摘 要：陶瓷材料以其優(yōu)異的耐高溫﹑高強(qiáng)度﹑耐磨損﹑耐腐蝕等性能被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中。本文介紹了幾種主要的陶瓷成形加工技術(shù)的特點(diǎn)和進(jìn)展。    

        1、引 言

        當(dāng)前，隨著陶瓷新材料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，對陶瓷材料性能的要求愈來愈苛刻。成形工藝是陶瓷材料制備過程的重要環(huán)節(jié)之一，在很大程度上影響著材料的微觀組織結(jié)構(gòu)，決定了產(chǎn)品的性能、應(yīng)用和價(jià)格。傳統(tǒng)的成形方法如注漿、可塑和干壓成形技術(shù)及已成熟并獲得應(yīng)用的擠出成形、等靜壓成形、流延成形等技術(shù)在陶瓷材料的規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用。但上述方法已不能滿足高精度、復(fù)雜形狀和多層復(fù)相陶瓷材料的制造要求，極大地限制和阻礙了高技術(shù)陶瓷材料的應(yīng)用和發(fā)展。

        現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為陶瓷材料成形技術(shù)的進(jìn)步帶來了新的活力，尤其是材料化學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，三大材料的互相滲透、交融，促進(jìn)了高技術(shù)陶瓷制備技術(shù)的發(fā)展。陶瓷成形技術(shù)在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)創(chuàng)新，離心沉積成形、電泳沉積成形、離心注漿成形、注射成形和膠態(tài)成形等新成形技術(shù)不斷涌現(xiàn)。了解這些成形技術(shù)的基本原理、研究現(xiàn)狀和特點(diǎn)，并在其基礎(chǔ)上加強(qiáng)應(yīng)用研究，對于進(jìn)一步研究探索新的成形工藝和方法，不斷適應(yīng)和滿足高致密度、形狀復(fù)雜、尺寸精準(zhǔn)和具有復(fù)合功能的陶瓷材料成形的需求有著重要作用。         2 、離心沉積成形

        離心沉積成形是一種制備板狀、層狀納米多層復(fù)合材料的方法，其原理是不同的漿料依次在離心力的作用下一層層地均勻沉積成一個(gè)整體；也可利用顆粒大小或質(zhì)量的不同沉積出各層不同性質(zhì)的材料。

           采用離心沉積成形層狀材料具有以下特點(diǎn)：

        （1） 通過沉積不同的材料，可以改善材料的韌性；

        （2） 沉積各層可以是電、磁、光性質(zhì)的結(jié)合，具有多功能性；

        （3） 可以制成各向異性的新型材料。

        3、 電泳沉積成形

        電泳沉積成形是利用直流電場促使帶電顆粒發(fā)生遷移，進(jìn)而沉積到極性相反的電極上而成形。沉積過程中在電泳遷移的作用下顆粒間的距離縮短，Vander Waals吸引力起主要作用，漿料的穩(wěn)定分散性開始失去，粉體顆粒逐漸沉積到電極上。電泳沉積成形分為顆粒電泳遷移和顆粒在電極上放電沉積兩個(gè)相繼的過程，為了使顆粒能單獨(dú)沉淀到電極上而不受其他帶電顆粒的影響，需要陶瓷漿料具有很好的分散性。   

        電泳沉積成形具有以下特點(diǎn)：操作簡單、靈活及可靠性高，因而適用于多層陶瓷電容器、傳感器、梯度功能陶瓷的成形方法，但對過程參數(shù)的變化影響比較敏感。    

        4、 離心注漿成形

        離心注漿成形是在傳統(tǒng)注漿成形基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。它通過調(diào)節(jié)pH值等工藝參數(shù)，使粉體在液體中均勻分散，在高速旋轉(zhuǎn)的離心力的作用下沉積成形。離心注漿成形將濕法化學(xué)粉末制備與無應(yīng)力致密化技術(shù)相結(jié)合，一方面可以防止粉體的團(tuán)聚及其他缺陷；另一方面可以借助粉體的粒徑的不同和轉(zhuǎn)速不同達(dá)到分別沉積的目的，可用于多層和梯度復(fù)合功能材料的制備。

        離心注漿成形具有以下特點(diǎn)：對制備的懸浮體的固相量沒有嚴(yán)格要求，幾乎無須粘結(jié)劑，減少了脫脂工藝造成的不良影響；成本較低，便于控制，特別適合大型規(guī)則幾何旋轉(zhuǎn)體的凈尺寸成形。但當(dāng)制備均一材料時(shí)，配料粒徑相差過大，顆粒的離心加速度不同，容易導(dǎo)致坯體的成分不均和分層；需要離心成形設(shè)備。  

        5 、注射成形

        陶瓷的熱塑性注射成形技術(shù)是從塑料成形技術(shù)發(fā)展而來的，是將陶瓷粉料與熱塑性樹脂、石蠟、增塑劑、溶劑等加熱混勻后(或擠出切片造粒后)進(jìn)入注射成形機(jī)中經(jīng)加熱熔融后獲得塑性，在一定的壓力下從噴嘴高速噴注入金屬模腔內(nèi)，在極短時(shí)間內(nèi)冷卻固化而得以成形。

        注射成形技術(shù)特點(diǎn)：可以成形形狀復(fù)雜的部件，且易于自動化和大規(guī)模生產(chǎn)，并且具有高的尺寸精度和均勻的顯微結(jié)構(gòu)。但是注射成形有機(jī)載體含量較高，在燒結(jié)之前必須進(jìn)行素坯的脫脂，大型坯件常會導(dǎo)致有機(jī)物的富集和顆粒的重排，使坯體均勻性變差，易于開裂，所以這是目前采用注射成形工藝時(shí)亟待解決的問題。   
        6 膠態(tài)成形

        凝膠注模成形是上世紀(jì)90年代由美國橡樹嶺國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的一種成形新技術(shù)。它將傳統(tǒng)注漿工藝和聚合物化學(xué)有機(jī)結(jié)合，由高分子網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生聚合作用，使陶瓷顆粒聚集在一起而形成陶瓷坯體。在懸浮介質(zhì)中加入乙烯基有機(jī)單體，利用催化劑和引發(fā)劑的作用，陶瓷漿料澆注后有機(jī)單體發(fā)生原位聚合反應(yīng)，聚合凝固成陶瓷坯體。凝膠注模成形是一種實(shí)用性很強(qiáng)的技術(shù)，顯著優(yōu)點(diǎn)在于成形后的坯體均勻性好，成形坯體具有較高的強(qiáng)度，可直接進(jìn)行機(jī)加工，以獲得合適的尺寸；而且燒成后收縮小，適合精準(zhǔn)尺寸的成形。陶瓷膠態(tài)注射成形解決了兩個(gè)重要的關(guān)鍵技術(shù)：陶瓷濃懸浮體的快速原位固化和注射過程的可控性。通過深入研究發(fā)現(xiàn)，壓力可以快速誘導(dǎo)陶瓷濃懸浮體的原位固化，從而發(fā)明了壓力誘導(dǎo)陶瓷成形技術(shù)。

        膠態(tài)注射成形技術(shù)特點(diǎn)：可以獲得高密度、高均勻性和高強(qiáng)度的陶瓷胚體，這種成形技術(shù)可以消除陶瓷粉體顆粒的團(tuán)聚體，減少燒結(jié)過程中復(fù)雜形狀部件的變形、開裂，從而減少最終部件的機(jī)加工量，獲得高可靠性的陶瓷材料與部件。該工藝對成形體沒有尺寸和厚度的限制，避免了傳統(tǒng)陶瓷注射成形使用大量有機(jī)物所導(dǎo)致的排膠困難，實(shí)現(xiàn)了膠態(tài)成形的注射過程。適合于規(guī)?；a(chǎn)，是高技術(shù)陶瓷產(chǎn)業(yè)化的核心技術(shù)。

        7 結(jié) 語

        目前，陶瓷成形新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，但還存在著某些不足。在采用新型成形工藝時(shí)，應(yīng)考慮到材料的分散性、漿料配比對工藝的影響，材料的功能性以及材料的納米化對工藝過程的作用，以充分發(fā)揮新型成形工藝的優(yōu)勢，生產(chǎn)出高性能的陶瓷產(chǎn)品。