流延成型技术的研究进展

综述流延成型的研究进展;概述流延成型工艺特点与流延成型体系;介绍流延成引发型浆料的组成及其特点;阐述流延成型的工艺流程及其原理;总结新型的流延成型工艺,如凝胶流延成型、紫外引发聚合流延成型等;探讨流延成型技术存在的问题和发展方向。     

水系流延氧化铝基片技术研究

研究了氧化铝的水系流延技术.研究表明通过使用聚丙烯酸(PAA)作为分散剂、聚乙烯醇(PVA)作为粘结剂、聚乙二醇(PEG)作为塑性剂、控制浆料pH值为9.0～10.0可制备出具有稳定分散、有适当黏度的浆料.该浆料流延、干燥后可以得到表面光滑、无裂纹、组分均匀、强度高、柔韧性好的流延坯片.烧结后所得到的99.5Al2O3陶瓷基片表面光滑,平整、烧结致密度高达到99%.     

不同分散剂对水系流延氧化铝基片的影响

研究了2种不同类型的分散剂对水系流延氧化铝基片的影响。研究发现：从浆料的分散性、所流延坯片的质量、烧结后基片的密度及其微观结构的比较，流延氧化铝浆料以聚丙烯酸（PAA）为分散剂明显优于以阿拉伯树胶为分散剂。以阿拉伯树胶为分散剂的浆料分散性较差，流延出的坯片生坯密度较低、坯片的柔软性较差，烧结后相对密度较低，同时，由于分散剂对塑化剂的影响，使得粘结剂PVA在浆料中没有凝胶化，从而在坯片上表面产生C富集层。     

固相含量对Li1.075Nb0.625Ti0.45O3陶瓷水基流延成型浆料及膜片性能的影响

研究了Li1.075Nb0.625Ti0.45O3微波介质陶瓷的水基流延成型工艺,制备出了分散性良好的,适合流延成型的水基浆料.重点研究了浆料的固相含量对浆料的流变行为以及成型后膜片的拉伸性能和孔隙率分布的影响.结果表明,随着固相含量的增加,流延浆料由牛顿型流体逐渐转变为剪切变稀型流体,浆料的粘度急剧增加,并且浆料不存在的触变性.对膜片的拉伸性能测试表明,随着浆料固相含量的增加,膜片的拉伸强度有所增大,但是断裂伸长率不断降低.膜片的孔隙率随着固相含量的增大而降低,膜片的密度有所增加.最后采用SEM对烧结前后的流延膜片进行了表征.     

水基凝胶流延成型四方多晶氧化锆薄膜的烧结与性能

采用水基凝胶流延工艺制备四方多晶氧化锆薄膜，结果表明，水基凝胶流延成型的氧化锆薄膜坯体结构均匀，确定合理的烧成制度，并考察薄膜的显微结构与烧结性能。其烧成过程可以将排胶和烧结过程一次完成，不需要单独的排胶过程，这大幅度简化了坯体的烧成工艺过程，同时坯片经1733K保温6h可获得结构致密的四方多晶氧化锆薄膜。     

乳胶+PVA体系水基流延成型99氧化铝陶瓷材料

研究了乳胶+PVA复合粘结剂体系水基流延浆料制备99氧化铝陶瓷基片.通过研究浆料pH值、分散剂、粘结剂的比例等因素对水基流延浆料流变学性能的影响,得到了水基流延浆料的最佳配比范围.当pH值为9.0时,分散剂PAA含量为粉料的0.8%(质量分数)时能获得固含量为55vol%、稳定分散的氧化铝浆料.研究表明PVA与乳胶的化学相容性好,采用两种粘结剂复合,可以互补不足.加入复合粘结剂4.5%(质量分数) (乳胶:PVA=7:3),制备出的99氧化铝素坯片其厚度可在50～1000 μm之间进行调控,素坯相对密度可以达到56%左右.制备的流延片在烧结温度1650 ℃、保温2 h的条件下获得了相对密度为98.5%、平整、半透明的99氧化铝陶瓷基片.     

PVA-AM体系凝胶流延成型研究

研究了一种新的凝胶体系聚乙烯醇和丙烯酰胺（PVA-AM）的凝胶流延成型。由于空气中的氧阻止了单体的聚合，不能形成胶体，传统丙烯酰胺体系的凝胶注模成型制备的陶瓷坯体的表层出现裂纹甚至脱落。为了避免这个问题，通常都是选择氮气保护下浇注成型，这个过程繁琐且成本较高。通过使用本研究的凝胶体系，在原有体系的基础上添加适量的新组分聚乙烯醇，在自然环境下就可以获得表面完好的陶瓷坯体。研究了氧化铝粉在含有PVA水溶液中的分散情况，PVA-AM体系浆料的流变行为以及固化情况；同时对坯体的性能和显微结构进行了观察。这种新的体系尤其适用于制备陶瓷薄片或陶瓷薄膜，在利用凝胶流延工艺制备固体氧化物燃料电池电解质中有较好的应用。     

SOEC电解质与氢电极的流延制备、共烧结及性能

采用流延成型技术同时制备致密固体电解质与多孔阳极半电池坯体,然后采用共烧结技术烧结出半电池.系统地研究了8YSZ陶瓷浆料与氢电极NiO/YSZ浆料的流变学特性.通过DTA和TG曲线确定了半电池的排胶工艺.用扫描电镜观察了半电池的显微结构.在800、850和900 ℃下测试了电池电解性能曲线,且在850、900和950 ℃电解模式下测试了电解质的欧姆阻抗.     

水基流延工艺制备氧化铝生带材料研究

利用水基流延法，选用纯丙乳液作为粘结剂，成功制备出表面光滑、结构均匀、柔韧性良好、强度较高的Al2O3生带材料，并发现当分散剂聚丙烯酸铵（PAA-NH4）含量为2．5％（质量分数）、粘结剂纯丙乳液用量为27％～28％（体积分数）、pH值为9．5～10时可制备出稳定性良好、流动性适宜的α-Al2O3的水基流延浆料。对纯丙乳液进行了DTA和TGA热分析，在此基础上确定流延素片的排胶温度在500℃；将该工艺制备的α-Al2O3流延素片在1650℃并保温2h的烧结条件下，获得了强度和致密度都较高的烧结体，其中烧结较好的流延片的相对密度达到94．5％。     

LTCC水基流延生带材料的制备与叠层性能

利用硼硅酸盐玻璃和氧化铝陶瓷复合制备了相对介电常数为7～9的LTCC材料粉体,利用苯丙乳液作为粘结剂,甘油作为增塑剂,成功制备出了浆料固含量高、稳定性好的水基流延浆料; 该工艺制备的生带材料表面光滑,强度高,且容易在室温下叠层,经过850～900 ℃烧结,其相对体积密度最高可以达到96%以上;以上述LTCC生带为原材料,在室温条件下制备了烧结性能良好的叠层器件,具有很好的应用前景.     

Optimization of process parameters for the production of Ni-Mn-Co-Fe based NTC chip thermistors through tape casting route

Ni-Mn-Co-Fe-O based ceramic compositions were prepared and their NTC thermistor characteristics were evaluated. The tape casting slurry composition was optimized to get defect free ceramic tapes. Chip thermistors were prepared from these NTC tapes by optimizing the process parameters. The prepared chip thermistors were tested for their thermal and electrical reliability and found to have excellent reliability. Tape casting can be employed as an effective and ideal method for the mass production of Ni-Mn-Co-Fe based miniaturized NTC chip thermistors.     

水基流延成型制备Li1+x-yNb1-x-3yTix+4yO3微波介质陶瓷膜片的研究

以Li1 x-yNb1-x-3yTix 4yO3微波介质陶瓷为原料,聚乙烯醇水溶液为粘结剂,乙二醇为增塑剂,聚羧酸铵盐为分散剂,通过水基流延成型工艺制备出了微观结构均匀的陶瓷素坯膜.通过对陶瓷粉体Zeta电位的考察研究了在水溶液中的粉体表面的带电情况.对陶瓷浆料的流变性进行了研究,考察了分散剂对浆料粘度的影响.最后对成型后陶瓷膜片的微观结构进行了观察.结果表明,添加分散剂后,Li1 x-yNb1-x-3yTix 4yO3陶瓷粉体在水溶液中的等电点由pH 3移动到pH 2.4,并且粉体的Zeta电位有大幅度的提高.Li1 x-yNb1-x-3yTix 4yO3微波介质陶瓷水基流延成型浆料为典型的假塑性流体,并且不存在触变性,满足流延成型工艺的要求.当分散剂的添加量为0.2wt%时,浆料的粘度最低.扫描电镜观察表明,水基流延成型后陶瓷素坯膜的微观结构均匀.     

Power law fluids and Bingham plastics flow models for ceramic tape casting

A generalized pressure flow is used as a basis for developing a flow model for ceramic tape casting with different types of fluids such as Newtonian, power law and Bingham plastics. The slurry flow is modeled as part of a pressure flow through an imaginary parallel channel. Analytical equations for the flow field are presented. Equations for obtaining velocity profiles and flow rates are included. These can be used to estimate the thickness of the ceramic tape to be cast. The formulations were validated by means of published data, the results of which are included in the paper. Finally, the effect of various process parameters on the size of the imaginary flow channel is studied.     

Tape casting of high dielectric ceramic substrates for microelectronics packaging

The production of ceramic green tapes is integral to the production of multilayer ceramic packages and capacitors. This article presents a batch type process for producing alumina ceramic green tape down to 150 μm thickness. The process parameters relevant to the precise control of the thickness of an aluminabased ceramic tape have been investigated using a float glass tape caster. Results indicate that the cast tape thickness was dependent on the blade gap until it reached a limiting value. This limiting thickness in turn was dependent on the casting speed, with a higher speed producing thinner tapes. Optimal casting was shown to exist when the blade gap was set at or beyond the limiting value, with the casting speed the controlling factor for the final thickness.     

国外钛和钛合金熔模精铸涂料浆的研究和发展

钛和钛合金的熔模精铸陶瓷型壳是以化学方式将粘结剂与耐火材料混合制成涂料浆,然后焙烧而成.在型壳制备中涂料浆是非常关键的部分.本文较全面地介绍了国外在铸造钛和钛合金涂料方面的研究现状,并对其发展趋势进行了简要的展望.     

冷冻铸造用硅酸乙酯浆料的试验研究

试验研究了冷冻铸造用硅酸乙酯水解液的水解工艺以及冷冻铸造用陶瓷浆料的制作过程,并测试了水解液和浆料的部分常温和低温性能.试验表明,以硅酸乙酯水解液作粘结剂的陶瓷浆料,可以满足冷冻铸造条件下的工艺要求.     

钛合金熔模精密铸件表面质量提升工艺性研究

研究并优化了钛合金熔模精密铸件工艺,解决了钛合金熔模精密铸件表面质量差的问题。分析了钛合金熔模精密铸件表面缺陷的类型,研究了缺陷产生的机理,并进行了实验验证。结果表明,浆液温度对型壳质量及钛合金熔模精密铸件表面质量具有重要影响。其它工艺参数不变的情况下,浆液温度为20~23℃时能获得表面质量较好的钛合金熔模铸件。     

锆钛酸铅压电陶瓷的流延法制备及其性能

流延法工艺具有工艺便捷、尺寸可调、成膜质量好等优势。采用流延法制备PZT压电陶瓷,通过扫描电子显微镜观察压电陶瓷微观形貌,通过准静态d33测量仪测试压电陶瓷的压电应变常数d33。探究粉末粒径以及流延工艺参数包括刮刀高度、流延速度、热压压力等对PZT压电陶瓷性能的影响,获得的PZT压电陶瓷其压电应变常数d33最高可达454 pC/N,致密度最高可达97.68%。该方法适用于制备大尺寸压电器件。