洛陽(yáng)精密陶瓷加工制造
發(fā)布時(shí)間：2024-02-02 01:21:16
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采用熱壓工藝成型的粉體原料則不需加入粘結(jié)劑。若采用半自動(dòng)或全自動(dòng)干壓成型，對(duì)氧化鋁陶瓷粉體有特別的工藝要求，需要采用噴霧造粒法對(duì)粉體進(jìn)行處理、使其呈現(xiàn)圓球狀，以利于提高粉體流動(dòng)性便于成型中自動(dòng)充填模壁。此外，為減少粉料與模壁的摩擦，還需添加1～2%的潤(rùn)滑劑，如硬脂酸，及粘結(jié)劑PVA。欲干壓成型時(shí)需對(duì)粉體噴霧造粒，其中引入聚乙烯醇作為粘結(jié)劑。上海某研究所開發(fā)一種水溶性石蠟用作Al203噴霧造粒的粘結(jié)劑，在加熱情況下有很好的流動(dòng)性。噴霧造粒后的粉體需要具備流動(dòng)性好、密度松散，流動(dòng)角摩擦溫度小于30℃。顆粒級(jí)配比理想等條件，以獲得較大素坯密度。
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3）碳化硅陶瓷。碳化硅陶瓷的特點(diǎn)是高溫強(qiáng)度大，具有很高的熱傳導(dǎo)能力，耐磨、耐蝕、抗蠕變性能高，常被用做國(guó)防、宇航等科技領(lǐng)域中的高溫?zé)Y(jié)材料，即用于制造火箭尾噴管的噴嘴、澆注金屬用的喉嘴及熱電偶套管、爐管等高溫零件。應(yīng)用：由于熱傳導(dǎo)能力高，還可用于制造氣輪機(jī)的葉片、軸承等高溫強(qiáng)度零件，以及用做高溫?zé)峤粨Q器的材料、核燃料的包封材料等。4）氧化鋰陶瓷。氧化鋰陶瓷制品的主晶相為鋰霞石(Li2O·Al2O3·2SiO2)和鋰輝石(Li2O·Al2O3·4SiO2)，其特點(diǎn)是熱膨脹系數(shù)低(100~1000℃范圍內(nèi)為-0.03×10/℃~ 4.08×10/℃)，抗熱震性良好。Li2O是一種網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，有加強(qiáng)玻璃網(wǎng)絡(luò)的作用，可有效提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性。
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1）普通陶瓷。普通陶瓷是指粘土類陶瓷，由粘土、長(zhǎng)石、石英配比燒制而成，其性能取決于三種原料的純度、粒度與比例。一般質(zhì)地堅(jiān)硬、耐腐蝕、不氧化、不導(dǎo)電，能耐一定的高溫且加工成形性好。應(yīng)用：工業(yè)上普通陶瓷主要用于絕緣用的電瓷、對(duì)酸堿要求較高的化學(xué)瓷、承載要求較低的結(jié)構(gòu)零件用瓷等，如絕緣子、耐腐蝕容器，管道及日常生活中的裝飾瓷、餐具等。2）氧化鋁陶瓷。該陶瓷是以AL2O3為主要成分的陶瓷（AL2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)分成>45%).根據(jù)瓷坯中主晶相的不同，可分為剛玉瓷、剛玉一莫來(lái)石瓷和莫來(lái)石瓷等；也可按AL2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分成75瓷、95瓷和99瓷等。應(yīng)用：氧化鋁瓷熔點(diǎn)高、硬度高、強(qiáng)度高、且具有良好的抗化學(xué)腐蝕能力和介質(zhì)介電性能。但脆性大、抗沖擊性能和抗熱震性差，不能承受環(huán)境溫度的劇烈變化。可用于制造高溫爐的爐管、爐襯、內(nèi)燃機(jī)的火花塞等，還可制造高硬度的切削刀具，又是制造熱電偶絕緣套管的良好材料。
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另一種基于混凝土斷裂力學(xué)概念的理論，即熱彈性應(yīng)變能材料能裂成核并傳播以及表面新需要的能量，裂紋形成并開始擴(kuò)展，從而對(duì)材料造成熱沖擊損傷。氧化鋁陶瓷廠家根據(jù)這一理論，具有良好抗熱震性的材料應(yīng)符合較高的彈性模量和較低的強(qiáng)度。通過(guò)這種方法，可以發(fā)現(xiàn)上述要求與熱震破裂能力完全相反。此外，可以提高陶瓷材料的實(shí)際斷裂性能，提高材料的實(shí)際斷裂韌性，這顯然有助于提高材料的損傷能力。此外，還存在一定數(shù)量的微裂紋，這對(duì)提高熱震損傷性能有很大幫助。例如，對(duì)于孔隙率為10%至20%的密度陶瓷，熱膨脹裂紋的形成通常受到孔隙阻力的影響，鈍化裂紋和孔隙的存在有助于降低應(yīng)力集中。作為氧化鋯陶瓷材料，它具有高溫力學(xué)性能、高熔點(diǎn)、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。因此，它經(jīng)常在高溫條件下使用，因此其熱沖擊性能也是其性能的關(guān)鍵指標(biāo)。
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將顆粒狀陶瓷坯體致密化并形成固體材料的技術(shù)方法叫燒結(jié)。燒結(jié)即將坯體內(nèi)顆粒間空洞排除，將少量氣體及雜質(zhì)有機(jī)物排除，使顆粒之間相互生長(zhǎng)結(jié)合，形成新的物質(zhì)的方法。燒成使用的加熱裝置廣泛使用電爐。除了常壓燒結(jié)即無(wú)壓燒結(jié)外，還有熱壓燒結(jié)及熱等靜壓燒結(jié)等。連續(xù)熱壓燒結(jié)雖然提高產(chǎn)量，但設(shè)備和模具費(fèi)用太高，此外由于屬軸向受熱，制品長(zhǎng)度受到限制。熱等靜壓燒成采用高溫高壓氣體作壓力傳遞介質(zhì)，具有各向均勻受熱之優(yōu)點(diǎn)，很適合形狀復(fù)雜制品的燒結(jié)。由于結(jié)構(gòu)均勻，材料性能比冷壓燒結(jié)提高30～50%。比一般熱壓燒結(jié)提高10-15%。因此，一些高附加值氧化鋁陶瓷產(chǎn)品或國(guó)防軍工需用的特殊零部件、如陶瓷軸承、反射鏡、核燃料及槍管等制品、場(chǎng)采用熱等靜壓燒成方法。此外，微波燒結(jié)法、電弧等離子燒結(jié)法、自蔓延燒結(jié)技術(shù)亦正在開發(fā)研究中。
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同時(shí)，還要控制好工藝的溫度，理想的方式是釉燒溫度確定比金屬陶瓷溫度低10℃，這樣能大大減小釉面發(fā)黑情況的出現(xiàn)。另外，通過(guò)改善黑色氧化鋁陶瓷表面的粗糙度也是一項(xiàng)有效的措施。改善氧化鋁陶瓷斷裂韌性的方式非常多，基本的一個(gè)思路是讓材料內(nèi)部出現(xiàn)長(zhǎng)柱狀晶粒，本方法是通過(guò)在α-Al2O3中加入燒結(jié)助劑來(lái)實(shí)現(xiàn)的，長(zhǎng)柱狀晶粒在材料內(nèi)部起到了纖維增強(qiáng)的作用，在斷裂過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)橋接和拔出等增韌機(jī)制。同時(shí)，經(jīng)歷的這種顯微結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)穿晶斷裂的方式，斷裂能比沿晶斷裂的方式更大，因此，表現(xiàn)為材料的宏觀斷裂韌性較高，不含氟化物添加劑的Al2O3陶瓷在1500℃～1600℃下燒結(jié)時(shí)，不能生成氧化鋁柱晶，基本呈橢球狀或球狀。加入少量的氟化物，經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)，即可在組織內(nèi)部原位生成柱狀晶，這樣柱狀晶起到了纖維或晶須的強(qiáng)韌化作用。