于制造截面致的陶瓷產(chǎn)品,特別是對(duì)長寬比大的管狀或棒狀產(chǎn)品更具有優(yōu)勢,并且成型的陶瓷坯件可大可小，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化和機(jī)械化的批量生產(chǎn)。呈黏塑特性的熱壓鑄成型(國際上稱之為低壓注射成型)和注射成型是制備小型復(fù)雜形狀精密陶瓷零部件的有效方法，特別是注射壓力大成型密度高的陶瓷注射成型工藝近10年來在國內(nèi)外先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)中發(fā)展迅速;例如光纖連接器用氧化鋯陶瓷插芯和套簡、發(fā)動(dòng)機(jī)用增壓器渦輪轉(zhuǎn)子、金鹵燈中球形陶瓷發(fā)光管大都采用陶瓷注射成型。陶瓷成型中的傳統(tǒng)注漿成型因工藝簡單，可制造形狀相當(dāng)復(fù)雜和尺寸較大的制品且成型坯體密度高，仍是結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)品制造中不可或缺的一種主要成型方法。以漿料形態(tài)進(jìn)行的流延成型除廣泛用于Al2O3、AIN等基板材料的制備，也用于燃料電池介質(zhì)薄膜，仿生疊層復(fù)合材料薄層的成型,并且由傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑流延成型發(fā)展出環(huán)保的水基流延及凝膠流延多種方法。
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氧化鋁陶瓷加工的著色。以呈現(xiàn)不同的顏色。例如，在半導(dǎo)體集成電路中，用作封裝外殼的氧化鋁應(yīng)具有遮光性。因此，數(shù)碼管背板的Al2O3也要求為黑色，以保證數(shù)碼顯示清晰。為此，可以將 Fe2O3、CoO.Cr2O3、TiO2、MnO 和其他有色氧化物引入 Al2O3 中。Al2O3陶瓷的黑色是由于陶瓷中的Ti+在還原氣氛（H2）和高溫的作用下部分還原為Ti4+。Ti3+其實(shí)可以看作是結(jié)合電子的T1+，即Ti4+e-。這個(gè)束縛電子是弱束縛電子，可以看作是二氧化鈦中的“色心”，所以這類陶瓷呈現(xiàn)黑色。另一種常用的紅紫色Al2O3是在Al2O3陶瓷中引入Cr2O3和MnO。含1%左右的Cr2O3、Al2O3，陶瓷常呈紅色，因?yàn)楣倘荏wα-Al2O3晶格中的Cr3+離子對(duì)可見光的藍(lán)綠色帶有很強(qiáng)的選擇性吸收，使體呈現(xiàn)出藍(lán)綠色互補(bǔ)顏色，即粉紅色。
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顏色是另一種使陶瓷具有多種應(yīng)用的光學(xué)特性。當(dāng)精密陶瓷加工材料中的某些離子含有容易激發(fā)的電子時(shí)，可見光范圍內(nèi)的光可能會(huì)被吸收。這時(shí)，陶瓷呈現(xiàn)出一種顏色。這種情況主要發(fā)生在具有單一填充的 d 層（如 v.Cr、Mn.Fe.Ni.Cu. 或 f 層（稀土元素））的過渡元素中，它們相對(duì)不穩(wěn)定。它們的能量較高，需要的能量較多，可以用較少的能量激發(fā)，因此可以選擇性吸收可見光，如C+離子，并略微收集橙色、黃色和部分綠光，呈現(xiàn)紫藍(lán)色；Ni2+通過紫光和紅光吸收其他光，形成紫灰色；Cu+ 離子吸收紅、橙、黃和紫光，允許藍(lán)色和綠色通過：Ce等稀土元素在藍(lán)紫色處有羽狀吸收，呈黃色；Nd3+（釹）吸收橙色和黃色，呈現(xiàn)紅紫色。
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氧化鋯陶瓷是以ZrO2金屬氧化物為主要原料經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成的一種特殊陶瓷制品，具有高硬度耐磨耐高溫特性、良好的電氣絕緣與耐熱沖擊性能，具備大多數(shù)陶瓷不具備的高韌性，能夠有效降低陶瓷碎裂概率。氧化鋯陶瓷原料制備簡單加工工藝完善，其應(yīng)用范圍非常廣泛，被制作為手機(jī)后蓋、機(jī)械零件、陶瓷牙齒、陶瓷刀具等。在氧化鋯陶瓷注塑工藝過程中，胚體脫脂的加熱速率通常為3至5℃/b，約為5至10天。但是，當(dāng)在0.5MPa的保護(hù)氣氛下進(jìn)行時(shí)，可以在40小時(shí)內(nèi)完成脫脂。熱工程等參數(shù)可根據(jù)陶瓷的種類確定，燒結(jié)時(shí)的線收縮率在20％左右，復(fù)雜形狀或厚壁的工作容易在燒結(jié)過程中產(chǎn)生裂縫，應(yīng)注意防止燒結(jié)。用于注射成型的氧化鋯陶瓷顆粒通常由80-90％粉末和10-20％粘合劑組成。
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氧化鋯陶瓷存在三種晶型分別是單斜氧化鋯、四方氧化鋯和立方氧化鋯，并且這三種形態(tài)會(huì)隨著溫度的變化而相互轉(zhuǎn)換。在研磨運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨著研磨盤和工件的相互摩擦，會(huì)使工件的溫度逐步升高，而研磨完成時(shí)，工件會(huì)逐步降溫，無疑這一溫度變化可能會(huì)影響氧化鋯晶型的變化。但是根據(jù)氧化鋯的特性，要達(dá)到1100℃才會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)換成四方，再冷卻過程中轉(zhuǎn)換成立方，所以只要我們控制住溫度，避免出現(xiàn)高溫，能避免出現(xiàn)這個(gè)問題。對(duì)于超薄氧化鋯陶瓷來說，容易碎裂，塌邊，由于它屬于晶體材料，太薄會(huì)導(dǎo)致工件無法承受研磨設(shè)備所帶來的磨削力，在摩擦擠壓等過程中發(fā)生晶體破碎是很容易的。采用新的氧化鋯陶瓷固定方式，測試出了加壓系統(tǒng)，固定系統(tǒng)的值，使工件和研磨盤達(dá)到佳貼合狀態(tài)，以至于氧化鋯陶瓷研磨時(shí)不會(huì)承受過大的磨削力而導(dǎo)致工件破碎。以上這些，氧化鋯陶瓷研磨加工技術(shù)難點(diǎn)，都是氧化鋯本身所具有的特性所帶來的。
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氧化鋁陶瓷加工硬度：AL203主要有α、β、γ三種結(jié)晶形態(tài)，其中α-AL203結(jié)晶形態(tài)中穩(wěn)定，1300℃時(shí)I3和γ結(jié)晶幾乎完全轉(zhuǎn)變?yōu)棣两Y(jié)晶。在α-AL203結(jié)晶形態(tài)中鋁離子與氧離子形成的原子鍵多為共價(jià)鍵、離子鍵或是它們的混合鍵，因此原子間的結(jié)合能很高且具有很強(qiáng)的方向性，其具體表現(xiàn)為材料脆性大、塑性變形小、易產(chǎn)生裂紋；其硬度相當(dāng)于碳化物硬質(zhì)合金的硬度，比鋼高好幾倍，通常高純度氧化鋁陶瓷密度可達(dá)398（Kg-m4），抗拉強(qiáng)度達(dá)260（MPa)，彈性模量在350-400（GPa）之間，抗壓強(qiáng)度為2930（MPa），特別是其硬度可達(dá)99HRA。99氧化鋁陶瓷強(qiáng)度、硬度有所降低，根據(jù)我們對(duì)實(shí)驗(yàn)樣件的測定，其常溫下硬度也達(dá)到70HRA。