欢迎来到陶瓷信息网网站!
网站首页 设为首页加入收藏
陶瓷信息网 > 陶瓷知识 > 陶瓷艺术 > 导航 >

我国硅酸盐固体氧化物燃料陶瓷电池取得突破

我国硅酸盐固体氧化物燃料陶瓷电池取得突破

陶瓷艺术 陶瓷瓷砖 瓷砖陶瓷

2021-05-15

陶瓷艺术。

日前从中科院上海硅酸盐研究所获悉,该所固体氧化物燃料电池小组在国内率先取得突破进展,有能力将300片“陶瓷电池”层叠串联,功率可满足一户普通家庭用电需求。

陶瓷介质燃料电池高达50%到60%,居各类燃料电池之首,比氢燃料低温型质子交换膜电池高一成以上,而且不需铂金等贵金属催化剂就能快速反应,对燃料气体也不“挑食”,氢气、天然气、煤气等均可使用,易于推广。

陶瓷电池单片一块仅10厘米见方。其关键夹层是一片以氧化锆为主要成分的特种陶瓷,厚度为0.015毫米,比纸还薄。陶瓷薄膜正面涂有黑色的稀土金属复合氧化物,作为正极;反面是一层较厚的绿色“金属陶瓷”,作为负极。在750摄氏度实验温度下,空气中的氧分子吸附于黑色正极,2个氧原子会分别从涂层上“抢走”2个电子,变成氧离子;随后这些带电的离子穿过陶瓷膜,与负极那一边的氢气反应,并释放出能量,生成无污染的水。氧不断“劫持”电子穿越薄膜,正负两极间便形成电压,产生电流。

一片陶瓷电池目前为1伏电压,功率仅12到14瓦;将60片层层叠加,封接为一个呈立方体的小电池堆,大小近似“热水瓶”,功率可达800瓦左右;再将5个“热水瓶”串联成一个不大的电池组,就有300伏电压和4000瓦功率,“拖”两三个空调没问题,走入家庭前景看好。

事实上,家用燃气灶火焰温度远高于750摄氏度,既可为陶瓷电池组输入天然气、煤气等反应气体,又可为电池启动加热,加之电池组外套上的保温材料,就能确保较高反应温度。电池放电同时,还伴有大量高温废热产生,可进行循环利用,替代热水壶、热水器功能。据预计,随着国产材料科技发展,兆瓦级“陶瓷电池”也会出现,电池变身发电厂都有可能。

taoci52.com延伸阅读

中科院上海硅酸盐研究所陶瓷研发中心挂牌


一块一元硬币大小的特种陶瓷,价值相当于一块一平方米地砖的数十倍。在陶瓷产业升级呼声日益高涨的情况下,发展污染小、能耗低、附加值高的特种陶瓷无疑是一条产业升级的新路。

今日,中国科学院上海硅酸盐研究所(佛山)陶瓷研发中心在禅城南庄华夏陶瓷研发中心正式挂牌,国内顶级的特种陶瓷研发机构进驻,将给陶瓷产业的升级提供强大的技术支撑。

院地合作的“先行者”

据介绍,中国科学院上海硅酸盐研究所拥有高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室、结构陶瓷工程研究中心、人工晶体研究中心和古陶瓷研究中心,是国内公认的特种陶瓷顶级研发机构。禅城是全国建陶产量最大的产区之一,具有雄厚的生产能力。

上海硅酸盐研究所所长罗宏杰说,促使双方合作的基础是,中科院上硅所的综合技术优势、人才优势,与佛山的产业、体制、市场优势有巨大的互补空间。

该研发中心的设立是中科院首次进行“院地合作”的一个尝试,承担起科研成果产业化的重任。作为技术输出口,中科院上硅所将最新的科研成果信息提供给佛山研发中心,通过该中心与有实力的企业实行对接转化。另外,中心还会为企业提供管理、人才培养等方面的服务。

罗宏杰介绍,今后研发中心的主要任务是,紧紧围绕佛山乃至广东在陶瓷方面的产业优势,针对企业在“传统陶瓷高技术改造提升”和“高技术陶瓷产业化”等方面的迫切需求,开展相关工作。

带动产业升级换代

特种陶瓷是指在陶瓷的原材料中加入各种化合物,使其具有优异的强度、耐磨性、耐热性和耐蚀性。特种陶瓷应用面很广,在工业机械设备、燃气具行业、医疗器械、精密加工等行业中发挥重要作用等,甚至能“上天入地”,作为航天科技和汽车制造业的重要零件。

据介绍,特种陶瓷的附加值很高,消耗的原材料少,而且在生产过程中几乎不会造成污染。这种环保型的陶瓷生产是佛山一直梦想实现的陶瓷产业升级目标。

目前,不少产品附加值低、生产成本大、环境污染严重的建陶生产厂已经逐渐搬离禅城区,但这些企业走了之后佛山陶瓷将难以避免空心化的趋势。“佛山陶瓷要升级,要避免空心化,就必须突破原来的生产领域,发展高端的陶瓷产品。”市陶瓷协会一位专家表示,目前国内高质量的特种陶瓷产品大部分依赖进口,市场方面还存在一定的空白。禅城区具有得天独厚的生产优势正是发展特种陶瓷的好基础。

这次上硅所佛山研发中心落户禅城就带来了一份大大的见面礼——19个具有国际顶尖水平的特种陶瓷及其相关配套技术项目。这些项目涵盖汽配、精密制造技术、航天、化工等多个领域。此前,禅城一家压电陶瓷生产企业就上硅所佛山研发中心一项投产,预期可产生每年6亿元的销售额。可以预见的是,这19项技术转化后,将为佛山陶瓷带来前所未有的变化。

禅城区科技局一位负责人介绍,上硅所佛山研发中心建立后,将给陶瓷的生产提供了更多的生产思路和科技支持,客观上推动陶瓷产业的高端发展,为带动陶瓷产业的升级换代注入了强劲动力。

我国德化白瓷分期断代研究取得突破


由中国文物专家主持的德化白瓷分期断代研究,日前取得重要突破。新的研究成果构造出了明代以来中国德化白瓷分期断代的综合谱系框架,使得散布在世界各地的上万件德化白瓷的时代归属有了判断依据。目前,这项研究成果已由科学出版社出版公布。

德化白瓷是中国古代制瓷史中最具特点的一大窑系。它的烧造始于唐宋,盛于元明清。几百年来,德化白瓷收藏遍及欧亚美非各国,被欧美收藏界视为中国白瓷的代表。但由于资料分散等客观原因,以明清时期为代表的德化白瓷分期断代问题一直没有解决,使得散布在世界各地的上万件德化白瓷的时代归属难以确切判定。

为此,文物专家刘幼铮收集了国内外相关实物资料4000余件,全面整理了中外研究的主要成果,在此基础上,运用考古学的类型学和频率学,辅以统计学的概率理论等研究方法,构造了一个多方位的运作模型,输入实物资料进行筛选、分类、统计、排队,推导出了明清500年间德化白瓷重点器型和器物特征的9组演变系列。

学术界认为,这一研究成果构造出了明代以来中国德化白瓷分期断代的综合谱系框架。

产业高速发展 重大项目取得突破


1至9月,景德镇市陶瓷工业总产值完成45.2亿元,同比增长45.34%,增幅居七大支柱产业之首。出口创汇4801.91万美元,同比增长33.34%,占全市出口总额三分之一强。陶瓷税收大幅增加,完成47414万元,同比增长71.82%。

工业投资势头强劲。1至9月,景德镇市工业投资项目达213个,完成投资83.01亿元,同比增长139.5%,占城镇以上固定资产投资71%。列入省“十百千亿”工程的57个重大工业项目投资速度进一步加快,已完成投资38.48亿元,占累计投资的71.76%。工业投资项目和投资额的不断增加,为我市工业积蓄了巨大的发展后劲。

重大工业项目取得突破。景德镇市成功引进了一批重大工业项目,总投资48亿元的多晶硅项目顺利落户、为该市打造光伏产业打下坚实基础。欧文莱建陶高档墙地砖项目、金鸿建陶高档外墙砖项目、金刚陶瓷辊棒泡沫陶瓷项目、莱特高档墙地砖项目、深圳华烨节能照明产业项目、江西金龙化工项目、江西玛德精细化工等等一批投资过亿元的重大项目纷纷落户园区。已落户项目进展顺利,金意陶、特地、乐华、圣泰等项目已相继正式点火生产。已投产项目后期发展形势良好。海畅法蓝瓷二期正在抓紧建设,同惠电子二期、隆祥陶瓷三期主体厂房基本竣工,三雄二期即将开工建设。跑部进京项目成效明显。一大批高新技术产业化项目和节能降耗、资源综合利用项目纷纷获得国家和省资金支持,有力地推动了我市产业结构的调整和可持续发展。同惠电子“剪切模高频谐振器用压电陶瓷材料及元件产业化”项目获省财政支持430万元;雕塑瓷厂“工业设计中心”项目已获国家60万元资金支持;科宏特陶“高电氧化铌钽陶瓷坩埚产业化”项目已获国家科技部2008创新基金项目80万元资金支持;市振兴公司“日用陶瓷标准化原料产业化开发”项目和“陶瓷窑炉节能技术改造”项目分别获省2008年第一批结构调整和产业升级项目资金支持40万元和2008年省财政节能专项资金补助项目资金100万元;通过经贸委系统申报国家优惠政策支持的项目已经有12个通过省经贸委审核转报国家有关部委,4个项目得到国家有关部委的宙核意向;8个资源综合利用项目已通过省资源综合利用认定委员会认定,将享受国家税收优惠政策。

中国国际陶瓷工业展奥运年有望取得历史性突破


2008年对于中国来说具有特殊的意义,第29届奥运会将在我国举办,全国上下都对这一全球最大的综合性体育盛事投入了极大的热情与关注,同时也吸引了全世界人民的目光。8月份奥运会举办期间,全世界都会比以往更加关注亚欧大陆东方的古老国度。而在此之前,全球陶瓷产业的目光会首先在5月聚焦到中国。届时,第22届中国国际陶瓷工业展将在广州国际会议展览中心(中国进出口商品交易会琶洲展馆)如期举办,并将有望在全球影响力和展会规模上取得历史性突破。

经过多年的发展成长,目前中国国际陶瓷工业展已经成为与意大利里米尼陶机展、德国慕尼黑陶瓷工业展并列的世界陶瓷业三大展览之一。由于德国慕尼黑陶瓷展是三年一届,下一届展会在2009年,而意大利里米尼陶机展是在年底举办,所以今年五月全球范围内最大的陶瓷工业展将在中国举办。而在展会规模上,去年中国国际陶瓷工业展的展出面积就已经接近45,000平方米,预计今年将超过55,000平方米。这样中国陶瓷工业展将一举超越德国慕尼黑陶瓷工业展,成为全球第二大规模的陶瓷工业类国际专业展会,展会的全球影响力和品牌效应将得到大幅提升。届时,展会的举办必将吸引全世界陶瓷行业的强烈关注,来自全球的陶瓷业相关企业将云集广州,共同参加这一国际性盛会。

本届展会沿袭了中国国际陶瓷工业展作为品牌展会一贯的国际水准。展会仍将保持一流的服务质量,力求为国内外参展商提供一个商业氛围浓厚,品牌相对集中的商贸平台。同时加大全球推广的力度,吸引更多的国际企业和商家参展参观。展会承办方——新之联展览服务有限公司具有国内领先的市场推广能力以及专业的展览团队,多年来伴随着中国陶瓷工业展的发展不断开拓着自己在陶瓷领域的发展空间。凭借多年承办该展积累的丰富资源,以及与各国商协会的长期合作关系,目前已经得到了世界多个国家陶瓷行业协会的积极响应。届时将有来自意大利、英国的国家展团前来参展,其中英国展团的展位面积比上届展会扩大了近3倍,意大利展团则预定了超过1600平方米的展位,比上届面积扩大了27%。同时,展会主办方正积极促使韩国、巴西、西班牙、法国等国家组织展团前来参展。

由于展会全球推广计划效果显著,中国国际陶瓷工业展的国际化程度也越来越高,其国际影响力日益显著,每年均吸引到占参展商总数近1/4的国际企业参展。刚刚进入新年,展会已经取得了良好的开端。主办方与韩国精细陶瓷协会(KoreaFineCeramicsAssociation)的合作已经取得实质性进展,韩国方面将组织韩国企业以展团形式参加中国国际陶瓷工业展。双方正就具体组团事宜进行积极磋商,并将在今年1月份达成合作共识,敲定合作细节,取得突破性的合作成果。这也使韩国成为继意大利、英国之后第三个组团参加22届中国国际陶瓷工业展的国家。这一合作将结束韩国企业参展参观的分散局面,今后他们将以国家展团的整体形象出现在陶瓷工业展上。而巴西方面的拓展主要与“巴中投资贸易中心”合作开展,目前正等待巴西方面的进一步答复。双方将进一步敲定合作细节,预计将于今年2月份促成最终的合作,相信这样的合作必将促进双方共赢局面的形成。

随着展会的日益临近,各项筹备工作都在积极推进当中。目前展会原定使用的广州进出口商品交易会琶洲展馆1A、1B、1C、1D、1E、1J六个展馆60,000平方米展览面积,目前已经有超过50,000平方米的面积已经被国内外企业争相预定,行业内各大精英企业均已参展,届时将呈现出全球企业齐聚一堂的盛大场面,国内新兴企业将获得在家门口参加国际顶级展览的绝佳良机。2008年,对于已经有20多年历史的中国国际陶瓷工业展将是一次突破历史的机会,对于国内外陶瓷企业也将是一次在国际舞台展示企业实力、宣扬企业文化、树立企业品牌,扩大企业影响的机会。

氧化铝陶瓷有哪些特点?氧化铝陶瓷好不好?


氧化铝陶瓷有哪些特点?氧化铝陶瓷好不好?陶瓷是我们日常生活中经常会看到的,其中在房屋装修的时候,也会经常用到陶瓷材料。市面上的陶瓷材料众多,很多消费者们不知道一些款式的特点,下面小编就来给大家介绍下氧化铝陶瓷有哪些特点?氧化铝陶瓷好不好?

一、氧化铝陶瓷有哪些特点

1、氧化铝陶瓷是一种以氧化铝(Al2O3)为主体的陶瓷材料,用于厚膜集成电路。氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性。需要注意的是需用超声波进行洗涤。氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷,因为其优越的性能,在现代社会的应用已经越来越广泛,满足于日用和特殊性能的需要。

2、氧化锆陶瓷刀是一种用特殊陶瓷材料做的刀具,能加工淬火材料,氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料,如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等。氧化铝陶瓷具有极高的硬度。无论单晶或多晶氧化铝陶瓷均具有较不锈钢优越的硬度特性。由于陶瓷托槽的硬度为不锈钢和釉质的9倍,当牙齿与陶瓷托槽接触时,牙釉质很快会被磨损。

3、99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料,如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等;95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件;85瓷中由于常掺入部分滑石,提高了电性能与机械强度,可与钼、铌、钽等金属封接,有的用作电真空装置器件。

4、高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99.9%以上的陶瓷材料,由于其烧结温度高达1650—1990℃,透射波长为1~6μm,一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚;利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管;在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。

二、氧化铝陶瓷制成方法

干压成型:氧化铝陶瓷干压成型技术仅限于形状单纯且内壁厚度超过1mm,长度与直径之比不大于4∶1的物件。成型方法有单轴向或双向。压机有液压式、机械式两种,可呈半自动或全自动成型方式。压机最大压力为200Mpa.产量每分钟可达15~50件。由于液压式压机冲程压力均匀,故在粉料充填有差异时压制件高度不同。

而机械式压机施加压力大小因粉体充填多少而变化,易导致烧结后尺寸收缩产生差异,影响产品质量。因此干压过程中粉体颗粒均匀分布对模具充填非常重要。充填量准确与否对制造的氧化铝陶瓷零件尺寸精度控制影响很大。粉体颗粒以大于60μm、介于60~200目之间可获最大自由流动效果,取得最好压力成型效果。

高性能硅酸锆的特点


高性能硅酸锆具备增白和稳定两个条件时,在硅酸锆粉体、粒子形貌、粒径范围、介质中分散性能以及砖坯或釉面应用后乳浊性偏析等性能都优于常规硅酸锆。

硅酸锆的增白作用是因其在陶瓷烧成后形成斜锆石等,从而对入射光波形成散射,这种散射一般称之为大粒子散射或米氏散射(MieScattering)。结合理论计算及粉体生产实际情况,将高性能硅酸锆的d50值控制在1.4um以下、d90控制在4.0um以下(以日本产激光颗粒分析仪测定值为准),将会产生最佳乳浊增白效果。硅酸锆的增白作用中,集中的粒径范围很重要,要求在硅酸锆的研磨过程中尽可能做到颗粒的窄分布。

硅酸锆生产中有许多杂质,这些杂质可分为:1、有害杂质Fe2O3、TiO2和Al2O3,一般的硅酸锆生产企业都有能力将铁杂质去除,但TiO2和Al2O3去除难度较大;2、基本无害杂质SiO2和HfO2(氧化铪),这种杂质是指在含量范围内基本无害,而超过这一范围不但有害,而且对陶瓷釉面及坯体产生极大影响,如SiO2越标时釉面易出现后期炸裂,极易达不到国家检验标准;3、微量碱杂质Na2O、K2O和P2O5,这些杂质因为其含量很少,且属于有助熔作用的氧化物,即使有时超标,也不会对产品构成很大威协;4、放射性杂质Ra226、Th232、K40,硅酸锆和萤石是放射性较高的原料,长石、砂、石粉等次之。

硅酸锆生产和陶瓷企业生产一样“稳定压倒一切”,高档硅酸锆的稳定应包括砂源的稳定化处理、生产的稳定化处理及成品粉体性能的稳定化处理。

硅酸锆的原砂为锆英石,我国高档硅酸锆的原砂主要为澳洲优质锆英砂,美国砂源是否稳定目前尚不明朗,南非砂硬度较大,杂质含量稍高,越南砂和我国南海砂也有优质砂,砂源的稳定性仍是一个问题。在实际生产时,要求对原料进行均化,而对硅酸锆生产企业来说,只要采用进口澳洲大型砂矿公司产的优质锆英砂,进厂时进行严格检测,基本无须均化,因这些原料已在大型矿产公司进行了均化处理.

陶瓷企业,如何缓解燃料上涨的压力


随着国际原油价格的持续上升,它将时刻考验着我国原油消耗大户——陶瓷行业。而在我国陶瓷生产基地——佛山地区,绝大多数陶瓷企业都使用原油,加之受十月初陶瓷企业常使用的1#工业柴油由3200元/T上涨到3500元/T因素的影响,以及各企业自身实力和规模的参差不齐,当前,一些中小陶瓷企业更是首当其冲的接受考验,一波未平,一波又起。据记载:由于持续多日的煤气涨价造成一些“吃气”陶瓷企业大户面临着一场不小的考验。在佛山,潮州地区受影响最为严重,有近一半的陶瓷厂歇业,而在全国其它的陶瓷产区,一些中小型企业因不堪油、煤的重负,纷纷停产或半停产检修。陶业一些资深人士认为:照眼下的行情来看,如果油价、煤价再持续上涨,全国范围内的一些中小陶瓷企业就极有被洗牌的可能。如何抓住机遇,又能较好地规避原油、煤气涨价带来的冲击,是当前我国陶瓷企业急需解决的一道难题。其实,要解好这一难道,关键还在于企业自身的调整。面对市场,不管是原燃材料的上涨,还是限载,亦或是限电,这些陶企都无法改变,只有不断地调整企业自身的发展水平,让它去适应市场的变化,才是上策。就当前燃料上涨给陶业带来的冲击,还应从调整企业自身的角度出发,去探寻最佳的解决方案。首先,从陶企发展的外部因素来看,中小陶企必须积极、快速掌握好市场的动态,不断提高对市场动态的敏感度。原油、煤气的价格上涨,实则是陶瓷企业产品成本的上涨,而陶瓷产品销售终端的价格,则由市场说了算。因而陶企必须借助一切可利用的信息资源,准确了解市场行情,把握好市场动态。在行业势态较好的时候适时出手,而在低谷的时候积聚力量。当然了,必要的时候要善于将亏损降到最低,果断出手,加快资金的周转流通。其次,从陶企发展的内部因素来看,应积极从企业自身的增效节能降低成本上做文章。中小陶企必须要重视技术开发,要重用有技术能力的工人,不能把增效节能降低成本简单地理解为降低工人工资,那样往往会适得其反。同时,抛力进行节能工作,遏制企业内部一些不必要的浪费,多进行一些诸如窑炉、球磨机、干燥塔、抛光线等大型设备节能工作的探讨,杜绝一些“长明灯”、“彻夜水”现象的发生。总之,节能降耗工作只要从小事、细微处着手,往往会收到令人满意的效果。最后,以陶瓷行业整体发展而言,团结起来共渡困境也是一个很好的办法。可以说,燃料价格上涨给陶业带来的困境,对任何陶瓷行业都存在或大或小的影响。这个时候,若各陶瓷区域内的企业能联合起来,以大区域、大规模、大品牌来共同抵抗风险,不失为一种共渡困境的好办法。同时,这样做也有利于中小陶企将来共同做大做强。客观地说,目前一些小陶企往往存在工艺落后、管理保守、工作流程散乱、自产自销等问题。在正常的市场竞争环境下,中小陶企多抱着“保住自己有口饭吃就行了”的态度,到了出现特殊情况时,上述问题的弊端就暴露出来了。在这种情况下,中小陶企若能适时地互相合作,一定程度的资源共享,兴许能解决以往存在的问题,使企业稳健地发展下去。当然,说归说,至于如何具体的合作,能否成功合作,那就要看各自企业与同行合作的条件,各自的诚信度等综合因素了。

氧化铝陶瓷制作工艺


氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99.9%以上的陶瓷材料,由于其烧结温度高达1650—1990℃,透射波长为1~6μm,一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚:利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管;在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种,有时Al2O3含量在80%或75%者也划为普通氧化铝陶瓷系列。其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料,如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等;95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件;85瓷中由于常掺入部分滑石,提高了电性能与机械强度,可与钼、铌、钽等金属封接,有的用作电真空装置器件。其制作工艺如下:

一、粉体制备:将入厂的氧化铝粉按照不同的产品要求与不同成型工艺制备成粉体材料。粉体粒度在1μm微米以下,若制造高纯氧化铝陶瓷制品除氧化铝纯度在99.99%外,还需超细粉碎且使其粒径分布均匀。采用挤压成型或注射成型时,粉料中需引入粘结剂与可塑剂,一般为重量比在10—30%的热塑性塑胶或树脂?有机粘结剂应与氧化铝粉体在150—200℃温度下均匀混合,以利于成型操作。采用热压工艺成型的粉体原料则不需加入粘结剂。若采用半自动或全自动干压成型,对粉体有特别的工艺要求,需要采用喷雾造粒法对粉体进行处理、使其呈现圆球状,以利于提高粉体流动性便于成型中自动充填模壁。此外,为减少粉料与模壁的摩擦,还需添加1~2%的润滑剂?如硬脂酸?及粘结剂PVA。

欲干压成型时需对粉体喷雾造粒,其中引入聚乙烯醇作为粘结剂。近年来上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Al2O3喷雾造粒的粘结剂,在加热情况下有很好的流动性。喷雾造粒后的粉体必须具备流动性好、密度松散,流动角摩擦温度小于30℃。颗粒级配比理想等条件,以获得较大素坯密度。

二、成型方法:氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法。近几年来国内外又开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固体自由成型等成型技术方法。不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法。

摘其常用成型介绍:

1、干压成型:氧化铝陶瓷干压成型技术仅限于形状单纯且内壁厚度超过1mm,长度与直径之比不大于4∶1的物件。成型方法有单轴向或双向。压机有液压式、机械式两种,可呈半自动或全自动成型方式。压机最大压力为200Mpa。产量每分钟可达15~50件。由于液压式压机冲程压力均匀,故在粉料充填有差异时压制件高度不同。而机械式压机施加压力大小因粉体充填多少而变化,易导致烧结后尺寸收缩产生差异,影响产品质量。因此干压过程中粉体颗粒均匀分布对模具充填非常重要。充填量准确与否对制造的氧化铝陶瓷零件尺寸精度控制影响很大。粉体颗粒以大于60μm、介于60~200目之间可获最大自由流动效果,取得最好压力成型效果。

2、注浆成型法:注浆成型是氧化铝陶瓷使用最早的成型方法。由于采用石膏模、成本低且易于成型大尺寸、外形复杂的部件。注浆成型的关键是氧化铝浆料的制备。通常以水为熔剂介质,再加入解胶剂与粘结剂,充分研磨之后排气,然后倒注入石膏模内。由于石膏模毛细管对水分的吸附,浆料遂固化在模内。空心注浆时,在模壁吸附浆料达要求厚度时,还需将多余浆料倒出。为减少坯体收缩量、应尽量使用高浓度浆料。

氧化铝陶瓷浆料中还需加入有机添加剂以使料浆颗粒表面形成双电层使料浆稳定悬浮不沉淀。此外还需加入乙烯醇、甲基纤维素、海藻酸胺等粘结剂及聚丙烯胺、阿拉伯树胶等分散剂,目的均在于使浆料适宜注浆成型操作。

三、烧成技术:将颗粒状陶瓷坯体致密化并形成固体材料的技术方法叫烧结。烧结即将坯体内颗粒间空洞排除,将少量气体及杂质有机物排除,使颗粒之间相互生长结合,形成新的物质的方法。

烧成使用的加热装置最广泛使用电炉。除了常压烧结即无压烧结外,还有热压烧结及热等静压烧结等。连续热压烧结虽然提高产量,但设备和模具费用太高,此外由于属轴向受热,制品长度受到限制。热等静压烧成采用高温高压气体作压力传递介质,具有各向均匀受热之优点,很适合形状复杂制品的烧结。由于结构均匀,材料性能比冷压烧结提高30~50%。比一般热压烧结提高10~15%。因此,目前一些高附加值氧化铝陶瓷产品或国防军工需用的特殊零部件、如陶瓷轴承、反射镜、核燃料及枪管等制品、场采用热等静压烧成方法。

此外,微波烧结法、电弧等离子烧结法、自蔓延烧结技术亦正在开发研究中。

四、精加工与封装工序:有些氧化铝陶瓷材料在完成烧结后,尚需进行精加工。如可用作人工骨的制品要求表面有很高的光洁度、如镜面一样,以增加润滑性。由于氧化铝陶瓷材料硬度较高,需用更硬的研磨抛光砖材料对其作精加工。如SiC、B4C或金刚钻等。通常采用由粗到细磨料逐级磨削,最终表面抛光。一般可采用<1μm微米的Al2O3微粉或金刚钻膏进行研磨抛光。此外激光加工及超声波加工研磨及抛光的方法亦可采用。

有些氧化铝陶瓷零件需与其它材料作封装处理。

陶瓷知识频道为陶瓷网重要内容组成部分,我们精选的《我国硅酸盐固体氧化物燃料陶瓷电池取得突破》内容由编辑撰写而成,希望您对我们的《我国硅酸盐固体氧化物燃料陶瓷电池取得突破》一文感到满意,如需浏览更多专题请访问:陶瓷艺术

相关推荐