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什么是特種陶瓷?特種陶瓷是具有高強(qiáng)、耐溫、耐腐蝕特性或具有各種敏感特性的陶瓷材料,由于其制作工藝、化學(xué)組成、顯微結(jié)構(gòu)及特性不同于傳統(tǒng)陶瓷,所以有特種陶瓷之稱,又叫先進(jìn)陶瓷、新型陶瓷、高性能陶瓷、高技術(shù)陶瓷、精細(xì)陶瓷等。那么,特種陶瓷成型工藝你了解多少呢?下面就具體給大家講講特種陶瓷成型工藝是什么吧。
什么是特種陶瓷
特種陶瓷不同的化學(xué)組成和組織結(jié)構(gòu)決定了它不同的特殊性質(zhì)和功能,如高強(qiáng)度、高硬度、高韌性、耐腐蝕、導(dǎo)電、絕緣、磁性、透光、半導(dǎo)體以及壓電、光電、電光、聲光、磁光等。由于性能特殊,這類陶瓷可作為工程結(jié)構(gòu)材料和功能材料應(yīng)用于機(jī)械、電子、化工、冶煉、能源、醫(yī)學(xué)、激光、核反應(yīng)、宇航等方面。一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家,特別是日本、美國(guó)和西歐國(guó)家,為了加速新技術(shù)革命,為新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定物質(zhì)基礎(chǔ),投入大量人力、物力和財(cái)力研究開發(fā)特種陶瓷,因此特種陶瓷的發(fā)展十分迅速,在技術(shù)上也有很大突破。特種陶瓷在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù),特別是在高技術(shù)、新技術(shù)領(lǐng)域中的地位日趨重要。本世紀(jì)初特種陶瓷的國(guó)際市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到500億美元,因此許多科學(xué)家預(yù)言:特種陶瓷在二十一世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展中,必定會(huì)占據(jù)十分重要的地位。
特種陶瓷成型工藝
一、成形方法與結(jié)合劑的選擇
特種陶瓷成形方法有很多種,生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)制品的形狀選擇成形方法,而不同的成形方法需選用的結(jié)合劑不同。常見陶瓷成形方法、結(jié)合劑種類及用量如下所示:
特種陶瓷成形方法、結(jié)合劑種類和用量成形方法 結(jié)合劑舉例 <;結(jié)合劑用量(質(zhì)量%)
千壓法聚乙烯醇縮丁醛等 1~5;澆注法 丙烯基樹脂類 1~3;擠壓法 甲基纖維素等 5~15;注射法 聚丙烯等 10~25;等靜壓法 聚羧酸銨等 0~3
結(jié)合劑可分為潤(rùn)滑劑、增塑劑、分散劑、表面活性劑(具有分散劑和潤(rùn)滑功能)等,為滿足成形需要,通常采用多種有機(jī)材料的組合。選擇結(jié)合劑,要考慮以下因素:
1)結(jié)合劑能被粉料潤(rùn)濕是必要條件。當(dāng)粉料的臨界表面張力(yoc)或表面自由能(yos)比結(jié)合劑的表面張力(yoc)大時(shí),才能很好地潤(rùn)濕。
2)好的結(jié)合劑易于被粉料充分潤(rùn)濕,且內(nèi)聚力大。當(dāng)結(jié)合劑被粉料潤(rùn)濕時(shí),在相互分子間發(fā)生引力作用,結(jié)合劑與粉料間發(fā)生紅結(jié)合(一次結(jié)合),同時(shí),在結(jié)合劑分子內(nèi),由于取向、誘導(dǎo)、分散效果而產(chǎn)生內(nèi)聚力(二次結(jié)合)。雖然水也能把楊料充分潤(rùn)濕,但水易揮發(fā),分子量較小,內(nèi)聚力小,不是好的結(jié)合劑。按各種有機(jī)材料內(nèi)聚力大小順序,用基表示可排列如下:
一CONH一>;-CONH2>;一COOH>;一OH>;-NO2>;-COOC2H5>;一COOCH5>;-CHO>=CO>;-CH3>= CH2>;-CH2
3)結(jié)合劑的分子量大小要適中。要想充分潤(rùn)濕,希望分子量小,但內(nèi)聚力弱。隨著分子量增大,結(jié)合能力增強(qiáng)。但當(dāng)分子量過大時(shí),圍內(nèi)聚力過大而不易被潤(rùn)濕,且易使坯體產(chǎn)生變形。為了幫助分子內(nèi)的鏈段運(yùn)動(dòng),此時(shí)要適當(dāng)加入增塑劑,在其容易潤(rùn)濕的同時(shí),使結(jié)合劑更加柔軟,便于成形。
4)為保證產(chǎn)品質(zhì)量,還需要防止從結(jié)合劑、原材料和配制工序混人雜質(zhì),使產(chǎn)品產(chǎn)生有害的缺陷。
在原料配制中,用粉碎、混合等機(jī)械方法和結(jié)合劑、分散劑配合,達(dá)到分散,盡可能不含有凝聚粒子。結(jié)合劑受到種類及其分子量,粒子表面的性質(zhì)和溶劑的溶解性等影響,吸附在原料粒子表面上,通過立體穩(wěn) 定化效果,起到防止粉末原料凝聚的作用。在成形工序中,結(jié)合劑給原料以可塑性,具有保水功能,提高成形體強(qiáng)度和施工作業(yè)性。一般來說,結(jié)合劑由于妨礙陶瓷的燒結(jié),應(yīng)在脫脂工序通過加熱使其分解揮發(fā)掉。因此,要選用能夠易***散除去以及不含有害無機(jī)鹽和金屬離子的有機(jī)材料,才能確保產(chǎn)品質(zhì)量。