嘉興精密陶瓷加工工程
發(fā)布時(shí)間：2024-05-02 01:19:23
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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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值得注意的是，作為新漿料成型的凝膠注模成型和直接凝固注模成型，不同于傳統(tǒng)石膏模注漿成型機(jī)理,而是通過漿料內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)使?jié){料產(chǎn)生原位固化成型得到坯體，從而具有更好的均勻性，特別是可制備大尺寸和厚截面的陶瓷制品，如熔融石英陶瓷閘板和多晶硅熔煉用石英坩堝。因此，各種不同成型機(jī)理的凝膠注模成型方法在近十幾年來得到廣泛研究和關(guān)注。工業(yè)陶瓷加工即工業(yè)生產(chǎn)用及工業(yè)產(chǎn)品用陶瓷。是精細(xì)陶瓷中的一類，這類陶瓷在應(yīng)用中能發(fā)揮機(jī)械、熱、化學(xué)等功能。由于工業(yè)陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、耐沖刷等一系列優(yōu)越性，可替代金屬材料和有機(jī)高分子材料用于苛刻的工作環(huán)境，精密陶瓷加工已成為傳統(tǒng)工業(yè)改造、新興產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)中必不可少的一種重要材料，在能源、航天航空、機(jī)械、汽車、電子、化工等領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。利用耐腐蝕、與生物酶接觸化學(xué)穩(wěn)定性好的陶瓷來生產(chǎn)冶煉金屬用坩鍋、熱交換器、生物材料如牙人工漆關(guān)節(jié)等，利用有的俘獲和吸收中子的陶瓷來生產(chǎn)各種核反堆結(jié)構(gòu)材料等。
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氧化鋯陶瓷加工的硬度。隨著現(xiàn)代人們生活水平提高，生活中的日常用品質(zhì)量要求也越高，包括平常用的餐具，氧化鋯陶瓷刀具和筷子受到人們的追捧。氧化鋯陶瓷具有高韌性、高抗彎強(qiáng)度和高耐磨性，優(yōu)異的隔熱性能，熱膨脹系數(shù)接近于鋼等優(yōu)點(diǎn)，用它制作出來的餐具環(huán)保、安全。氧化鋯陶瓷的硬度是很高的，做刀具的3Y氧化鋯的硬度檢測報(bào)告給的數(shù)據(jù)是大于9，僅次于金剛石的說法是正確的，金剛石的硬度定義應(yīng)該是10，水晶的硬度應(yīng)是7左右，沒有氧化鋯的硬度大。純氧化鋯的分子量為123.22，理論密度是5.89g/cm3，熔點(diǎn)為2715℃。通常含有少量的氧化鉿，難以分離，但是對氧化鋯的性能沒有明顯的影響。氧化鋯有三種晶體形態(tài)：單斜、四方、立方晶相。常溫下氧化鋯只以單斜相出現(xiàn)，加熱到1100℃左右轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较啵訜岬礁邷囟葧?huì)轉(zhuǎn)化為立方相。
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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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普通型氧化鋁陶瓷系按Al2O3含量不同分為99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品種，有時(shí)Al2O3含量在80%或75%者也劃為普通氧化鋁陶瓷系列。其中99氧化鋁瓷材料用于制作高溫坩堝、耐火爐管及特殊耐磨材料，如陶瓷軸承、陶瓷密封件及水閥片等；95氧化鋁瓷主要用作耐腐蝕、耐磨部件；85瓷中由于常摻入部分滑石，提高了電性能與機(jī)械強(qiáng)度，可與鉬、鈮、鉭等金屬封接，有的用作電真空裝置器件。氧化鋁陶瓷廠家談氧化鋁陶瓷的粉體制備。將入氧化鋁陶瓷廠家的氧化鋁粉按照不同的產(chǎn)品要求與不同成型工藝制備成粉體材料。粉體粒度在1μm以下，若制造高純氧化鋁陶瓷制品除氧化鋁純度在99．99%外，還需超細(xì)粉碎且使其粒徑分布均勻。采用擠壓成型或注射成型時(shí)，粉料中需引入粘結(jié)劑與可塑劑，一般為重量比在10－30%的熱塑性塑膠或樹脂有機(jī)粘結(jié)劑應(yīng)與氧化鋁粉體在150－200溫度下均勻混合，以利于成型操作。
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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)長柱狀晶粒，本方法是通過在α-Al2O3中加入燒結(jié)助劑來實(shí)現(xiàn)的，長柱狀晶粒在材料內(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。