1、成形方法與結合劑的選擇
特種陶瓷成形方法有很多種,生產中應根據制品的形狀選擇成形方法,而不同的成形方法需選用的結合劑不同。常見陶瓷成形方法、結合劑種類及用量如下
所示:
特種陶瓷成形方法、結合劑種類和用量
成形方法 結合劑舉例 <結合劑用量(質量%)
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
結合劑可分為潤滑劑、增塑劑、分散劑、表面活性劑(具有分散劑和潤滑功能)等,為滿足成形需要,通常采用多種有機材料的組合。選擇結合劑,要考慮以下因素:
l)結合劑能被粉料潤濕是必要條件。當粉料的臨界表面張力(yoc)或表面自由能(yos)比結合劑的表面張力(yoc)大時,才能很好地潤濕。
2)好的結合劑易于被粉料充分潤濕,且內聚力大。當結合劑被粉料潤濕時,在相互分子間發生引力作用,結合劑與粉料間發生紅結合(一次結合),同時,在結合劑分子內,由于取向、誘導、分散效果而產生內聚力(二次結合)。雖然水也能把楊料充分潤濕,但水易揮發,分子量較小,內聚力小,不是好的結合劑。按各種有機材料內聚力大小順序,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)結合劑的分子量大小要適中。要想充分潤濕,希望分子量小,但內聚力弱。隨著分子量增大,結合能力增強。但當分子量過大時,圍內聚力過大而不易被潤濕,且易使坯體產生變形。為了幫助分子內的鏈段運動,此時要適當加入增塑劑,在其容易潤濕的同時,使結合劑更加柔軟,便于成形。
4)為保證產品質量,還需要防止從結合劑、原材料和配制工序混人雜質,使產品產生有害的缺陷。
在原料配制中,用粉碎、混合等機械方法和結合劑、分散劑配合,達到分散,盡可能不含有凝聚粒子。結合劑受到種類及其分子量,粒子表面的性質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 定化效果,起到防止粉末原料凝聚的作用。在成形工序中,結合劑給原料以可塑性,具有保水功能,提高成形體強度和施工作業性。一般來說,結合劑由于妨礙陶瓷的燒結,應在脫脂工序通過加熱使其分解揮發掉。因此,要選用能夠易于飛散除去以及不含有害無機鹽和金屬離子的有機材料,才能確保產品質量。
氧化物陶瓷
氧化物陶瓷:氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化鈣、氧化鈹、氧化鋅、氧化釔、二氧化鈦、二氧化釷、三氧化鈾等。
氮化物陶瓷
氮化物陶瓷:氮化硅、氮化鋁、氮化硼、氮化鈾等。
碳化物陶瓷
碳化物陶瓷:碳化硅、碳化硼、碳化鈾等。
硼化物陶瓷
硼化物陶瓷:硼化鋯、硼化鑭等。
硅化物陶瓷
硅化物陶瓷:二硅化鉬等。
氟化物陶瓷
氟化物陶瓷:氟化鎂、氟化鈣、三氟化鑭等。
硫化物陶瓷
硫化物陶瓷:硫化鋅、硫化鈰等。
其他
還有砷化物陶瓷,硒化物陶瓷,碲化物陶瓷等。
除了主要由一種化合物構成的單相陶瓷外,還有由兩種或兩種以上的化合物構成的復合陶瓷。例如,由氧化鋁和氧化鎂結合而成的鎂鋁尖晶石陶瓷,由氮化硅和氧化鋁結合而成的氧氮化硅鋁陶瓷,由氧化鉻、氧化鑭和氧化鈣結合而成的鉻酸鑭鈣陶瓷,由氧化鋯、氧化鈦、氧化鉛、氧化鑭結合而成的鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)陶瓷等等。此外,有一大類在陶瓷中添加了金屬而生成的金屬陶瓷,例如氧化物基金屬陶瓷,碳化物基金屬陶瓷,硼化物基金屬陶瓷等,也是現代陶瓷中的重要品種上。為了改善陶瓷的脆性,在陶瓷基體中添加了金屬纖維和無機纖維,這樣構成的纖維補強陶瓷復合材料,是陶瓷家族中最年輕但卻是最有發展前途的一個分支。
特種陶瓷
特種陶瓷
為了生產、研究和學習上的方便,有時不按化學組成,而根據陶瓷的性能,把它們分為高強度陶瓷,高溫陶瓷,高韌性陶瓷,鐵電陶瓷,壓電陶瓷,電解質陶瓷,半導體陶瓷,電介質陶瓷,光學陶瓷(即透明陶瓷),磁性瓷,耐酸陶瓷和生物陶瓷等等。
隨著科學技術的發展,人們可以預期現代陶瓷將會更快地發展,產生更多更新的品種。
特種陶瓷,又稱精細陶瓷,按其應用功能分類,大體可分為高強度、耐高溫和復合結構陶瓷及電工電子功能陶瓷兩大類。在陶瓷坯料中加入特別配方的無機材料,經過1360度左右高溫燒結成型,從而獲得穩定可靠的防靜電性能,成為一種新型特種陶瓷,通常具有一種或多種功能,如:電、磁、光、熱、聲、化學、生物等功能;以及耦合功能,如壓電、熱電、電光、聲光、磁光等功能。
在陶瓷坯料中加入特別配方的無機材料,經過1360度左右高溫燒結成型,從而獲得穩定可靠的防靜電性能,成為一種新型特種陶瓷,通常具有一種或多種功能。材料是:聚乙烯醇縮丁醛、氮化硅、聚丙烯、無規則聚丙烯(APP)、聚乙烯(PE)、乙烯一醋酸乙烯共聚體(EVA)、聚苯乙烯(PS)、丙烯酸系樹脂、蠟石石蠟、微晶石蠟、變性石蠟、天然石蠟、硬脂酸、配合劑等。
特種陶瓷,又稱精細陶瓷,按其應用功能分類,大體可分為高強度、耐高溫和復合結構陶瓷及電工電子功能陶瓷兩大類。在陶瓷坯料中加入特別配方的無機材料,經過1360度左右高溫燒結成型,從而獲得穩定可靠的防靜電性能,成為一種新型特種陶瓷,通常具有一種或多種功能,如:電、磁、光、熱、聲、化學、生物等功能;以及耦合功能,如壓電、熱電、電光、聲光、磁光等功能。