河南工業陶瓷加工工程
發布時間:2022-05-04 01:48:14
河南工業陶瓷加工工程
精密陶瓷加工廠家談氧化鋁陶瓷的兩種分類。氧化鋁陶瓷是一種以氧化鋁(Al2O3)為主體的陶瓷材料,用于厚膜集成電路。氧化鋁陶瓷有較好的傳導性、機械強度和耐高溫性。需要注意的是需用超聲波進行洗滌。氧化鋁陶瓷是一種用途廣泛的陶瓷,因為其優越的性能,在現代社會的應用已經越來越廣泛,滿足于日用和特殊性能的需要。氧化鋁陶瓷分為高純型與普通型兩種。高純型氧化鋁陶瓷系Al2O3含量在99.9%以上的陶瓷材料,由于其燒結溫度高達1650—1990℃,透射波長為1~6μm,一般制成熔融玻璃以取代鉑坩堝;利用其透光性及可耐堿金屬腐蝕性用作鈉燈管;在電子工業中可用作集成電路基板與高頻絕緣材料。

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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,不同于傳統石膏模注漿成型機理,而是通過漿料內部化學反應使漿料產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,各種不同成型機理的凝膠注模成型方法在近十幾年來得到廣泛研究和關注。工業陶瓷加工即工業生產用及工業產品用陶瓷。是精細陶瓷中的一類,這類陶瓷在應用中能發揮機械、熱、化學等功能。由于工業陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、耐沖刷等一系列優越性,可替代金屬材料和有機高分子材料用于苛刻的工作環境,精密陶瓷加工已成為傳統工業改造、新興產業和高新技術中必不可少的一種重要材料,在能源、航天航空、機械、汽車、電子、化工等領域具有十分廣闊的應用前景。利用耐腐蝕、與生物酶接觸化學穩定性好的陶瓷來生產冶煉金屬用坩鍋、熱交換器、生物材料如牙人工漆關節等,利用有的俘獲和吸收中子的陶瓷來生產各種核反堆結構材料等。

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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方法叫燒結。燒結即將坯體內顆粒間空洞排除,將少量氣體及雜質有機物排除,使顆粒之間相互生長結合,形成新的物質的方法。燒成使用的加熱裝置廣泛使用電爐。除了常壓燒結即無壓燒結外,還有熱壓燒結及熱等靜壓燒結等。連續熱壓燒結雖然提高產量,但設備和模具費用太高,此外由于屬軸向受熱,制品長度受到限制。熱等靜壓燒成采用高溫高壓氣體作壓力傳遞介質,具有各向均勻受熱之優點,很適合形狀復雜制品的燒結。由于結構均勻,材料性能比冷壓燒結提高30~50%。比一般熱壓燒結提高10-15%。因此,一些高附加值氧化鋁陶瓷產品或國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、場采用熱等靜壓燒成方法。此外,微波燒結法、電弧等離子燒結法、自蔓延燒結技術亦正在開發研究中。

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氧化鋁陶瓷材料在完成燒結后,一般都需進行精加工,如可用作人工骨的制品要求表面有很高的光潔度、如鏡面一樣,以增加潤滑性。由于氧化鋁陶瓷材料硬度較高,耐磨板需用更硬的研磨拋光磚材料對其作精加工,如碳化硅、碳化硼或金剛鉆等。通常采用由粗到細磨料逐級磨削到表面拋光,一般可采用小于1微米的氧化鋁微粉或金剛鉆膏進行研磨拋光。此外激光加工及超聲波加工研磨及拋光的方法亦可采用。有些氧化鋁陶瓷零件需與其它材料作封裝處理。為了增強氧化鋁陶瓷力學強度,采取的技術手段是在氧化鋁陶瓷表面采用電子射線真空鍍膜、濺射真空鍍膜或化學氣相蒸鍍方法,鍍上一層硅化合物薄膜,在1200℃~1580℃的加熱處理,使氧化鋁陶瓷鋼化。強化后的氧化鋁陶瓷的力學強度可在原基礎上大幅度增長,獲得了具有超高強度的氧化鋁陶瓷。

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成型是為了得到內部均勻和密度高的陶瓷坯體,是陶瓷制備工藝中重要的一-個環節。因為結構陶瓷的成型技術在很大程度上決定了坯體的均勻性和制備復雜形狀部件的能力,促使陶瓷科學工作者不斷深人研究和探索新的成型工藝,如20世紀90年代發展起來的膠態原位固化成型技術。般來 說,具有高均勻性高密度以 及近凈尺寸的陶瓷坯體,可以有效地降低燒結溫度和坯體收縮,加快致密化進程,減少燒結制品的機加工量,從而消除和控制燒結過程中可能產生的開裂、變形、晶粒異常長大等缺陷。工業陶瓷加工成型方法很多,但總的說來可以歸納為以下三類:①干法壓制成型:如干壓成型(又稱模壓成塑)、冷等靜壓成型:②塑性成型:如擠壓成型(或稱擠出成型)、注射成現、熱壓轉皮機、扎類成工型③漿科成型,如注紫成型:流延成型。以及后來發展起來的凝膠往模成型、直接凝固注模成型等膠態原位固化成型新工藝。盡管干壓成型可能存在密梯度和不夠均勻,但由于其成型效率高,尺寸精確,成本低而成為-般結構陶瓷產品成現工藝。冷等靜壓成型因可獲得高密度高均勻性及高強度的陶瓷坯體,從而成為高性能結構陶瓷部件的主要成型方法,例如高壓鈉燈用透明陶瓷管、陶瓷軸承球等。

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顏色是另一種使陶瓷具有多種應用的光學特性。當精密陶瓷加工材料中的某些離子含有容易激發的電子時,可見光范圍內的光可能會被吸收。這時,陶瓷呈現出一種顏色。這種情況主要發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,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,呈現紫藍色;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,允許藍色和綠色通過:Ce等稀土元素在藍紫色處有羽狀吸收,呈黃色;Nd3+(釹)吸收橙色和黃色,呈現紅紫色。