1. 注凝成型的工藝原理
注凝成型工藝的基本原理是在低黏度、高固相含量的粉體一溶劑懸浮體系中加入少量的有機單體，然后利用催化劑和引發(fā)劑，使懸浮體中的有機單體聚合交聯(lián)形成三維網(wǎng)狀結構，使液態(tài)漿料原位固化成型，從而得到具有粉體與高分子物質(zhì)復合結構的坯體。然后，將其進(jìn)行脫模、干燥、去除有機物、燒結。最后獲得所需的陶瓷部件。
99氧化鋁陶瓷泵軸
2. 注凝成型的工藝過(guò)程及應用
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(1)注凝成型的工藝過(guò)程 注凝成型工藝的基本組分是陶瓷粉體、有機單體、聚合催化劑、分散劑和溶劑。注凝成型工藝根據使用溶劑的不同可以分為水基和非水基注凝成型工藝。如果溶劑是水，則成為水基注凝成型；如果溶劑是有機溶劑，則稱(chēng)為非水基注凝成型。非水基注凝成型中的有機溶劑在交聯(lián)溫度時(shí)的蒸汽壓低且黏度相對較低。水基注凝成型與非水基注凝成型相比具有許多優(yōu)點(diǎn)：其注凝過(guò)程更接近傳統陶瓷成型過(guò)程；坯體易于干燥；降低了助溶劑凝膠的黏度；避免了由有機溶劑產(chǎn)生的環(huán)境污染問(wèn)題。
①漿料的制備
低黏度的漿料既有利于混合又有利于注漿。因此，優(yōu)化固相含量是保持漿料的流動(dòng)性非常重要的。它可以通過(guò)低黏度的預混合溶液獲得流動(dòng)性好的漿料。選擇合適的分散劑可以增加泥漿的流動(dòng)性。為了達到良好的分散效果，需要加入適量的分散劑。選擇合適的分散劑和控制漿料的pH值，保證漿料的流動(dòng)性是注凝成型的先決條件。
低黏度的漿料既有利于混合又有利于注漿。因此，優(yōu)化固相含量是保持漿料的流動(dòng)性非常重要的。它可以通過(guò)低黏度的預混合溶液獲得流動(dòng)性好的漿料。選擇合適的分散劑可以增加泥漿的流動(dòng)性。為了達到良好的分散效果，需要加入適量的分散劑。選擇合適的分散劑和控制漿料的pH值，保證漿料的流動(dòng)性是注凝成型的先決條件。
②凝膠化
由于凝膠反應是放熱反應，所以混合液的開(kāi)始聚合取決于溶液的溫度。凝膠化過(guò)程由停留時(shí)間控制的。俘留時(shí)間是指加入引發(fā)劑或催化劑到開(kāi)始聚合的時(shí)間，即能注漿的時(shí)間。
③干燥
陶瓷材料的生產(chǎn)過(guò)程中為了減少坯體的變形，干燥是關(guān)鍵性步驟。對于薄的坯體主要變化的是濕度，室溫干燥即可；不同于注漿成型和純粹的膠凝，注凝成型坯體在干燥時(shí)無(wú)恒定階段；改變濕度和溫度可以顯著(zhù)減少干燥時(shí)間。
由于凝膠反應是放熱反應，所以混合液的開(kāi)始聚合取決于溶液的溫度。凝膠化過(guò)程由停留時(shí)間控制的。俘留時(shí)間是指加入引發(fā)劑或催化劑到開(kāi)始聚合的時(shí)間，即能注漿的時(shí)間。
③干燥
陶瓷材料的生產(chǎn)過(guò)程中為了減少坯體的變形，干燥是關(guān)鍵性步驟。對于薄的坯體主要變化的是濕度，室溫干燥即可；不同于注漿成型和純粹的膠凝，注凝成型坯體在干燥時(shí)無(wú)恒定階段；改變濕度和溫度可以顯著(zhù)減少干燥時(shí)間。
④排膠
排膠過(guò)程既可在燒結時(shí)一同完成，也可在低溫下燒結前單獨完成。最終可得到近凈尺寸的陶瓷部件。
排膠過(guò)程既可在燒結時(shí)一同完成，也可在低溫下燒結前單獨完成。最終可得到近凈尺寸的陶瓷部件。
(2)注凝成型的應用 隨著(zhù)現代技術(shù)的不斷進(jìn)步，陶瓷制備工藝技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展，尤其是新的成型方法的出現為高性能陶瓷的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎。注凝成型技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、制得的坯體均勻性好、密度高、接近凈成型等一系列優(yōu)良特性，使得高性能陶瓷成型技術(shù)跨上了一個(gè)新的臺階。注凝成型工藝的應用也較其他成型工藝的應用范圍更為廣泛，該工藝主要應用于以下幾個(gè)方面：
①納米陶瓷的制備
目前，陶瓷材科的研究熱點(diǎn)之一就是用納米級別的粉體制備高性能的陶瓷材料。
目前，陶瓷材科的研究熱點(diǎn)之一就是用納米級別的粉體制備高性能的陶瓷材料。
②多元復相陶瓷的制備
采用注凝成型工藝技術(shù)制備復合材料最大的問(wèn)題、難點(diǎn)就是如何制備出高固相體積分數、流動(dòng)性好、分散均勻的漿料。
采用注凝成型工藝技術(shù)制備復合材料最大的問(wèn)題、難點(diǎn)就是如何制備出高固相體積分數、流動(dòng)性好、分散均勻的漿料。
③在粉末冶金領(lǐng)域中的應用
注凝成型工藝技術(shù)最初是用于陶瓷材料的近凈尺寸的成型技術(shù)，該成型技術(shù)適用于制備大尺寸、形狀復雜的制件。
注凝成型工藝技術(shù)最初是用于陶瓷材料的近凈尺寸的成型技術(shù)，該成型技術(shù)適用于制備大尺寸、形狀復雜的制件。
④泡沫凝固法制備多孔梯度陶瓷
隨著(zhù)多孔陶瓷材料應用范圍的不斷擴大，多孔陶瓷材料的制備技術(shù)的研究也取得了很大的進(jìn)展。
3. 注凝成型的工藝特點(diǎn)
隨著(zhù)多孔陶瓷材料應用范圍的不斷擴大，多孔陶瓷材料的制備技術(shù)的研究也取得了很大的進(jìn)展。
3. 注凝成型的工藝特點(diǎn)
注凝成型工藝技術(shù)不僅兼具了其他成型方法的優(yōu)點(diǎn)，而且還克服了其他成型方法的不足，其主要特點(diǎn)如下：
(1)成型坯體的強度高，可以機械加工成復雜形狀的部件。由于有機聚合物的作用，坯體的強度達20--40MPan具有該強度的制件可以進(jìn)行各種機械加工，從而可以加工出形狀更為復雜、尺寸更為精確、表面更光潔的制件，因此該工藝降低了制件的生產(chǎn)成本。
(2)坯體整體均勻性好，可以降低燒結溫度，大大提高了陶瓷制件的可靠性。由于成型過(guò)程中液固轉化前后成分、體積不變，而且顆粒在原位固化。所以該成型工藝只要充型完全，那么成型坯體各個(gè)部位均具有相同的密度，可以成型大體積的制件，并使最終制件的均勻性得到了保障，提高了工程陶瓷的可靠性。
(3)與注射成型工藝相比．有機物的含量較少．沒(méi)有排塑困難。漿料中的有機物一般只占液相介質(zhì)的10% -20%，相當于陶瓷干料重的3%～5%。因此，其排塑過(guò)程較容易，可與燒結過(guò)程同步完成，避免了注射成型工藝耗時(shí)耗能的排塑環(huán)節，節約能量且降低了成本。
(4)可做到近凈尺寸成型。由于漿料在液固轉化過(guò)程中體積變他很小，固化后坯體尺寸基本取決于模型，并且由于漿料固相含量較高，成型出的坯體密度大，干燥收縮和燒成收縮小，變形小，可做到近凈尺寸成型。
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本文“先進(jìn)陶瓷的注凝成型法”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時(shí)間：2017-03-08 15:07:04
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