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(jié)構(gòu)，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(fù)合結(jié)構(gòu)的坯體。然后，將其進行脫模、干燥、去除有機物、燒結(jié)。最后獲得所需的陶瓷部件。
99氧化鋁陶瓷泵軸
2. 注凝成型的工藝過程及應(yīng)用
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(1)注凝成型的工藝過程 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(jù)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：其注凝過程更接近傳統(tǒng)陶瓷成型過程；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性非常重要的。它可以通過低黏度的預(yù)混合溶液獲得流動性好的漿料。選擇合適的分散劑可以增加泥漿的流動性。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性非常重要的。它可以通過低黏度的預(yù)混合溶液獲得流動性好的漿料。選擇合適的分散劑可以增加泥漿的流動性。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，保證漿料的流動性是注凝成型的先決條件。
②凝膠化
由于凝膠反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以混合液的開始聚合取決于溶液的溫度。凝膠化過程由停留時間控制的。俘留時間是指加入引發(fā)劑或催化劑到開始聚合的時間，即能注漿的時間。
③干燥
陶瓷材料的生產(chǎn)過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無恒定階段；改變濕度和溫度可以顯著減少干燥時間。
由于凝膠反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以混合液的開始聚合取決于溶液的溫度。凝膠化過程由停留時間控制的。俘留時間是指加入引發(fā)劑或催化劑到開始聚合的時間，即能注漿的時間。
③干燥
陶瓷材料的生產(chǎn)過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無恒定階段；改變濕度和溫度可以顯著減少干燥時間。
④排膠
排膠過程既可在燒結(jié)時一同完成，也可在低溫下燒結(jié)前單獨完成。最終可得到近凈尺寸的陶瓷部件。
排膠過程既可在燒結(jié)時一同完成，也可在低溫下燒結(jié)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(yīng)用 隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷進步，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(xiàn)為高性能陶瓷的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。注凝成型技術(shù)具有工藝簡單、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)跨上了一個新的臺階。注凝成型工藝的應(yīng)用也較其他成型工藝的應(yīng)用范圍更為廣泛，該工藝主要應(yīng)用于以下幾個方面：
①納米陶瓷的制備
目前，陶瓷材科的研究熱點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(fù)相陶瓷的制備
采用注凝成型工藝技術(shù)制備復(fù)合材料最大的問題、難點就是如何制備出高固相體積分數(shù)、流動性好、分散均勻的漿料。
采用注凝成型工藝技術(shù)制備復(fù)合材料最大的問題、難點就是如何制備出高固相體積分數(shù)、流動性好、分散均勻的漿料。
③在粉末冶金領(lǐng)域中的應(yīng)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(fù)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(fù)雜的制件。
④泡沫凝固法制備多孔梯度陶瓷
隨著多孔陶瓷材料應(yīng)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展。
3. 注凝成型的工藝特點
隨著多孔陶瓷材料應(yīng)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展。
3. 注凝成型的工藝特點
注凝成型工藝技術(shù)不僅兼具了其他成型方法的優(yōu)點，而且還克服了其他成型方法的不足，其主要特點如下：
(1)成型坯體的強度高，可以機械加工成復(fù)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行各種機械加工，從而可以加工出形狀更為復(fù)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(jié)溫度，大大提高了陶瓷制件的可靠性。由于成型過程中液固轉(zhuǎn)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，其排塑過程較容易，可與燒結(jié)過程同步完成，避免了注射成型工藝耗時耗能的排塑環(huán)節(jié)，節(jié)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(zhuǎn)化過程中體積變他很小，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“先進陶瓷的注凝成型法”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時間：2017-03-08 15:07:04
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