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五種多孔陶瓷成型工藝技術的簡單介紹

2014-03-22 來源:中國窯爐信息網(wǎng) 責任編輯: 閱讀:5136
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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、復合材料外,在農(nóng)業(yè)領域、環(huán)保領域也有廣泛的應用。

  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,也迅速得到廣泛應用。與其他材質(zhì)的多孔陶瓷相比,該產(chǎn)品主要應用于高溫、高腐蝕的苛刻環(huán)境及滿足需要高耐磨性、高導熱率的高標準、嚴酷的條件下使用,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制造磚瓦或蜂窩多孔陶瓷;其次,為利用濕法壓模機械制造瓦和滾壓機制造多孔板材及其他多層過濾器;再次,為使用擠出注射機加熱制造小型、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或等靜壓機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,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材料,進行液相浸漬或氣相滲透反應,高溫燒結(jié)獲得多孔陶瓷,其次,如:使用固相泡沫聚氨酯材料,進行浸漬各種料漿或固體炭坯體高溫氣相滲硅反應,高溫燒制獲得多孔碳化硅陶瓷,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、磁技術加熱技術,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、多種加熱方式復合節(jié)能燒成的趨勢發(fā)展。

 

 

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