氧化鋁陶瓷制作工藝介紹氧化鋁陶瓷現(xiàn)在分為高純型和一般型兩種。高純型氧化鋁陶瓷系Ａｌ２Ｏ３含量在９９．９％以上陶瓷材料，因?yàn)槠錈Y(jié)溫度高達(dá)１６５０—１９９０℃，透射波長為１～６μｍ，通常制成熔融玻璃以替換鉑坩堝：利用其透光性及可耐堿金屬腐蝕性用作鈉燈管；在電子工業(yè)中可用作集成電路基板和高頻絕緣材料。一般型氧化鋁陶瓷系按Ａｌ２Ｏ３含量不一樣分為９９瓷、９５瓷、９０瓷、８５瓷等品種，有時(shí)Ａｌ２Ｏ３含量在８０％或７５％者也劃為一般氧化鋁陶瓷系列。其中９９氧化鋁瓷材料用于制作高溫坩堝、耐火爐管及特殊耐磨材料，如陶瓷軸承、陶瓷密封件及水閥片等；９５氧化鋁瓷關(guān)鍵用作耐腐蝕、耐磨部件；８５瓷中因?yàn)槌饺氩糠只?，提升了電性能和機(jī)械強(qiáng)度，可和鉬、鈮、鉭等金屬封接，有用作電真空裝置器件。其制作工藝以下：

一粉體制備：

將入廠氧化鋁粉根據(jù)不一樣產(chǎn)品要求和不一樣成型工藝制備成粉體材料。粉體粒度在１μｍ?微米?以下，若制造高純氧化鋁陶瓷制品除氧化鋁純度在９９．９９％外，還需超細(xì)粉碎且使其粒徑分布均勻。采取擠壓成型或注射成型時(shí)，粉料中需引入粘結(jié)劑和可塑劑，?通常為重量比在１０—３０％熱塑性塑膠或樹脂?有機(jī)粘結(jié)劑應(yīng)和氧化鋁粉體在１５０—２００℃溫度下均勻混合，以利于成型操作。采取熱壓工藝成型粉體原料則不需加入粘結(jié)劑。若采取半自動或全自動干壓成型，對粉體有尤其工藝要求，需要采取噴霧造粒法對粉體進(jìn)行處理、使其展現(xiàn)圓球狀，以利于提升粉體流動性便于成型中自動充填模壁。另外，為降低粉料和模壁摩擦，還需添加１～２％潤滑劑?如硬脂酸?及粘結(jié)劑ＰＶＡ。

欲干壓成型時(shí)需對粉體噴霧造粒，其中引入聚乙烯醇作為粘結(jié)劑。多年來上海某研究所開發(fā)一個(gè)水溶性石蠟用作Ａｌ２Ｏ３噴霧造粒粘結(jié)劑，在加熱情況下有很好流動性。噴霧造粒后粉體必需含有流動性好、密度松散，流動角摩擦溫度小于３０℃。顆粒級配比理想等條件，以取得較大素坯密度。

二成型方法：

氧化鋁陶瓷制品成型方法有干壓、注漿、擠壓、冷等靜壓、注射、流延、熱壓和熱等靜壓成型等多個(gè)方法。近幾年來中國外又開發(fā)出壓濾成型、直接凝固注模成型、凝膠注成型、離心注漿成型和固體自由成型等成型技術(shù)方法。不一樣產(chǎn)品形狀、尺寸、復(fù)雜造型和精度產(chǎn)品需要不一樣成型方法。摘其常見成型介紹：

１干壓成型：氧化鋁陶瓷干壓成型技術(shù)僅限于形狀單純且內(nèi)壁厚度超出１ｍｍ，長度和直徑之比小于４∶１物件。成型方法有單軸向或雙向。壓機(jī)有液壓式、機(jī)械式兩種，可呈半自動或全自動成型方法。壓機(jī)最大壓力為２００Ｍｐａ。產(chǎn)量每分鐘可達(dá)１５～５０件。因?yàn)橐簤菏綁簷C(jī)沖程壓力均勻，故在粉料充填有差異時(shí)壓制件高度不一樣。而機(jī)械式壓機(jī)施加壓力大小因粉體充填多少而改變，易造成燒結(jié)后尺寸收縮產(chǎn)生差異，影響產(chǎn)品質(zhì)量。所以干壓過程中粉體顆粒均勻分布對模具充填很關(guān)鍵。充填量正確是否對制造氧化鋁陶瓷零件尺寸精度控制影響很大。粉體顆粒以大于６０μｍ、介于６０～２００目之間可獲最大自由流動效果，取得最好壓力成型效果。

２注漿成型法：注漿成型是氧化鋁陶瓷使用最早成型方法。因?yàn)椴扇∈嗄！⒊杀镜颓乙子诔尚痛蟪叽?、外形?fù)雜部件。注漿成型關(guān)鍵是氧化鋁漿料制備。通常以水為熔劑介質(zhì)，再加入解膠劑和粘結(jié)劑，充足研磨以后排氣，然后倒注入石膏模內(nèi)。因?yàn)槭嗄Ｃ?xì)管對水分吸附，漿料遂固化在模內(nèi)?？招淖{時(shí)，在模壁吸附漿料達(dá)要求厚度時(shí)，還需將多出漿料倒出。為降低坯體收縮量、應(yīng)盡可能使用高濃度漿料。

氧化鋁陶瓷漿料中還需加入有機(jī)添加劑以使料漿顆粒表面形成雙電層使料漿穩(wěn)定懸浮不沉淀。另外還需加入乙烯醇、甲基纖維素、海藻酸胺等粘結(jié)劑及聚丙烯胺、阿拉伯樹膠等分散劑，目標(biāo)均在于使?jié){料適宜注漿成型操作。

三燒成技術(shù)：

將顆粒狀陶瓷坯體致密化并形成固體材料技術(shù)方法叫燒結(jié)。燒結(jié)立即坯體內(nèi)顆粒間空洞排除，將少許氣體及雜質(zhì)有機(jī)物排除，使顆粒之間相互生長結(jié)合，形成新物質(zhì)方法。

燒成使用加熱裝置最廣泛使用電爐。除了常壓燒結(jié)?即無壓燒結(jié)?外，還有熱壓燒結(jié)及熱等靜壓燒結(jié)等。連續(xù)熱壓燒結(jié)即使提升產(chǎn)量，但設(shè)備和模具費(fèi)用太高，另外因?yàn)閷佥S向受熱，制品長度受到限制。熱等靜壓燒成采取高溫高壓氣體作壓力傳輸介質(zhì)，含有各向均勻受熱之優(yōu)點(diǎn)，很適合形狀復(fù)雜制品燒結(jié)。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)均勻，材料性能比冷壓燒結(jié)提升３０～５０％。比通常熱壓燒結(jié)提升１０～１５％。所以，現(xiàn)在部分高附加值氧化鋁陶瓷產(chǎn)品或國防軍工需用特殊零部件、如陶瓷軸承、反射鏡、核燃料及槍管等制品、場采取熱等靜壓燒成方法。

另外，微波燒結(jié)法、電弧等離子燒結(jié)法、自蔓延燒結(jié)技術(shù)亦正在開發(fā)研究中。

四精加工和封裝工序：

有些氧化鋁陶瓷材料在完成燒結(jié)后，尚需進(jìn)行精加工。如可用作人工骨制品要求表面有很高光潔度、如鏡面一樣，以增加潤滑性。因?yàn)檠趸X陶瓷材料硬度較高，需用更硬研磨拋光磚材料對其作精加工。如ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ或金剛鉆等。通常采取由粗到細(xì)磨料逐層磨削，最終表面拋光。通?？刹扇。迹宝蹋?微米?Ａｌ２Ｏ３微粉或金剛鉆膏進(jìn)行研磨拋光。另外激光加工及超聲波加工研磨及拋光方法亦可采取。

有些氧化鋁陶瓷零件需和其它材料作封裝處理。氧化鋁陶瓷低溫?zé)Y(jié)技術(shù)

氧化鋁陶瓷是一個(gè)以Ａｌ２Ｏ３為關(guān)鍵原料，以剛玉（α—Ａｌ２Ｏ３）為主晶相陶瓷材料。因其含有機(jī)械強(qiáng)度高、硬度大、高頻介電損耗小、高溫絕緣電阻高、耐化學(xué)腐蝕性和導(dǎo)熱性良好等優(yōu)良綜合技術(shù)性能，和原料起源廣、價(jià)格相對廉價(jià)、加工制造技術(shù)較為成熟等優(yōu)勢，氧化鋁陶瓷已被廣泛應(yīng)用于電子、電器、機(jī)械、化工、紡織、汽車、冶金和航空航天等行業(yè)，成為現(xiàn)在世界上用量最大氧化物陶瓷材料。然而，因?yàn)檠趸X熔點(diǎn)高達(dá)２０５０℃，造成氧化鋁陶瓷燒結(jié)溫度普遍較高（參見表一中標(biāo)準(zhǔn)燒結(jié)溫度），從而使得氧化鋁陶瓷制造需要使用高溫發(fā)燒體或高質(zhì)量燃料和高級耐火材料作窯爐和窯具，這在一定程度上限制了它生產(chǎn)和更廣泛應(yīng)用。所以，降低氧化鋁陶瓷燒結(jié)溫度，降低能耗，縮短燒成周期，降低窯爐和窯具損耗，從而降低生產(chǎn)成本，一直是企業(yè)所關(guān)心和急需處理關(guān)鍵課題。

現(xiàn)在，對氧化鋁陶瓷低溫?zé)Y(jié)技術(shù)研究工作已很廣泛和深入，從７５瓷到９９瓷全部有系統(tǒng)研究，業(yè)已取得顯著成效。表一是已實(shí)現(xiàn)各類氧化鋁陶瓷低溫?zé)Y(jié)情況。

表中低溫?zé)Y(jié)氧化鋁陶瓷各項(xiàng)機(jī)電性能均達(dá)成了對應(yīng)瓷種國家標(biāo)準(zhǔn)，甚至中鋁瓷在一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上超出高鋁瓷國家標(biāo)準(zhǔn)，如中科院上海硅酸鹽研究所研制１３６０℃燒成８５瓷，其抗彎強(qiáng)度超出９９％Ａｌ２Ｏ３陶瓷國家標(biāo)準(zhǔn)，各項(xiàng)電性能全部優(yōu)于９５％Ａｌ２Ｏ３瓷國家標(biāo)準(zhǔn)；Ａｌ２Ｏ３含量分別為９０％和９５％低溫?zé)Y(jié)陶瓷，其機(jī)電性能全部優(yōu)于９５瓷及９９瓷國家標(biāo)準(zhǔn)。

縱觀目前多種氧化鋁瓷低溫?zé)Y(jié)技術(shù)，歸納起來，關(guān)鍵是從原料加工、配方設(shè)計(jì)和燒成工藝等三方面來采取方法，下面分別加以概述。

一、經(jīng)過提升Ａｌ２Ｏ３粉體細(xì)度和活性降低瓷體燒結(jié)溫度。

和塊狀物相比，粉體含有很大比表面積，這是外界對粉體做功結(jié)果。利用機(jī)械作用或化學(xué)作用來制備粉體時(shí)所消耗機(jī)械能或化學(xué)能，部分將作為表面能而貯存在粉體中，另外，在粉體制備過程中，又會引發(fā)粉粒表面及其內(nèi)部出現(xiàn)多種晶格缺點(diǎn)，使晶格活化。因?yàn)檫@些原因，粉體含有較高表面自由能。粉體這種表面能是其燒結(jié)內(nèi)在動力。所以，Ａｌ２Ｏ３粉體顆粒越細(xì)，活化程度越高，粉體就越輕易燒結(jié)，燒結(jié)溫度越低。在氧化鋁瓷低溫?zé)Y(jié)技術(shù)中，使用高活性易燒結(jié)Ａｌ２Ｏ３粉體作原料是關(guān)鍵手段之一，所以粉體制備技術(shù)成為陶瓷低溫?zé)Y(jié)技術(shù)中一個(gè)基礎(chǔ)步驟。

現(xiàn)在，制備超細(xì)活化易燒結(jié)Ａｌ２Ｏ３粉體方法分為二大類，一類是機(jī)械法，另一類是化學(xué)法。機(jī)械法是用機(jī)械外力作用使Ａｌ２Ｏ３粉體顆粒細(xì)化，常見粉碎工藝有球磨粉碎、振磨粉碎、砂磨粉碎、氣流粉碎等等。經(jīng)過機(jī)械粉碎方法來提升粉料比表面積，盡管是有效，但有一定程度，通常只能使粉料平均粒徑小至１μｍ左右或更細(xì)一點(diǎn)，而且有粒徑分布范圍較寬，輕易帶入雜質(zhì)缺點(diǎn)。多年來，采取濕化學(xué)法制造超細(xì)高純Ａｌ２Ｏ３粉體發(fā)展較快，其中較為成熟是溶膠—凝膠法。因?yàn)槿苣z高度穩(wěn)定，所以可將多個(gè)金屬離子均勻、穩(wěn)定地分布于膠體中，經(jīng)過深入脫水形成均勻凝膠（無定形體），再經(jīng)過適宜處理便可取得活性極高超微粉混合氧化物或均一固溶體?，F(xiàn)在此法大致有以下３種工藝步驟。（１）形成金屬氧有機(jī)基絡(luò)合物溶膠→水解并縮合成含羥基三度空間高分子結(jié)構(gòu)→溶膠蒸發(fā)脫水成凝膠→低溫煅燒成活性氧化物粉料。（２）含有不一樣金屬離子酸鹽溶液和有機(jī)膠混合成溶液→溶膠蒸發(fā)脫水成凝膠→低溫煅燒成粉體。（３）含有不一樣金屬離子溶膠直接淬火、沉積或加熱成凝膠→低溫煅燒成粉體。濕化學(xué)法制備Ａｌ２Ｏ３粉體粒徑可達(dá)成納米級，粒徑分布范圍窄，化學(xué)純度高，晶體缺點(diǎn)多。所以化學(xué)法粉體表面能和活性比機(jī)械法粉體要高得多。采取這種超細(xì)Ａｌ２Ｏ３粉體作原料不僅能顯著降低氧化鋁瓷燒結(jié)溫度（可降１５０℃—３００℃），而且能夠取得微晶高強(qiáng)高鋁瓷材料。表二是日本住友化學(xué)生產(chǎn)易燒結(jié)Ａｌ２Ｏ３粉料理化指標(biāo)。

另外，有教授推薦以下三種超細(xì)Ａｌ２Ｏ３粉體制備方法，僅供參考：（１）將（ＮＨ４）ＳＯ４Ａｌ２（ＳＯ４）３·２Ｈ２Ｏ和（ＭｇＣＯ３）４Ｍｇ（ＯＨ）２·５Ｈ２Ｏ混合、加熱到１２００℃分解，可取得含有ＭｇＯ純度為９９％、粒度為０２～０５μｍα—Ａｌ２Ｏ３超細(xì)粉料。（２）將無水二醋酸鋁加熱到１２００℃保溫３小時(shí)以上，可取得粒度小于０５μｍα—Ａｌ２Ｏ３超細(xì)粉體。（３）鐵筒鋼球，濕磨數(shù)百小時(shí)，漿料加熱酸洗除鐵，浮選，反復(fù)數(shù)次，可制取粒度０３—０５μｍα—Ａｌ２Ｏ３超細(xì)粉料。

二、經(jīng)過瓷料配方設(shè)計(jì)摻雜降低瓷體燒結(jié)溫度

氧化鋁陶瓷燒結(jié)溫度關(guān)鍵由其化學(xué)組成中Ａｌ２Ｏ３含量來決定，Ａｌ２Ｏ３含量越高，瓷料燒結(jié)溫度越高，除此之外，還和瓷料組成系統(tǒng)、各組成配比和添加物種類相關(guān)。比如，在Ａｌ２Ｏ３含量相當(dāng)初，ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系Ａｌ２Ｏ３瓷料比ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系瓷料燒結(jié)溫度低，對于中國現(xiàn)在大量生產(chǎn)ＣａＯ－ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系統(tǒng)瓷料而言，為使其含有較低燒結(jié)溫度和良好性能，應(yīng)控制其ＳｉＯ２／ＣａＯ處于１６～０６之內(nèi)，ＭｇＯ含量不超出熔劑類氧化物總量１／３，同時(shí)，在配方中引入少許Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ３等氧化物能深入降低燒結(jié)溫度、改善瓷體微觀組織結(jié)構(gòu)和性能。所以，在確保瓷體滿足產(chǎn)品使用目標(biāo)和技術(shù)要求前提下，我們能夠經(jīng)過配方設(shè)計(jì)，選擇合理瓷料系統(tǒng)，加入合適助燒添加劑，使氧化鋁陶瓷燒結(jié)溫度盡可能降低。

現(xiàn)在配方設(shè)計(jì)中所加入多種添加劑，依據(jù)其促進(jìn)氧化鋁陶瓷燒結(jié)作用機(jī)理不一樣，能夠?qū)⑺鼈兎譃樾纬尚孪嗷蚬倘荏w添加劑和生成液相添加劑二大類。

１、和Ａｌ２Ｏ３形成新相或固溶體添加劑。

這類添加劑是部分和氧化鋁晶格常數(shù)相靠近氧化物，如ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｎＯ２等，在燒成中，這些添加物能和Ａｌ２Ｏ３生成固溶體，這類固溶體或?yàn)閾饺牍倘荏w（如Ｔｉ４＋置換Ａｌ３＋時(shí)），或?yàn)橛邢薰倘荏w，或?yàn)檫B續(xù)固溶體（如Ｃｒ２Ｏ３和Ａｌ２Ｏ３形成），它們能夠活化晶格（ＴＩ４＋、Ａｌ３＋離子半徑差所致）、形成空穴或遷移原子，（３ＴｉＯ２ＡｂＯ３３Ｔｉａ１＋Ｖａ１＋６０）和使晶格產(chǎn)生變形，這些作用使得Ａｌ２Ｏ３陶瓷易于重結(jié)晶而燒結(jié)。比如添加０５～１０％ＴｉＯ２時(shí)，可使瓷體燒結(jié)溫度下降１５０—２００℃。以固相燒結(jié)方法為主高鋁瓷常采取這類添加劑，比如某黑色氧化鋁陶瓷配方以下（ｗｔ％）：Ａｌ２Ｏ３９１、ＣｏＯ０５、ＭｎＯ２３７、Ｃｒ２Ｏ３２１、ＳｉＯ２０４、ＴｉＯ２２０、Ｖ２Ｏ３０３，該瓷料在１３５０℃下保溫２小時(shí)燒成。

這類添加劑促進(jìn)氧化鋁瓷燒結(jié)作用含有一定規(guī)律性：①能和Ａｌ２Ｏ３形成有限固溶體添加劑較形成連續(xù)固溶體添加劑降溫作用更大；②可變價(jià)離子一類添加劑比不變價(jià)添加劑作用大；③陽離子電荷多、電價(jià)高添加劑降溫作用更大。需要注意是，因?yàn)檫@類添加劑是在缺乏液相條件下燒結(jié)（重結(jié)晶燒結(jié)），故晶體內(nèi)氣孔較難填充，氣密性較差，所以電氣性能下降較多，在配方設(shè)計(jì)時(shí)要加以考慮。

２、燒成中形成液相添加劑。

這類添加劑化學(xué)成份關(guān)鍵有ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等，它們能和其它成份在燒成過程中形成二元、三元或多元低共熔物。因?yàn)橐合嗌蓽囟鹊?，所以大大地降低了氧化鋁瓷燒結(jié)溫度。當(dāng)有相當(dāng)量（約１２％）液相出現(xiàn)，固體顆粒在液相中有一定溶解度及固相顆粒能被液相潤濕時(shí)，其促進(jìn)燒結(jié)作用也更顯著。其作用機(jī)理在于液相對固相表面潤濕力及表面張力，二者使得固相顆?？拷⑻畛錃饪?。另外，燒結(jié)過程中因細(xì)小有缺點(diǎn)晶體表面活性大，故在液相中溶解度要比大晶體大得多。這么，燒結(jié)過程中小晶體不停長大，氣孔減小，出現(xiàn)重結(jié)晶。為了預(yù)防因重結(jié)晶使晶粒過分長大，影響陶瓷機(jī)械性能，在配方設(shè)計(jì)中需考慮選擇部分對晶粒增大無影響甚至能抑制晶粒增大添加物，如ＭｇＯ、ＣｕＯ和ＮｉＯ等。

現(xiàn)在，在液相燒結(jié)Ａｌ２Ｏ３瓷料配方中，助燒添加劑能夠采取以下３種物料形態(tài)來加入。①以天然礦物形態(tài)加入。這類礦物原料關(guān)鍵有：高嶺土、膨潤土等粘土礦。石英、滑石、菱鎂礦、白云石、方解石等等，它們分別引入ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯ等化學(xué)成份。配方中高嶺土及其它粘土礦物使用，除了滿足瓷體化學(xué)組成要求外，更關(guān)鍵能夠改善坯料成型性能。添加劑這種加入形式適適用于Ａｌ２Ｏ３含量在９０％以下中鋁瓷配料，比如某低溫?zé)Y(jié)７５瓷配方以下（ｗｔ％）：煅燒Ａｌ２Ｏ３６５、高嶺土２４、膨潤土２、ＢａＣＯ３４、方解石３、生滑石２。

②、以人工合成添加劑形態(tài)加入。此法是在ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２、ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２、ＣａＯ－ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２等三元、四元或其它相圖中找到最低共溶物組成點(diǎn)，預(yù)先按組成點(diǎn)成份將ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等所需化合物進(jìn)行第一次配料，經(jīng)球磨、煅燒成為低共熔物，即“人工合成添加劑”，然后按一定配比將人工合成添加劑和Ａｌ２Ｏ３粉料進(jìn)行第二次配料，以滿足氧化鋁陶瓷化學(xué)組成和性能要求。此法純度高，關(guān)鍵用于降低化學(xué)組成正確、性能要求高高鋁瓷燒結(jié)溫度，缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜，能耗高，制品成本高，只在特殊情況下采取。

③以化工原料形態(tài)加入。在配料時(shí)，直接將多種化工原料作為添加劑和Ａｌ２Ｏ３粉體一起一次完成配料，各助燒添加劑組成百分比仍然是參考專業(yè)相圖中最低共熔點(diǎn)組成來設(shè)定。生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)，此法不僅和人工合成添加劑法含有一樣降溫效果，而且大大簡化了工藝，不管配方設(shè)計(jì)、配料計(jì)算和工藝過程全部比人工合成添加劑法簡便，也比天然礦物形態(tài)更輕易，瓷質(zhì)性能穩(wěn)定，節(jié)能效益顯著。在實(shí)際生產(chǎn)中，從降低成本和坯料成型性能方面考慮，天然礦物原料和化工原料往往是同時(shí)使用。比如某低溫?zé)桑ǎ保担埃啊妗粒玻瑁└咪X瓷配方以下（ｗｔ％）；α－Ａｌ２Ｏ３９３、蘇州土３、燒骨石２、ＣａＣＯ３１５、ＢａＣＯ３０５、外加ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３２％。

三、采取特殊燒成工藝降低瓷體燒結(jié)溫度

采取熱壓燒結(jié)工藝，在對坯體加熱同時(shí)進(jìn)行加壓，那么燒結(jié)不僅是經(jīng)過擴(kuò)散傳質(zhì)來完成，此時(shí)塑性流動起了關(guān)鍵作用，坯體燒結(jié)溫度將比常壓燒結(jié)低很多，所以熱壓燒結(jié)是降低Ａｌ２Ｏ３陶瓷燒結(jié)溫度關(guān)鍵技術(shù)之一?，F(xiàn)在熱壓燒結(jié)法中有壓力燒結(jié)法和高溫等靜壓燒結(jié)法（ＨＩＰ）二種。ＨＩＰ法可使坯體受到各向同性壓力，陶瓷顯微結(jié)構(gòu)比壓力燒結(jié)法愈加均勻。就氧化鋁瓷而言，假如常壓下一般燒結(jié)必需燒至１８００℃以上高溫，熱壓２０ＭＰａ燒結(jié)，在１０００℃左右較低溫度下就已致密化了。

熱壓燒結(jié)技術(shù)不僅顯著降低氧化鋁瓷燒結(jié)溫度，而且能很好地抑制晶粒長大，能夠取得致密微晶高強(qiáng)氧化鋁陶瓷，尤其適合透明氧化鋁陶瓷和微晶剛玉瓷燒結(jié)。

另外，因?yàn)檠趸X燒結(jié)過程和陰離子擴(kuò)散速率相關(guān)，而還原氣氛有利于陰離子空位增加，可促進(jìn)燒結(jié)進(jìn)行。所以，真空燒結(jié)、氫氣氛燒結(jié)等是實(shí)現(xiàn)氧化鋁瓷低溫?zé)Y(jié)有效輔助手段。

在生產(chǎn)實(shí)踐中，為取得最好綜合經(jīng)濟(jì)效益，上述低燒技術(shù)往往相互配合使用，其中加入助燒添加劑方法相對其它方法而言，含有成本低、效果好、工藝簡便實(shí)用特點(diǎn)。在中鋁瓷、高鋁瓷和剛玉瓷生產(chǎn)中被廣泛使用。另外，從材料角度來看，經(jīng)過摻雜改性技術(shù)，大幅度提升氧化鋁陶瓷各項(xiàng)機(jī)電性能，用Ａｌ２Ｏ３含量低瓷體替換Ａｌ２Ｏ３含量高瓷體，也是企業(yè)常見降低氧化鋁陶瓷產(chǎn)品燒結(jié)溫度有效技術(shù)手段。比如在材料性能滿足產(chǎn)品使用要求下，用８５瓷替換９０瓷或９５瓷，用９０瓷、９５瓷替換９９瓷等全部是可行。

即使氧化鋁瓷低燒技術(shù)已取得很好經(jīng)濟(jì)效益，但仍有潛力可挖，現(xiàn)在仍有部分產(chǎn)品，從材料特殊性能要求和高溫狀態(tài)下器件尺寸穩(wěn)定性考慮，仍然采取高溫?zé)Y(jié)，怎樣將這類產(chǎn)品燒結(jié)溫度也降下來，是以后瓷體摻雜改性等低燒技術(shù)努力方向。氧化鋁陶瓷注射成形技術(shù)

氧化鋁陶瓷亦稱精密陶瓷、特種陶瓷、或高技術(shù)陶瓷。它是采取高度精選原料，根據(jù)特殊制造工藝生產(chǎn)，能正確控制化學(xué)組成和含有優(yōu)異性能陶瓷。現(xiàn)在，氧化鋁陶瓷關(guān)鍵使用在高技術(shù)和尖端工業(yè)，如微電子、核反應(yīng)堆、航天、磁流體發(fā)電、人工骨和人工關(guān)節(jié)等方面。氧化鋁陶瓷在制造工藝上，應(yīng)該滿足以下三方面要求。①精選原料要選擇高純度，顆粒應(yīng)盡可能細(xì)；②嚴(yán)格控制化學(xué)成份。制造過程中要預(yù)防雜質(zhì)混入和成份本身揮發(fā)，對燒結(jié)件顆粒度、界面、氣孔等要嚴(yán)格控制，以達(dá)成質(zhì)量穩(wěn)定和含有再現(xiàn)性；③正確形狀和尺寸。氧化鋁陶瓷制件通常不經(jīng)加工，直接使用，尤其是陶瓷電子器件要求較高精度。

氧化鋁陶瓷和一般陶瓷在成份和制造工藝上全部有很大差異。一般陶瓷經(jīng)過原料配制、坯料成形和窯爐燒成三道工序制成；而氧化鋁陶瓷大多采取粉末燒結(jié)法制造。在成形技術(shù)方面，因?yàn)樘沾捎捕葮O高，難于切割加工，尤其對于形狀復(fù)雜非對型制品，如汽車發(fā)動機(jī)中增壓器轉(zhuǎn)子，骨骼、牙齒等生物陶瓷制品，在成形燒結(jié)以后即為成品，無需再加工。為了滿足這一要求，大家模擬高分子材料工業(yè)注射成形技術(shù)生產(chǎn)塑料零件方法，加工氧化鋁陶瓷制品，取得了滿意效果。

陶瓷注射成形技術(shù)，是在陶瓷粉料中加入熱塑性樹脂、熱固性樹脂，增塑劑和減摩劑，使陶瓷粉料成為粘性彈體，然后將加熱混煉后料漿從噴口射入金屬模內(nèi)，冷卻固化即成。常見熱塑性樹脂有聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯，加入量為10-30％。這一技術(shù)很大程度地提升了形狀復(fù)雜產(chǎn)品成形精度和可靠性。

一、注射成形設(shè)備

注射成形機(jī)通常由增塑裝置(或注射裝置)、合模裝置、油壓裝置和電子、電源控制裝置組成。其類型依據(jù)增塑裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)不一樣，能夠分為柱塞式和并聯(lián)螺旋槳式。多年來，通常認(rèn)為后者優(yōu)點(diǎn)較多。

注射成形機(jī)是以電子、電源控制裝置為中樞，在驅(qū)動油壓裝置同時(shí)使增塑裝置、合模裝置順次工作。其工作程序是：陶瓷原料由漏斗放入，進(jìn)入缸體，原料在送人缸體端部同時(shí)，進(jìn)行熔化、攪拌，經(jīng)缸體端部噴嘴注射至金屬模具型腔中取得坯件。國外優(yōu)異控制系統(tǒng)采取屏幕顯示方法(如利用示波管、等離子、電致發(fā)光、液晶)，和設(shè)計(jì)圖形控制臺方法或二者組合復(fù)合控制臺方法。

模具材料通常采取高潔度、耐磨性、耐腐蝕性均優(yōu)良合金鋼。模具設(shè)計(jì)應(yīng)該符合陶瓷一高分子系統(tǒng)流動特征。為了降低成形體收縮，避免模具體內(nèi)空氣卷入成形體，所以模具要考慮控制放出口。在環(huán)狀制品上，柵對側(cè)易產(chǎn)生熔合紋，所以也要注意柵位置。為了使注塑條件最優(yōu)化，需要依靠模具、料筒等溫度管理和模具內(nèi)壓力傳感器進(jìn)行細(xì)致管理。另外，模具上應(yīng)有冷卻槽，能夠冷卻和加熱，依靠溫度調(diào)整器使模具溫度保持恒定，對提升成形體精度很有效。因?yàn)樵现幸罅渴褂糜袡C(jī)材料，為了不使毛坯產(chǎn)生熱裂，不剩碳渣地進(jìn)行脫脂也是一個(gè)關(guān)鍵課題。

二、工藝

陶瓷注塑成形原理和塑料注塑成形基礎(chǔ)相同。只是塑料內(nèi)混合大量陶瓷粉末。為了改善注塑成形條件，必需選擇和使用原料匹配有機(jī)材料，并要選定添加量。為了取得致密又均勻注塑成形體，陶瓷粉末濃度要高些。但過高將使成形性能變差。為改善混煉坯料流動性，應(yīng)降低分散劑高分子系粘度。作為前處理很關(guān)鍵是提升陶瓷粉末分散性，為了提升高分子流動性，需添加合適增塑劑和潤滑劑。

陶瓷原料粒度通常為1μm，加入粘結(jié)劑(或稱為添加劑)，經(jīng)充足混合、攪拌。注射成形工藝步驟見下圖。

在攪拌過程中，陶瓷粉末被粘結(jié)劑潤濕和包復(fù)，全部成為均勻復(fù)合物才可進(jìn)行注射成形。且需要冷卻、干燥、粉碎后，才取得適合注射成形機(jī)漏斗進(jìn)料顆粒。

整個(gè)工藝中應(yīng)注意和掌握技術(shù)問題有以下四個(gè)方面。

1、原料流動性

注射成形所用陶瓷顆粒通常由80-90％(關(guān)鍵比，下同)粉末和10～20％粘結(jié)劑組成。粘結(jié)劑在脫脂工序中去掉，所以添加量以最低程度為宜，但應(yīng)注意若添加量不足會影響成形效果。另外，陶瓷顆粒流動性在粒度越小、形狀越偏離球形時(shí)越差。所以，應(yīng)用盡可能簡便方法對流動性進(jìn)行測試。

2、成形條件產(chǎn)生缺點(diǎn)

成形條件假如不正確，會產(chǎn)生多種缺點(diǎn)。其中最關(guān)鍵是熔焊線條，若成形體帶有通孔或盲孔，則輕易出現(xiàn)這種缺點(diǎn)。所以，必需注意模具設(shè)計(jì)，尤其是開口類型、位置、大小及個(gè)數(shù)。同時(shí)應(yīng)注意注射成形注射溫度和速度間平衡。

另外，為了避免發(fā)生表面粗糙、裂紋、長條痕、變形等缺點(diǎn)。在成形困難情況下，可在注射成形機(jī)中裝設(shè)自適應(yīng)控制器，進(jìn)行細(xì)微控制。

3、脫脂

本工序又稱去掉粘結(jié)劑，通常升溫速度為3~5℃/b，約進(jìn)行5～10日，但在0.5MPa壓力保護(hù)氣氛下進(jìn)行時(shí)，40小時(shí)可結(jié)束脫脂。

4、燒結(jié)

熱工等參數(shù)可依據(jù)陶瓷種類而定。燒結(jié)中線收縮率約為15-20％，形狀比較復(fù)雜或壁較厚工作，輕易在燒結(jié)中產(chǎn)生裂紋，應(yīng)注意預(yù)防。

三、添加劑

這是注射成形技術(shù)中最關(guān)鍵問題之一。不一樣成形方法所需添加劑特征也不一樣。如注射成形要求脫脂、流動性、膠溶性、強(qiáng)度、收縮；擠壓要求可塑性、膠溶性、強(qiáng)度、潤滑；冷等靜壓(橡膠模壓)要求潤滑、制粒性、強(qiáng)度；機(jī)械壓制要求潤滑制粒性、強(qiáng)度、脫模等。同時(shí)，對于不一樣制品也要選擇不一樣粘接劑。

注射成形技術(shù)對添加劑要求以下。

1、膠溶性：多種成形方法全部盡可能采取較少添加劑為宜，能夠采取解膠性(膠溶性)添加劑，這對降低生產(chǎn)周期和產(chǎn)品成本全部有利。尤其是有