陶瓷注射成型研究进展

综述了近年来陶瓷注射成型技术的发展情况.阐述了陶瓷注射成型的影响因素,重点分析了陶瓷粉体性质、粘结剂体系以及脱脂工艺等方面对喂料性质和产品质量的影响.     

大尺寸陶瓷产品热压铸成型的热脱脂研究

本文结合热压铸陶瓷喂料的DSC-TGA热分析曲线,研究温度、升温速率、填料粒度等因素对大尺寸热压铸陶瓷坯体的热脱脂影响,在此基础上设计了有利于大尺寸热压铸坯体脱脂的温度曲线,并且进行了验证。     

水溶性脱脂粉末注射成型制备PLZT压电陶瓷及其压电性能EI北大核心CSCD

以聚乙二醇（PEG）为水溶性脱脂树脂、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）/聚甲醛（POM）为粉末包覆及保型树脂,研究了水溶性脱脂粉末注射成型（PIM）制备锆钛酸铅镧（PLZT）压电陶瓷的工艺流程及黏结剂配比对注射成型喂料（简称喂料）脱脂率、流变行为的影响。用扫描电子显微镜观察了脱脂坯的微观形貌,通过热重分析确定烧结条件,研究了陶瓷的压电性能。结果表明：当黏结剂配比（质量比）为PEG：PVB：POM=6：2：2时（固含量50%）,喂料具有较高的生坯强度和较低的黏度,PEG脱除速率快。脱脂坯以2℃/min升温至1 285℃完成烧结,与压制成型相比,PIM法制备的PLZT陶瓷晶粒生长更完善,尺寸均匀且致密度高,压电性能优异。     

氮化硅陶瓷注射成型体脱脂过程的研究

陶瓷注射成型是制备复杂形状陶瓷部件的一种有效方法。在这一陶瓷制备技术中,注射成型体的脱脂过程是关键一环。本文针对尺寸较大、形状复杂的陶瓷涡轮转子、研究了坯体中有机物排出的脱脂过程。结果表明:在低温段(RT～300℃左右),埋粉性质对脱脂速率和坯体质量影响显著,而高温段有机物的排除主要以裂解形式,脱脂气氛和压力起着重要作用;对于尺寸较大,形状复杂的陶瓷注射坯体在氮气中加压脱脂更为有利。     

氧化锆陶瓷注射成形工艺研究

研究了氧化锆陶瓷粉末注射成形工艺过程，包括粘结剂的选择、喂料粉末装载量的确定、混炼工艺及混炼扭矩的研究，注射压力、注射温度、保压压力、模具温度、注射速度等注射成形工艺对成形坯质量的影响，以及溶剂脱脂温度、样品厚度、粉末粒度及形藐等对溶剂脱脂速率的影响及后续热脱脂工艺，扶得了一条优化的注射成形工艺路线。     

氮化硅陶瓷的注射成型工艺研究

采用注射成型与气压烧结结合的工艺，可以低成本、大批量制备出体积小、精度高的陶瓷异形件。本文以低密度聚乙烯(LDPE)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为黏结剂，在注射温度165℃、注射压力85 MPa的条件下制备氮化硅坯体，通过热脱脂工艺和烧结动力学测试，得到了完整的氮化硅注射成型工艺路线，并研究了喂料固含量对坯体密度、烧结密度和维氏硬度的影响，以及喂料在140～160℃时的非牛顿指数变化。结果表明：喂料的最佳固含量为52.42%(体积分数),该条件下制备的氮化硅注射坯体密度为2.10 g/cm³,烧结密度为3.23 g/cm³,维氏硬度为(15.24±0.34) GPa;喂料在160℃时的非牛顿指数最小，即在该温度下喂料的流变性最好。     

粉末固含量对ZTA陶瓷注射成型的影响

本论文采用注射成型技术制备氧化锆增韧氧化铝(ZTA)陶瓷,系统分析了粉末固含量对注射成型喂料流变性能及陶瓷坯体的烧结和力学性能的影响.结果表明:随着粉末固含量的增加,喂料的粘度和非牛顿指数都有所增加,尤其当固含量达到65vol％时,喂料的粘度急剧增大;注射生坯的密度也随着固含量增加有所提高,但烧结收缩率反而相应降低了,特别是65vol％固含量时,烧结收缩率明显下降,这是由于坯体内存在较大的无法排除的气孔缺陷,所以导致最终烧结坯体的密度只略微增加;坯体的抗弯强度随着固含量增加到60vol％时达到最大.综上,喂料中60vol％粉末固含量是最适宜ZTA陶瓷注射成型工艺的.     

陶瓷注射成型脱脂过程研究

脱脂是陶瓷注射成型工艺中非常重要的一步,本文采用差热分析和热失重分析方法研究了注射成型用有机物分别在空气和氮气气氛中的热分解行为,讨论了脱脂机理。研究了大尺寸开头复杂的涡轮转子坯体的脱脂过程。通过合理的升温温度和气氛压力控制,成功地获得了脱脂后无缺陷的涡轮转子。     

氧化锆陶瓷注射成型溶剂脱脂行为的研究

以氧化锆陶瓷粉体为研究对象,采用低毒性、低成本的煤油作为有机脱脂溶剂,研究了注射成型生坯的溶剂脱脂行为,探索了时间、温度、固相体积分数和粘结剂体系对脱脂速率的影响,分别讨论了各因素影响脱脂速率的机理.结果表明:脱脂速率随温度升高而升高,随时间的延长而降低;脱脂初期扩散是控制性环节,温度是影响反应速率的主要因素,脱脂后期溶解成为控制性环节,浓度差成为影响反应速率的主要因素;注射坯体固相体积分数越高,脱脂速率越慢,粘结剂最终脱除率越低;用部分植物油取代石蜡的蜡-油基复合型粘结剂注射坯体的脱脂速率快于传统蜡基型的注射坯体,最终脱脂率也高于传统型的蜡基注射坯体.     

陶瓷注射成型的研究

注射成型是可批量制备形状复杂陶瓷部件的一种先进技术,本工作研究了陶瓷注射成型悬浮体的流变特性,考察了不同注射工艺参数对成型过程和坯体质量的影响,对脱脂过程中有机物的热分解和热失重特性进行了分析,研究了脱脂机理及陶瓷部件的实际脱脂过程,制备了完好的大尺寸陶瓷涡轮转子和叶片。