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五種多孔陶瓷成型工藝技術(shù)的簡單介紹

2014-03-22 來源:中國窯爐信息網(wǎng) 責(zé)任編輯: 閱讀:4579
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  多孔陶瓷是人類最早使用的陶瓷材料,也是人類人工合成的第一種材料。該產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣,除了可以用于過濾材料、建筑材料、窯爐材料、電發(fā)光材料、復(fù)合材料外,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、環(huán)保領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。

  現(xiàn)代多孔陶瓷中的多孔碳化硅陶瓷,由于具有優(yōu)異的性能,也迅速得到廣泛應(yīng)用。與其他材質(zhì)的多孔陶瓷相比,該產(chǎn)品主要應(yīng)用于高溫、高腐蝕的苛刻環(huán)境及滿足需要高耐磨性、高導(dǎo)熱率的高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)酷的條件下使用,與航空、航天、海洋工程及能源利用等重要行業(yè)聯(lián)系密切。 

  現(xiàn)代多孔陶瓷成型工藝技術(shù)的種類繁多,按成型時原材料主體的相態(tài)組成,可以分為5類:

  一、液相漿料成型,即采用液相料漿,在特定形狀模具內(nèi)料漿進(jìn)行固化,獲得特定形狀坯體的成型方式。這種方式最常見的為石膏模具普通澆注;其次,為使用塑料樹脂模具的全自動化的高壓注漿;再次,為利用多孔體表面涂覆凝膠-溶膠制備的多孔過濾膜,及使用塑料模具的凝膠注模。不常見的方式為電泳沉積、液相沉積成型及不需要模具的選區(qū)凝膠成型和噴墨打印成型。 

  二、半固態(tài)流變成型,即利用固體或含有一定量液體的固體,在一定壓力和溫度下發(fā)生變形,并且具有壓力撤銷后保持變形能力的性質(zhì),獲得特定形狀的方法。這種成型方式為最古老的陶瓷成型工藝方式,從人類制造第一種合成材料-陶瓷就開始使用的方法?,F(xiàn)在常見半固態(tài)流變成型方式為采用擠出機(jī)制造磚瓦或蜂窩多孔陶瓷;其次,為利用濕法壓模機(jī)械制造瓦和滾壓機(jī)制造多孔板材及其他多層過濾器;再次,為使用擠出注射機(jī)加熱制造小型、異型的多孔器件。 

  三、固相粉末成型:把含有一定量成形劑的粉末顆粒,送入模具內(nèi),加壓壓制成特定形狀坯體的方法。這種方式制備的體坯多為規(guī)則形狀,常見的方式為陶瓷自動壓機(jī)或等靜壓機(jī)壓制板材和管類陶瓷坯體。固相粉末成型不常見的方式為振動成型,即利用振動成型機(jī),在加溫條件和震實條件下,模具內(nèi)的粉末固結(jié)成形獲得的多孔陶瓷坯體的方法。此外,還有一種特別的固相粉末成型方式為,采用激光選取一定區(qū)域的粉末直接加熱固結(jié),此方法無需要模具即所謂的激光選取成型。 

  四、氣相沉積成型:即利用反應(yīng)氣體在基底或襯底上凝聚沉積多孔陶瓷,這種方式主要用來制備多孔陶瓷膜,用于過濾器材和各種傳感器制造。 

  五、多相復(fù)合成型:這種成型方式不以原材料的某一相為主,而以多個原材料的不同相,聯(lián)合共同作用成型,制造多孔陶瓷的方法。如現(xiàn)代的先驅(qū)體法-模板法:多采用多孔的天然或人工的固體有機(jī)材料,進(jìn)行液相浸漬或氣相滲透反應(yīng),高溫?zé)Y(jié)獲得多孔陶瓷,其次,如:使用固相泡沫聚氨酯材料,進(jìn)行浸漬各種料漿或固體炭坯體高溫氣相滲硅反應(yīng),高溫?zé)偏@得多孔碳化硅陶瓷,它們的坯體成形過程不是以固相物質(zhì)為主,而是多種相物質(zhì)共同作用的結(jié)果。 

  在坯體干燥方面,現(xiàn)代多孔陶瓷干燥以人工干燥為主,呈現(xiàn)以微波干燥、紅外干燥、微波-熱風(fēng)聯(lián)合干燥等方式為代表的自動化、連續(xù)化、快速、多種干燥方式聯(lián)合干燥、均勻干燥的發(fā)展趨勢。

  高級多孔陶瓷的燒成與傳統(tǒng)多孔硅酸鹽陶瓷燒成相比,燒成條件苛刻,如高達(dá)2000℃以上的高溫、特殊的氣氛,如真空、氮氣、氫氣、或氬氣氣氛條件,是傳統(tǒng)窯爐所難以達(dá)到的。高級多孔陶瓷的生產(chǎn),一般為小批量生產(chǎn),多采用間歇式氣氛爐,加熱方式多采用電、磁技術(shù)加熱技術(shù),如石墨電阻加熱、微波輔助-電阻加熱、微波加熱、微波-等離子、電磁感應(yīng)加熱等,其燒成方式向高溫高速燒成、低溫活化快速燒成、多種加熱方式復(fù)合節(jié)能燒成的趨勢發(fā)展。

 

 

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