流延成型技术
知识点八 压延、流延成型

高分子材料专业 高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)
干燥装臵(垂直)
高分子材料专业 高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)
结 论:
进行压延操作的必要条件:摩擦角ρ >接触角α;
压延时,辊温比较高,胶料已达粘流态,胶料与辊筒表面的 摩擦角较大; 压延是连续加料的,辊隙间的堆积胶较少,故接触角很小, 一般α =3~10º ;
知识点八
压延、流延成型
第一部分 压延成型
第一节、压延成型过程 第二节、压延成型设备 第三节、压延成型工艺 第四节、压延成型的进展
内
容
第二部分 流延成型
第一节、概述 第二节、流延薄膜的原材料 第三节、挤出流延膜的工艺流程 第四节、流延膜的成型设备
高分子材料专业 高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)
第一部分 压延成型
高分子材料专业 高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)
辊速 压延机辊筒最适宜的转速主要由压延的物料和制品厚度要 求来决定的,一般软质制品压延时的转速要高于硬质制品的 压延,操作时辊筒的转速一般控制为:V3>V4>V2>V1。 注意:辊速和辊温是有关联的。
在物料配方和压延制品厚度不变的条件下,提高压延速度, 如果辊筒温度不变,则物料温度会升高,会引起包辊故障; 反之,则料温会过低,从而使压延制品的表面粗糙、不透明、 有气泡,甚至会出现孔洞。
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高分子材料专业 高分子成型加工技术Ⅰ(塑料)
辊筒 滚筒轴承 传动系统
辊距调整装臵
控制系统
加热冷却系统 挡料装臵 机架
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二、辊筒
辊筒是压延成型的主要部件,其与物料直接接触并对它施 压和加热,制品的质量在很大程度上受辊筒的控制。 1、压延辊筒的要求: 辊筒必须具有足够的刚度与强度,以确保在对物料的挤压作用 时不超过许用值。 辊筒的工作表而应有较高的加工精度,以保证尺寸的精确和表 面组糙度,从而保证压延制品的质量。 辊筒材料应具有良好的导热性。
流延成型法

流延成型法
流延成型法(Extrusion Molding)是一种常见的塑料加工方法,通过将塑料材料加热后挤出成型,获得所需形状和尺寸的产品。
流延成型法的主要流程包括以下几个步骤:
1. 原料准备:选择适合流延成型的塑料材料,并将其破碎和干燥,确保材料的均匀性和完整性。
2. 加热和熔化:将干燥后的塑料颗粒放入流延机的注料区,通过加热和熔化使其变为可塑性状态。
流延机通常由加热器和螺杆组成,螺杆旋转将塑料材料推进加热区域,并将其熔化。
3. 挤出和成型:熔化的塑料材料经过螺杆的推进,进入流延机的模头。
模头具有所需产品的截面形状,通过模头的加工和冷却,将熔化的塑料挤出成为连续的形状。
在挤出过程中,根据需要可能会引入填充剂、染料等以改变产品的性能和颜色。
挤出后的产品可以通过各种方式进行切割或定尺,以获得所需的长度。
4. 冷却和固化:挤出的塑料产品通过冷却和固化,使其成固态。
通常使用冷却水或空气冷却产品,以快速固化并保持所需的形状和尺寸。
5. 后续处理:根据需要,挤出的产品可能需要进行进一步的处理,如切割、修整、打磨、表面处理等。
流延成型法的优点包括生产效率高、生产周期短、成本低、适用于生产大批量产品等。
它在日常生活中广泛应用于制造各种塑料制品,如塑料板材、水管、电缆护套、薄膜、包装材料等。
塑料薄膜流延成型技术

塑料薄膜流延成型技术
塑料薄膜流延成型技术
塑料薄膜流延成型技术是一种无模制造技术,它可以让原料被加热,加压,挤压,拉伸,压缩和热塑成型。
它可以制成多种多样的塑料薄膜产品,具有较高的精度,较厚的层次感和良好的耐磨性能。
塑料薄膜流延成型技术的优势在于,它可以制造出厚度可调、宽度可调、颜色可调和形状可调等多种多样的塑料薄膜产品。
它还具有低成本、快速生产、无模具、切割容易等优势。
塑料薄膜流延成型技术的应用非常广泛,它可以用于制造各种类型的塑料薄膜,如热塑性塑料薄膜、压敏性塑料薄膜、水性塑料薄膜、高分子长丝塑料薄膜等。
它可以用于制造包装薄膜、家用电器外壳、电子元件封装、贴片绝缘层、膜型涂层等。
塑料薄膜流延成型技术的生产工艺比较复杂,需要精密的控制,以保证产品质量。
在工艺过程中,应注意温度和湿度的控制,并且在拉伸、压缩、热塑成型等过程中,要控制好塑料薄片的厚度和宽度,以保证产品质量。
塑料薄膜流延成型技术是一种高精度的无模制造技术,它可以用于制造各种类型的塑料薄膜产品,应用非常广泛,具有较高的精度和良好的耐磨性能。
流延成型工艺

流延成型工艺嘿,朋友们!今天咱来聊聊流延成型工艺,这可真是个有意思的玩意儿呢!你看啊,流延成型就好像是一位神奇的魔法师,能把那些不起眼的原材料变得有模有样。
想象一下,一堆粉末或者液体,在经过这个工艺之后,就能变成薄如蝉翼、平整光滑的薄片,是不是很神奇?它的过程其实也不难理解。
就像是我们包饺子的时候擀面皮一样,把材料均匀地铺开。
只不过流延成型更精细、更专业啦!先把材料调配好,让它们乖乖地融合在一起,形成一种可以流动的状态。
然后呢,通过一个特殊的装置,让这些材料像小河流一样缓缓地流淌出来,均匀地铺在一个平面上。
等它们冷却固化了,嘿,一张完美的薄片就诞生啦!流延成型工艺的好处可多了去了。
它可以做出非常薄而且均匀的制品,这可不是随便什么方法都能做到的哦!而且它的精度很高,能满足各种精细的要求。
这就好比是一个能工巧匠,一点点地雕琢出精美的作品。
比如说,在电子行业,那些薄薄的薄膜,很多都是通过流延成型做出来的呀!没有它,我们的手机、电脑可能就没那么好用啦!还有在医疗领域,一些特殊的材料也需要用这个工艺来制作呢。
那怎么才能做好流延成型呢?这可得有点技巧啦!首先,材料的选择很重要,就像做菜选食材一样,得挑好的。
然后,工艺参数得把握好,温度啦、流速啦,都得恰到好处,不然可就做不出好东西咯!而且啊,设备也得维护好,不然关键时刻掉链子可不行。
流延成型工艺虽然厉害,但也不是没有挑战的呀!比如说,有时候材料会不听话,出现气泡啊、厚度不均匀啊之类的问题。
这就像是路上遇到的小怪兽,得想办法打败它们。
还有啊,不同的材料有不同的脾气,得慢慢摸索它们的习性,才能让它们乖乖听话。
不过没关系呀,咱不怕挑战!只要我们认真研究,不断尝试,肯定能把流延成型工艺玩得团团转。
让它为我们创造出更多更好的产品,让我们的生活变得更加丰富多彩。
总之呢,流延成型工艺就是这样一个既有趣又有用的东西。
它就像一个隐藏在工业世界里的小秘密,等待着我们去发现和探索。
流延成型工艺流程

流延成型工艺流程一、流延成型的准备阶段。
1.1 原料的选择。
流延成型啊,这原料的选择可太重要了。
就像咱们做菜,得选新鲜的食材一样。
这原料得有合适的粒度、纯度之类的。
比如说陶瓷流延成型,那陶瓷粉末的质量得过关啊,要是粉末里面杂质太多,就像一锅粥里混进了沙子,那做出来的成品质量肯定好不了。
而且不同的产品需求,原料的成分比例也得好好琢磨,可不能稀里糊涂的。
1.2 添加剂的调配。
添加剂在流延成型里那就是“神助攻”。
像分散剂啊,它能让原料均匀地分散开,就像把一群调皮捣蛋的小孩子给安排得井井有条。
增塑剂呢,能让坯体有一定的柔韧性,不然那坯体硬邦邦的,很容易就裂了,这就好比人要是太死板,在生活里就容易碰壁。
这些添加剂的量得拿捏得准,多了少了都不行,那真得有点“过犹不及”的意思。
二、流延成型的关键操作。
2.1 浆料的制备。
这浆料制备可是个精细活。
先把原料和添加剂按照比例混合起来,然后加入溶剂。
这个搅拌的过程就像跳舞一样,得有节奏。
搅拌得不够,原料混合不均匀,搅拌得太猛了,又可能会引入气泡。
气泡在流延成型里那就是“眼中钉”,有了气泡,做出的产品就可能有孔洞,就像漂亮的脸蛋上长了麻子,多难看啊。
2.2 流延过程。
流延的时候,就像给地面铺地毯似的。
把制备好的浆料倒在流延机的载带上,然后通过刮刀控制厚度。
刮刀就像一把神奇的梳子,把浆料梳理成均匀的一层。
这厚度的控制可不能马虎,得精确到毫米甚至更小的单位。
要是厚度不均匀,那做出来的产品尺寸就不达标,就像盖房子,墙砌歪了,这房子能结实吗?2.3 干燥处理。
干燥这一步也很关键。
就像把洗过的衣服晾干一样,得把流延后的坯体里的溶剂给除掉。
但是干燥的速度得控制好,太快了,坯体可能会开裂,这就叫“欲速则不达”;太慢了呢,又会影响生产效率。
而且干燥的环境也得注意,湿度啊温度啊都得合适,不然坯体可能会受潮或者变形。
三、流延成型的后期处理。
3.1 坯体的脱模。
坯体干燥好了之后,就要脱模了。
流延成型工艺及添加助剂作用

流延成型工艺及添加助剂作用摘要:流延成型是目前生产电子陶瓷基片常用的方法之一。
本文简要介绍了流延成型工艺过程中浆料组成对陶瓷粉体及各种添加助剂要求及研究现状。
流延成型(ape-casting, 亦称 Doctor-blading 或 Knife-coating)是薄片陶瓷材料的一种重要成型工艺。
最早被 Glenn N. Howatt应用于陶瓷成型领域,自1952年获得专利以来,流延成型一直应用于生产单层或多层薄板陶瓷材料[1]。
流延成型法由于具有设备简单、可连续操作、生产效率高、坯体性能均一等特点,已成为制备大面积、超薄陶瓷基片的重要方法,被广泛应用在电子工业、能源工业等领域,如制备Al2O3、AlN电路基板,BaTiO3基多层电容器及ZrO2固体燃料电池等[1]。
流延成型是在陶瓷粉料中加入溶剂、分散剂、粘结剂、增塑剂等,得到分散均匀的稳定浆料,在流延机上制得所需厚度薄膜的一种成型方法。
粉料、溶剂、分散剂、粘结剂以及塑性剂的选择对流延成型工艺非常重要,直接影响流延浆料的性能,从而对素坯性能产生影响,最终影响烧结制品的性能。
传统的流延成型工艺不足之处在于所使用的有机溶剂(如甲苯、二甲苯等)具有一定的毒性,使生产条件恶化并造成环境污染,且生产成本高。
此外,由于浆料中有机物含量较高,生坯密度低,脱脂过程中坯体易变形开裂,影响产品质量。
近年来在材料学科工作者的不懈努力下,在原有流延成型方法的基础上,开发出了新的水基流延成型方法,如凝胶流延成型工艺、紫外引发聚合成型工艺和等静压流延成型工艺等[2]。
流延成型的关键是粉体,陶瓷粉体的化学组成和特性能够影响甚至控制最终烧结材料的收缩和显微结构,所以要严格控制粉体的杂质含量。
陶瓷粉体的颗粒尺寸对颗粒堆积以及浆料的流变性能会产生重要影响。
为了使成型的素坯膜中陶瓷粉体颗粒堆积致密,粉体的尺寸必须尽可能小。
但另一方面,颗粒尺寸越小比表面积越大致素坯膜的排胶困难,干燥和烧结后收缩率增加,降低最终烧结陶瓷的体密度。
流延成型的原理

流延成型的原理一、引言流延成型是一种常见的塑料加工方法,它可以制造出各种形状的塑料制品,如薄膜、板材、管材等。
该方法具有生产效率高、成本低、生产周期短等优点,在工业生产中得到了广泛应用。
本文将介绍流延成型的原理,包括设备组成、加工过程和影响因素等方面。
二、设备组成流延成型主要由挤出机、模头和冷却辊组成。
挤出机是整个系统的核心部件,它通过高温高压将塑料熔化并挤出到模头中。
模头是挤出机和冷却辊之间的连接部件,其内部结构会影响到最终产品形状和质量。
冷却辊是用来降温和固化塑料的,在整个加工过程中起着至关重要的作用。
三、加工过程1. 塑料熔化:在挤出机内部,塑料颗粒经过高温高压下被熔化并变为可流动状态。
2. 挤出:经过一定压力后,熔化的塑料从挤出机中被挤出,并进入模头中。
模头内部的结构会影响到塑料的流动方向和速度。
3. 冷却:进入模头后,塑料被冷却辊降温并固化。
冷却辊的温度和速度会影响到塑料的质量和形状。
4. 压光:经过冷却后,板材或薄膜需要进行压光,以使其表面平整光滑。
5. 切割:最终产品需要根据要求进行切割和加工,以达到特定的形状和尺寸。
四、影响因素1. 温度:挤出机、模头和冷却辊的温度会直接影响到塑料的熔化、流动和固化过程。
不同类型的塑料需要适宜的加工温度范围。
2. 压力:挤出机内部产生的压力会直接影响到塑料从挤出口流出时的速度和厚度。
过高或过低的压力都会导致产品质量问题。
3. 模头结构:不同类型和形状的产品需要适宜的模头结构。
模头内部结构对于塑料流动方向、速度和均匀性等方面都有重要影响。
4. 冷却辊速度和温度:冷却辊的速度和温度会直接影响到塑料的冷却和固化过程。
过高或过低的速度和温度都会导致产品质量问题。
5. 材料质量:塑料颗粒的质量和成分对于最终产品的质量也有重要影响。
不同类型和品牌的塑料颗粒具有不同的特性,需要选择适宜的材料进行加工。
五、总结流延成型是一种常见且重要的塑料加工方法,其原理包括设备组成、加工过程和影响因素等方面。
流延膜成型工艺及设备介绍

流延膜成型工艺及设备介绍引言流延膜成型工艺是一种常见的塑料薄膜制备技术,广泛应用于包装、建筑、农业等行业。
本文将介绍流延膜成型的工艺流程以及相关设备。
流延膜成型工艺流延膜成型工艺是通过将熔融的塑料料坯通过流通槽流动,在一对冷却辊的夹持下进行拉伸成膜。
具体工艺流程如下:1.塑料颗粒的预处理:将原料塑料颗粒进行干燥、筛选等预处理工序,确保颗粒的干燥和均匀性,以便提高成膜质量。
2.挤出:将预处理后的塑料颗粒通过挤出机加热熔化,形成熔融的塑料料坯。
3.进料和涂布:熔融的塑料料坯通过流通槽进入成膜区域,同时在上方的涂布器中加入适量的添加剂,如抗静电剂、防霉剂等,以增加膜的功能性。
4.成膜:塑料料坯在冷却辊的夹持下进行拉伸,形成薄膜状。
辊的转速和温度的控制对成膜速度和薄膜厚度有重要影响。
5.冷却:成膜后的薄膜通过冷却辊的冷却作用,使其快速降温固化,保持形状和机械性能。
6.拉伸:冷却后的薄膜经过拉伸辊进行预拉伸,以提高薄膜的透明度、强度和尺寸稳定性。
7.收卷:拉伸后的薄膜经过辊筒的引导,被卷取到薄膜卷筒中。
流延膜成型设备流延膜成型设备是流延膜生产过程中的核心设备,主要包括挤出机、流通槽、冷却辊、涂布器、拉伸辊和收卷机等。
1.挤出机:挤出机是将固态塑料颗粒加热熔化,并通过螺杆将熔融物质推送到流通槽中的设备。
挤出机的型号和规格根据生产需要进行选择。
2.流通槽:流通槽是塑料料坯流动的通道,通常由不锈钢制成。
其长度和宽度可根据生产需求进行调整,以控制成膜速度和薄膜厚度。
3.冷却辊:冷却辊通常由铸铁或铜制成,通过辊的内部流动的冷却介质降温,使薄膜快速降温固化。
冷却辊的转速和温度可以通过控制系统进行调节。
4.涂布器:涂布器用于在薄膜成膜区域上方添加添加剂。
涂布器有不同种类,可根据生产需要选择,如喷雾式涂布器和擦拭式涂布器等。
5.拉伸辊:拉伸辊用于对成膜后的薄膜进行预拉伸,以提高薄膜的透明度、强度和尺寸稳定性。
拉伸辊的尺寸和数量可根据生产需求进行选择。
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凝胶流延成型工艺
水基凝胶流延成型工艺是利用有机单体的聚合原理进行流延 成型。该法是将陶瓷粉料分散于含有有机单体和交联剂的水 溶液中,制备出低粘度且高固相体积分数的浓悬浮体(<50 %体积分数),然后加引发剂和催化剂,在一定的温度条件 下引发有机单体聚合,使悬浮体粘度增大,从而导致原位凝 固成型,得到具有一定强度、可进行机加工的坯体。水基凝 胶流延成型所使用的浆料由陶瓷粉末、有机单体、交联剂、 溶剂、分散剂、塑性剂等组分配制而成。
粉末处理工艺
煅烧温度与球磨时间:球磨工艺不仅减小了平均粒径,而且也使粒 径分布区域变窄。 粒 度 分 析
原始粉料 煅烧 球磨 烘干 过筛 实验用粉料
0.70
SEM分 析
原始粉 末 1200℃煅烧 1250℃煅烧
100
0.65
1200℃煅烧未球磨
煅烧后球磨40h
0.60
80
平均粒径 /μm
百 分 数 /%
沉积率RSH(%)
分散剂对ZrO2浆料粘度的影响
粉料和溶剂恒定时,浆料粘度与分散 剂浓度呈非线性关系。随着分散剂用 量的增加,分散剂对颗粒的静电位阻 作用增强,浆料的流动性明显改善, 粘度也不断下降,直至达到最低粘度。 继续增加分散剂用量,浆料的粘度又 有所增加,这是因为出现过饱和吸附 的情况,过量的分散剂分子相互桥联 成网络结构,极大地限制了颗粒的运 动,再加上离子强度的增加,从而使 浆料粘度升高。故每种分散剂用量均 有一个最佳范围,使浆料粘度达到最 低,此时分散剂在颗粒表面的吸附达 到了饱和,分散剂大分子在粒子外围 形成一壳层,使分散体系靠静电位阻 的作用达到稳定。
脱脂
烧结
水基流延成型工艺
水基流延成型工艺使用水基溶剂替代有机溶剂,由 于水分子是极性分子,而粘结剂、增塑剂和分散剂 等是有机添加剂,与水分子之间存在相容性的问题, 因此在添加剂的选择上,需选择水溶性或者能够在 水中形成稳定乳浊液的有机物以确保得到均一稳定 的浆料。同时还应在保证浆料稳定悬浮的前提下, 使分散剂的用量尽量地少,同时在保证素坯强度和 柔韧性的前提下使粘结剂、增塑剂等的有机物的用 量尽可能少。
流延成型溶剂
选择溶剂的基本原则为:必须能溶解其它添加成分,包括分散剂、 粘结剂和增塑剂等;在浆料中能保持化学稳定性,不与粉料发生 化学反应;易于挥发与烧除;使用安全卫生和对环境污染少。最 常用的溶剂分为有机溶剂和水两大类。因用有机溶剂所得的浆料 粘度低,溶剂挥发快,干燥时间短,所以流延法制膜中使用有机 溶剂较多,但使用有机溶剂存在易燃和有毒的缺点,而用水作溶 剂则具有成本低、使用安全卫生和便于大规模生产等优点,其缺 点是:对粉料颗粒的湿润性能较差、挥发速度慢和干燥时间长;浆 料除气困难,气泡的存在会影响素坯的质量;水基浆料所用粘结 剂多为乳状液,品种较少使粘结剂的选择受到限制。溶剂对粉料 的湿润性能主要与其表面张力有关,表面张力越小,对粉料颗粒 的湿润性能越好。有机溶剂的表面张力比水要低得多,所以其湿 润性能比水好。混合溶剂的表面张力和介电常数等综合性能较单 一组分要好,且沸点低,对分散剂、粘结剂和塑性剂的溶解性能 也较佳。研究表明,所谓“动力学溶剂”(小分子如乙醇)和 “热力学溶剂”(酯、酮)的混合物是最有效的。为确保干燥过 程中同时挥发,流延浆中常用二元共沸混合物。最常用的有乙醇/ 甲乙酮、乙醇/三氯乙烯、乙醇/水和三氯乙烯/甲乙酮等。
目前得到广泛应用的流延成形工艺为非水基流延成型工艺,即传统的流延工艺,其工艺 包括浆料制备、球磨、脱泡、成型、干燥、剥离基带等工序。该工艺的特点是设备简单, 工艺稳定,可连续操作,生产效率高,可实现高度自动化。
溶剂 粘结剂
陶瓷粉料
球磨
混磨
真空除泡
粘度调节
流延成型
干燥
分散剂
增塑剂
传统的非水基流延成型已经较为成熟,在陶瓷领域有广泛的应用,如用流延成 型制备氧化铝陶瓷膜、制备ALN膜、制备YSZ膜、流延成型制备陶瓷燃料电池 电解质膜等,也可以制备包含有晶须的复合陶瓷膜。 传统的流延成型工艺不足之处在于所使用的有机溶剂(如甲苯、二甲苯等)具有 一定的毒性,使生产条件恶化并造成环境污染,且生产成本较高。此外,由于浆 料中有机物含量较高,素坯密度低,脱脂过程中坯体易变形开裂,影响产品质 量。针对上述缺点,研究人员开始尝试用水基溶剂体系替代有机溶剂体系。
增塑剂 单体溶液 球磨 混合 交联剂 分散剂 陶瓷粉末 催化剂 惰性气体保护 真空除泡 流延 聚合成型 引发剂 加热
凝胶流延成型工艺
有机单体的选择原则是:粘度低、溶液稳定性好、流动性好; 经聚合反应能够形成长链状聚合物;形成的聚合物具有一定 的强度,保证成型后的素坯能够进行切片、冲孔等加工作业。 用于凝胶流延成型的有机单体有:2-羟乙基甲基丙烯酸酯 (HEMA)、甲基丙烯酸(MA)、丙烯酰胺(AM)、甲基 丙烯酰胺(MAM)等。凝胶流延成型工艺的优点在于可以 极大地降低浆料中有机物的使用量,提高浆料的固相含量, 因而提高素坯的密度和强度,同时大大减轻环境污染,并显 著降低生产成本。目前凝胶流延成型工艺已经应用于研制氧 化铝陶瓷薄片及燃料电池YSZ等领域。
流延陶瓷片基元件用途 1陶瓷单层 陶瓷单层
A电容器 电容器 B压电陶瓷 压电陶瓷 C电子陶瓷 电子陶瓷
2多层陶瓷部件 多层陶瓷部件
A多层平板式传感器 多层平板式传感器 B固体氧化物燃料电池(SOFC) 固体氧化物燃料电池( 固体氧化物燃料电池 )
3.2厚膜成型工艺 厚膜成型工艺 陶瓷片基元件总生产流程图
水基流延成型工艺优缺点
水基流延成型具有价格低廉,无毒性,不易燃等优 点,但也存在一些问题:a)蒸发速度低;b)所需的 粘结剂浓度高;c)氢键引起陶瓷粉末团聚导致絮凝; d)浆料对工艺参数变化敏感,不易成型表面致密光 滑的陶瓷膜;e)坯体结合不充分,干燥易起泡开裂, 脆性大,易弯曲变形;f)缺陷引起应力集中,导致 烧结开裂。目前,水基流延成型的研究主要应用于 Al2O3, ZrO2等少数的氧化物陶瓷,对TiC也有研 究。
高分子量的聚合物分子(多为二亲共聚物) 以其非溶性基团锚固在固体颗粒的表面, 其可溶性基团向介质中充分伸展,充当 稳定部分,阻碍颗粒沉降,起到稳定浆 料的作用,即空间位阻稳定
空间位阻稳定示意图 Schematic diagram of steric stabilization
粘结剂与增塑剂
为了提高素坯的强度和改善素坯的韧性及延展性,以便于与衬垫 材料分离和搬运,在浆料中须加入粘结剂和塑性剂。选择粘结剂 须考虑的因素有:素坯厚度;所选溶剂类型及匹配性,不妨碍溶 剂挥发和不产生气泡;应易于烧除不残留;能起到稳定浆料所用 衬垫材料的性质,要不相粘和易于分离。所用粘结剂需要具备好 的流动特性,粘度要适中;必须能很好的润湿粉体,并对粉体有 较好的粘附作用;具有较高的导热性和较低的热膨胀系数以减少 坯体所受的热冲击,减少缺陷。粘结剂根据作用的官能团类型分 为非离子、阴离子和阳离子三类。在流延工艺中使用最多的是阴 离子与非离子型的粘结剂,主要有乙烯基与丙烯基两大类。在非 水基浆料中常用的粘结剂有,聚丙烯酸甲脂和乙基纤维素等;在 水基介质中常用粘结剂有聚乙烯醇、丙烯酸乳剂和聚丙烯酸胺盐 等。其中聚乙烯醇缩丁醛由于其恰当的热塑性,而且极好的尺寸 稳定性和高的拉伸强度,PVB在陶瓷流延成型中得到广泛应用。 增塑剂在浆料中的主要作用是降低粘结剂的塑限温度Tg,使Tg 达到室温或室温以下,从而确保粘结剂在室温时具有好的流动性 和不发生凝结。另外,增塑剂对粉体颗粒还起润滑和桥联作用, 有利于浆料的分散稳定,但加入增塑剂会使素坯的强度降低。
流延等静压复合成型工艺
流延等静压复合成型工艺是以非水基和水基流延成型工艺为 基础的工艺过程,它把流延成型工艺和等静压成型工艺有效 的结合起来,以提高素坯的成型密度和烧结密度,工艺过程 较为简单,易于陶瓷膜的工业化生产。由于流延素坯本身制 备工艺的限制,其浆料固含量较低,虽然通过增大粒径,可 以提高浆料固含量和提高素坯密度,但粉体粒子粒径过大, 其烧结性能就会下降,反而会导致烧结膜材密度下降。另一 方面在素坯干燥过程中,因溶剂的挥发,粘结剂和塑性剂难 以在干燥前填充溶剂挥发留下的气孔,从而在素坯表面和内 部留有许多凹坑和孔洞,使素坯结构疏松,密度较低,而单 层流延膜由于厚度较小,不能采用一些非常规烧结手段(如 热压烧结),只能采用无压烧结,加上烧结过程中大量有机 添加剂的烧除,很难获得致密的流延烧结膜材。因素坯密度 较低,结构疏松但延展性较好,故对素坯采用等静压二次成 型提高素坯成型密度,将提高烧结膜材密度。
陶瓷流延成型法
流延工艺是由Glenn N.Howatt最早提出并应用于陶瓷成型领 域,并于1952年获得专利。流延法是一种制备大面积、薄平 陶瓷材料的重要成型方法,流延成型自出现以来就用于生产 单层或多层薄板陶瓷材料。现在,流延成型已成为生产多层电 容器和多层陶瓷基片的支柱技术,同时也是生产电子元件的必 , 要技术:如用Al2O3制得各种厚度的集成电路基板和衬垫材 料;用BaTiO3制成电容器介质材料;用ZrO2制成固体氧化 物燃料电池、氧泵和氧传感器等。此外,流延成型工艺还可用 于造纸、塑料和涂料等行业。流延成型工艺包括浆料制备、 成型、干燥、剥离基带等过程。该工艺的特点是设备简单,工 艺稳定,可连续操作,生产效率高,可实现高度自动化。
陶瓷流延成型法
流延成型的具体工艺过程是将陶瓷粉末与分散剂、 粘结剂和增塑剂在溶剂中混合,形成均匀稳定悬浮 的浆料。成型时浆料从料斗下部流至基带之上,通 过基带与刮刀的相对运动形成坯膜,坯膜的厚度由 刮刀控制。将坯膜连同基带一起送入烘干室,溶剂 蒸发,有机结合剂在陶瓷颗粒间形成网络结构,形 成具有一定强度和柔韧性的坯片,干燥的坯片连同 基带一起卷轴待用。在储存过程中使残留溶剂分布 均匀,消除湿度梯度。然后可按所需形状切割、冲 片或打孔。最后经过脱脂烧结得到成品。
0 10 20 30 40
0.55
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0.45