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现代多孔陶瓷成型工艺

作者:宋文慧 来源:本站原创  发布时间:2014-10-27

现代多孔陶瓷成型工艺技术的种类繁多,按成型时原材料主体的相态组成,可以分为5类:

一、液相浆料成型,即采用液相料浆,在特定形状模具内料浆进行固化,获得特定形状坯体的成型方式。这种方式最常见的为石膏模具普通浇注;其次,为使用塑料树脂模具的全自动化的高压注浆;再次,为利用多孔体表面涂覆凝胶-溶胶制备的多孔过滤膜,及使用塑料模具的凝胶注模。不常见的方式为电泳沉积、液相沉积成型及不需要模具的选区凝胶成型和喷墨打印成型。

二、半固态流变成型,即利用固体或含有一定量液体的固体,在一定压力和温度下发生变形,并且具有压力撤销后保持变形能力的性质,获得特定形状的方法。这种成型方式为最古老的陶瓷成型工艺方式,从人类制造第一种合成材料-陶瓷就开始使用的方法。现在常见半固态流变成型方式为采用挤出机制造砖瓦或蜂窝多孔陶瓷;其次,为利用湿法压模机械制造瓦和滚压机制造多孔板材及其他多层过滤器;再次,为使用挤出注射机加热制造小型、异型的多孔器件。

三、固相粉末成型:把含有一定量成形剂的粉末颗粒,送入模具内,加压压制成特定形状坯体的方法。这种方式制备的体坯多为规则形状,常见的方式为陶瓷自动压机或等静压机压制板材和管类陶瓷坯体。固相粉末成型不常见的方式为振动成型,即利用振动成型机,在加温条件和震实条件下,模具内的粉末固结成形获得的多孔陶瓷坯体的方法。此外,还有一种特别的固相粉末成型方式为,采用激光选取一定区域的粉末直接加热固结,此方法无需要模具即所谓的激光选取成型。

四、气相沉积成型:即利用反应气体在基底或衬底上凝聚沉积多孔陶瓷,这种方式主要用来制备多孔陶瓷膜,用于过滤器材和各种传感器制造。

五、多相复合成型:这种成型方式不以原材料的某一相为主,而以多个原材料的不同相,联合共同作用成型,制造多孔陶瓷的方法。如现代的先驱体法-模板法:多采用多孔的天然或人工的固体有机材料,进行液相浸渍或气相渗透反应,高温烧结获得多孔陶瓷,其次,如:使用固相泡沫聚氨酯材料,进行浸渍各种料浆或固体炭坯体高温气相渗硅反应,高温烧制获得多孔碳化硅陶瓷,它们的坯体成形过程不是以固相物质为主,而是多种相物质共同作用的结果。

在坯体干燥方面,现代多孔陶瓷干燥以人工干燥为主,呈现以微波干燥、红外干燥、微波-热风联合干燥等方式为代表的自动化、连续化、快速、多种干燥方式联合干燥、均匀干燥的发展趋势。

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