氧化铝陶瓷制作工艺简介

氧化铝陶瓷制作工艺简介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A 1203含量在9 9.9 %以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达1 6 5 0 1 9 9 0 C , 透射波长为16仙m , 一般制成熔融玻璃以取代柏培竭：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A 1 2 O 3含量不同分为9 9瓷、 9 5瓷、9 0瓷、8 5 瓷等品种，有时A 1 2 0 3含量在8 0 %或7 5 %者也划为普通氧化铝陶瓷系 列。其中9 9氧化铝瓷材料用于制作高温地竭、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；9 5氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；8 5瓷中由于常掺入部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钥、钥、钥等金属 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1?微米？以下，若制造高纯氧化铝陶瓷制品除氧化铝纯度在9 9. 9 9 %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1 0 3 0 %的热塑性塑 胶或树脂？有机粘结剂应与氧化铝粉体在1 5 0 2 0 0 c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12 %的润滑剂？如硬脂酸？及粘结剂P VAo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A 12 0 3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3 0C。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1 m m,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200Mp a。产量每分钟可达1 55 0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6 0m介于6 0 2 0 0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3 05 0 %。比一般热压烧结提高1015%。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。 由于氧化铝陶瓷如 S i C、B 4 c或材料硬度较高， 需用更硬的研磨抛光砖材料对其作精加工。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1小 m?散米？的A 12 0 3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。氧化铝陶瓷的低温烧结技术氧化铝陶瓷是一种以A 12 0 3为主要原料，以刚玉(a A 1 2 0 3 )为主晶相的陶瓷材料。因其具有机械强度高、硬度大、高频介电损耗小、高温绝缘电阻高、 耐化学腐蚀性和导热性良好等优良综合技术性能， 以及原料来源广、 价 格相对便宜、加工制造技术较为成熟等优势，氧化铝陶瓷已被广泛应用于电子、电器、机械、化工、纺织、汽车、冶金和航空航天等行业，成为目前世界上用量最大的氧化物陶瓷材料。然而，由于氧化铝熔点高达2 0 5 0 C,导致氧化铝陶瓷的烧结温度普遍较高 (参见表一中标准烧结温度) ， 从而使得氧化铝陶瓷的制造需要使用高温发热体或高质量的燃料以及高级耐火材料作窑炉和窑具， 这在一定程度上限制了它的生产和更广泛的应用。因此，降低氧化铝陶瓷的烧结温度，降低能耗，缩短烧成周期，减少窑炉和窑具损耗，从而降低生产成本，一直是企业所关心和急需解决的重要课题。目前，对氧化铝陶瓷低温烧结技术的研究工作已很广泛和深入，从7 5瓷到99瓷都有系统的研究，业已取得显著成效。表一是已实现的各类氧化铝陶瓷低 温烧结情况。表中低温烧结氧化铝陶瓷的各项机电性能均达到了相应瓷种的国家标准，甚至中铝瓷在某些技术标准上超过高铝瓷的国标， 如中科院上海硅酸盐研究所研制 的1 3 6 0 C烧成的8 5瓷，其抗弯强度超过9 9 %A 1 2 O 3陶瓷的国标，各项电性能都优于9 5 %A 1 2 O 3瓷的国标； A 1 2 O 3含量分别为9 0 %和9 5 %的低温烧结陶瓷，其机电性能都优于9 5瓷及9 9瓷的国标。纵观当前各种氧化铝瓷的低温烧结技术， 归纳起来，主要是从原料加工、配 方设计和烧成工艺等三方面来采取措施，下面分别加以概述。一、通过提高A 1 2 O 3粉体的细度与活性降低瓷体烧结温度。与块状物相比，粉体具有很大的比表面积，这是外界对粉体做功的结果。利 用机械作用或化学作用来制备粉体时所消耗的机械能或化学能，部分将作为表面能而贮存在粉体中，止匕外，在粉体的制备过程中，又会引起粉粒表面及其内部出 现各种品格缺陷，使晶格活化。由于这些原因，粉体具有较高的表面自由能。粉 体的这种表面能是其烧结的内在动力。 因此，A 1 203粉体的颗粒越细，活化 程度越高，粉体就越容易烧结，烧结温度越低。在氧化铝瓷低温烧结技术中，使 用高活性易烧结A 12 0 3粉体作原料是重要的手段之一，因而粉体制备技术成为陶瓷低温烧结技术中一个基础环节。目前，制备超细活化易烧结A 12 0 3粉体的方法分为二大类，一类是机械法，另一类是化学法。机械法是用机械外力作用使A 1 203粉体颗粒细化，常用的粉碎工艺有球磨粉碎、振磨粉碎、砂磨粉碎、气流粉碎等等。通过机械粉碎 方法来提高粉料的比表面积，尽管是有效的，但有一定限度，通常只能使粉料的 平均粒径小至1左右或更细一点，而且有粒径分布范围较宽，容易带入杂质的缺点。近年来，采用湿化学法制造超细高纯A 1 2 0 3粉体发展较快，其中较为成熟的是溶胶一凝胶法由于溶胶高度稳定，因而可将多种金属离子均匀、稳定地分布于胶体中，通过进一步脱水形成均匀的凝胶（无定形体），再经过合适 的处理便可获得活性极高的超微粉混合氧化物或均一的固溶体。目前此法大致有以下3种工艺流程。（1 ）形成金属氧有机基络合物溶胶-水解并缩合成含羟基 的三度空间高分子结构-溶胶蒸发脱水成凝胶-低温煨烧成活性氧化物粉料。（2）含有不同金属离子的酸盐溶液和有机胶混合成溶液-溶胶蒸发脱水成凝胶-低温煨烧成粉体。（3 ）含有不同金属离子的溶胶直接淬火、沉积或加热成凝胶-低温煨烧成粉体。湿化学法制备的A 12 0 3粉体粒径可达到纳米级， 粒径 分布范围窄，化学纯度高，晶体缺陷多。因此化学法粉体的表面能与活性比机械 法粉体要高得多。采用这种超细A 1 20 3粉体作原料不仅能明显降低氧化铝瓷 的烧结温度（可降1 5 0 C 3 0 0 C）,而且可以获得微晶高强的高铝瓷材料。表二是日本住友化学有限公司生产的易烧结A 1 2 O 3粉料理化指标。此外，有专家推荐以下三种超细A 12 0 3粉体制备方法，仅供参考：（1 ）将（NH4） SO4A 12 （SO4） 32H2 O 与（MgCO3） 4Mg （O H） 2 5 H 2 O混合、加热到1 2 0 0 C分解，可获得含有M g O的纯度为99 %、粒度为020的aA12O3超细粉料。（2 ）将无水二醋酸铝加热到1 2 0 0 C保温3小时以上，可获得粒度小于05仙m的a A12 03超细粉体。（3）铁筒钢球，湿磨数百小时，浆料加热酸洗除铁，浮选， 反复多次，可制取粒度03 0的a A12O3超细粉料。二、通过瓷料配方设计掺杂降低瓷体烧结温度氧化铝陶瓷的烧结温度主要由其化学组成中A 12 0 3的含量来决定，A 120 3含量越高，瓷料的烧结温度越高，除此之外，还与瓷料组成系统、各组成配比以及添加物种类有关。比如，在A 1 2 O 3含量相当时，C a O A 1 2 03 S i O 2系A 12 0 3瓷料比M gO Al 203 S iO2系瓷料的烧结温度低，对于我国目前大量生产的C a O-Mg O-A 1 203 S 102系统瓷料而言，为使其具有较低的烧结温度与良好性能， 应控制其S 1 O2/C a 。处于1 60 6之内，M g。含量不超过熔剂类氧化物总量的1/3 ,同时，在配方中引入少量的L a2O3、Y2O3、Cr2O3、MnO、TiO2、ZrO2、Ta 2 0 3等氧化物能进一步降低烧结温度、改善瓷体的微观组织结构和性能。因此，在保证瓷体满足产品使用目的和技术要求的前提下， 我们 可以通过配方设计，选择合理的瓷料系统，加入适当的助烧添加剂，使氧化铝陶 瓷的烧结温度尽可能降低。目前配方设计中所加入的各种添加剂，根据其促进氧化铝陶瓷烧结的作用机 理不同，可以将它们分为形成新相或固溶体的添加剂和生成液相的添加剂二大 类。1、与A 1 2 O 3形成新相或固溶体的添加剂。这类添加剂是一些与氧化铝晶格常数相接近的氧化物，如T 1 O 2、C r 203、Fc2O3、MnO2等，在烧成中，这些添加物能与A 1 2 O 3生成固 溶体，这类固溶体或为掺入固溶体（如T 14 +置换A 1 3 +时），或为有限周 溶体，或为连续固溶体（如C r 2 O 3与A 1 2 0 3形成的），它们可以活化品格（T I 4 +、A 1 3 +离子半径差所致）、形成空穴或迁移原子， （3 T 1 O 2AbO33Tial+Val+60） 以及使晶格产生变形，这些作用使得A1 2 O 3陶瓷易于重结晶而烧结。 例如添加051 0 %的T 1 O 2时，可使瓷体的烧结温度下降1 5 0 2 0 0 C以固相烧结方式为主的高铝瓷常采用这类添加剂，例如某黑色氧化铝陶瓷配方如下（w t %） : A 1 2 O 3 9 1、C oOO 5、MnO237、Cr2O32 l、SiO20 4、TiO220、V20303,该瓷料在1 3 5 0 C下保温2小时烧成。这类添加剂促进氧化铝瓷烧结的作用具有一定的规律性： 能与A 1203 形成有限固溶体的添加剂较形成连续固溶体的添加剂的降温作用更大；可变价离子一类添加剂比不变价的添加剂的作用大； 阳离子电荷多的、电价高的添加 剂的降温作用更大。需要注意的是，由于这类添加剂是在缺少液相的条件下烧结 的（重结晶烧结），故晶体内的气孔较难填充，气密性较差，因而电气性能下降 较多，在配方设计时要加以考虑。2、烧成中形成液相的添加剂。这类添加剂的化学成分主要有S iO2、CaO、MgO、SrO、B a O 等，它们能与其它成分在烧成过程中形成二元、三元或多元低共熔物。由于液相 的生成温度低，因而大大地降低了氧化铝瓷的烧结温度。 当有相当量（约12 %） 的液相出现，固体颗粒在液相中有一定的溶解度及固相颗粒能被液相润湿时，其促进烧结作用也更显著。具作用机理在于液相对固相表面的润湿力及表面张力， 两者使得固相颗粒靠近并填充气孔。止匕外，烧结过程中因细小有缺陷的晶体表面 活性大，故在液相中的溶解度要比大晶体的大得多。 这样，烧结过程中小晶体不 断长大，气孔减小，出现重结晶。为了防止因重结晶使晶粒过分长大，影响陶瓷 的机械性能，在配方设计中需考虑选用一些对晶粒增大无影响甚至能抑制晶粒增 大的添加物，如M g O、C u。和N i。等。目前，在液相烧结的A 12 0 3瓷料配方中， 助烧添加剂可以采用以下3种 物料形态来加入。以天然矿物形态加入。这类矿物原料主要有：高岭土、膨润 土等粘土矿。石英、滑石、菱镁矿、白云石、方解石等等，它们分别引入S I O 2、MgO、C aO等化学成分。配方中高岭土及其它粘土矿物的使用，除了满 足瓷体化学组成要求外，更主要可以改善坯料的成型性能。 添加剂的这种加入形 式适用于A 12 0 3含量在9 0 %以下的中铝瓷配料， 例如某低温烧结7 5瓷配 方如下(w t %):煨烧A 1 2 0 3 6 5、高岭土 2 4、膨润土 2、B a CO 3 4、方解石3、生滑石2。、以人工合成添加剂形态加入。此法是在C a O-A 1 203 S 102、 MgO Al 203 S iO2、 CaO MgO Al 203 S iO2 等三 元、四元或其它相图中找到最低共溶物的组成点， 预先按组成点的成分将C a。、 MgO、S1O2、A12O3等所需化合物进行第一次配料，经球磨、煨烧成 为低共熔物，即“人工合成添加剂”，然后按一定配比将人工合成添加剂与A 12 O 3粉料进行第二次配料，以满足氧化铝陶瓷化学组成和性能要求。 此法纯度 高，主要用于降低化学组成准确、性能要求高的高铝瓷烧结温度，缺点是工艺复 杂，能耗高，制品成本高，只在特殊情况下采用。以化工原料形态加入。在配料时，直接将各种化工原料作为添加剂与A 12 O 3粉体一起一次完成配料，各助烧添加剂的组成比例仍然是参照专业相图中 最低共熔点的组成来设定。生产实践证明，此法不仅与人工合成添加剂法具有同 样的降温效果，而且大大简化了工艺，无论配方设计、配料计算和工艺过程都比 人工合成添加剂法简便，也比天然矿物形态更容易，瓷质性能稳定，节能效益显 著。在实际生产中，从降低成本和坯料成型性能方面考虑，天然矿物原料和化工 原料往往是同时使用的。例如某低温烧成(1 5 0 0 CX 2 h)的高铝瓷配方如下（wt%）; aA12O393、苏州土 3、烧骨石 2、C a CO 3 15、B a C O 3 05、外加 Z rO2、CcO2、La2O32%。三、采用特殊烧成工艺降低瓷体烧结温度采用热压烧结工艺，在对坯体加热的同时进行加压，那么烧结不仅是通过扩 散传质来完成，此时塑性流动起了重要作用，坯体的烧结温度将比常压烧结低很 多，因此热压烧结是降低A 1 2 O 3陶瓷烧结温度的重要技术之一。目前热压烧结法中有压力烧结法和高温等静压烧结法 （HIP）二种。H I P法可使坯体受 到各向同性的压力，陶瓷的显微结构比压力烧结法更加均匀。就氧化铝瓷而言， 如果常压下普通烧结必须烧至1 8 0 0 C以上的高温，热压2 0 MPa烧结，在1 0 0 0 C左右的较低温度下就已致密化了。热压烧结技术不仅显著降低氧化铝瓷的烧结温度，而且能较好地抑制晶粒长 大，能够获得致密的微晶高强的氧化铝陶瓷， 特别适合透明氧化铝陶瓷和微晶刚 玉瓷的烧结。止匕外，由于氧化铝的烧结过程与阴离子的扩散速率有关，而还原气氛有利于阴离子空位的增加，可促进烧结的进行。因此，真空烧结、氢气氛烧结等是实现 氧化铝瓷低温烧结的有效辅助手段。在生产实践中，为获得最佳综合经济效益，上述低烧技术往往相互配合使用， 其中加入助烧添加剂的方法相对其它方法而言，具有成本低、效果好、工艺简便 实用的特点。在中铝瓷、高铝瓷和刚玉瓷的生产中被广泛使用。另外，从材料角 度来看，通过掺杂改性技术，大幅度提高氧化铝陶瓷的各项机电性能， 用A 12O 3含量低的瓷体代替A 12 0 3含量高的瓷体， 也是企业常用的降低氧化铝陶 瓷产品烧结温度的有效技术手段。比如在材料性能满足产品使用要求下，用8 5瓷代替9 0瓷或9 5瓷，用9 0瓷、9 5瓷代替9 9瓷等都是可行的。虽然氧化铝瓷低烧技术已取得较好的经济效益，但仍有潜力可挖，目前仍有一些产品，从材料的特殊性能要求和高温状态下器件的尺寸稳定性考虑，仍然采用高温烧结，如何将这类产品的烧结温度也降下来， 是今后瓷体掺杂改性等低烧 技术的努力方向。氧化铝陶瓷的注射成形技术氧化铝陶瓷亦称精密陶瓷、特种陶瓷、或高技术陶瓷。它是采用高度精选的原料， 按照特殊的制造工艺生产，能精确控制化学组成和具有优异性能的陶瓷。目前， 氧化铝陶瓷主要使用在高技术和尖端工业，如微电子、核反应堆、航天、磁流体 发电、人工骨和人工关节等方面。氧化铝陶瓷在制造工艺上，应当满足以下三方 面的要求。精选的原料要选用高纯度的，颗粒应尽可能的细；严格控制化学 成分。制造过程中要防止杂质混入和成分本身的挥发，对烧结件的颗粒度、界面、 气孔等要严格控制，以达到质量稳定和具有再现性；精确的形状和尺寸。氧化 铝陶瓷制件一般不经加工，直接使用，特别是陶瓷电子器件要求较高的精度。氧化铝陶瓷和普通陶瓷在成分和制造工艺上都有很大的差别。普通陶瓷经过原料配制、坯料成形和窑炉烧成三道工序制成； 而氧化铝陶瓷大多采用粉末烧结法制 造。在成形技术方面，由于陶瓷的硬度极高，难于切割加工，特别对于形状复杂 的非对型制品，如汽车发动机中的增压器转子，骨骼、牙齿等生物陶瓷制品，在成形烧结以后即为成品， 无需再加工。 为了满足这一要求， 人们模仿高分子材料 工业的注射成形技术生产塑料零件的方法， 加工氧化铝陶瓷制品， 取得了满意的效果。陶瓷注射成形技术， 是在陶瓷粉料中加入热塑性树脂、 热固性树脂， 增塑剂和减摩剂， 使陶瓷粉料成为粘性弹体， 然后将加热混炼后的料浆从喷口射入金属模内，冷却固化即成。常用的热塑性树脂有聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯，加入量为10-30 。这一技术很大程度地提高了形状复杂产品成形的精度和可靠性。一、注射成形设备注射成形机一般由增塑装置（或注射装置）、合模装置、油压装置以及电子、电源控制装置组成。 其类型根据增塑装置内部结构的不同， 可以分为柱塞式和并联螺旋桨式。近年来，一般认为后者优点较多。注射成形机是以电子、 电源控制装置为中枢， 在驱动油压装置的同时使增塑装置、合模装置顺次工作。其工作程序是：陶瓷原料由漏斗放入，进入缸体，原料在送人缸体端部的同时， 进行熔化、 搅拌， 经缸体端部的喷嘴注射至金属模具的型腔中获得坯件。国外先进的控制系统采用屏幕显示方式（如利用示波管、等离子、电致发光、液晶），以及设计图形控制台方式或二者组合的复合控制台方式。模具材料一般采用高洁度、 耐磨性、 耐腐蚀性均优良的合金钢。 模具设计应当符合陶瓷一高分子系统的流动特性。 为了减少成形体的收缩， 避免模具体内空气卷入成形体， 因此模具要考虑控制放出口。 在环状制品上， 栅的对侧易产生熔合纹，所以也要注意栅的位置。 为了使注塑条件最优化， 需要依靠模具、 料筒等的温度管理和模具内的压力传感器进行细致的管理。 此外， 模具上应有冷却槽， 可以冷却和加热，依靠温度调节器使模具温度保持恒定，对提高成形体的精度很有效。由于原料中要大量使用有机材料， 为了不使毛坯产生热裂， 不剩碳渣地进行脱脂也是一个重要课题。二、工艺陶瓷的注塑成形原理和塑料的注塑成形基本相同。 只是塑料内混合大量的陶瓷粉末。 为了改进注塑成形条件， 必须选择与使用原料匹配的有机材料， 并要选定添加量。 为了获得致密又均匀的注塑成形体， 陶瓷粉末的浓度要高些。 但过高将使成形性能变差。 为改进混炼坯料的流动性， 应降低分散剂高分子系的粘度。 作为前处理很重要的是提高陶瓷粉末的分散性， 为了提高高分子的流动性， 需添加适当的增塑剂和润滑剂。陶瓷原料的粒度一般为1仙m,加入粘结剂（或称为添加剂），经充分混合、搅拌。注射成形的工艺流程见下图。在搅拌过程中， 陶瓷粉末被粘结剂润湿和包复， 全部成为均匀的复合物才可进行注射成形。 且需要冷却、 干燥、 粉碎后， 才获得适合注射成形机漏斗进料的颗粒。整个工艺中应注意和掌握的技术问题有以下四个方面。1 、原料的流动性注射成形所用的陶瓷颗粒一般由80-90 % （重要比，下同）的粉末和1020 %的粘结剂组成。 粘结剂在脱脂工序中去掉， 因此添加量以最低限度为宜， 但应注意若添加量不足会影响成形效果。 此外， 陶瓷颗粒的流动性在粒度越小、 形状越偏离球形时越差。因此，应用尽可能简便的方法对流动性进行测试。2、成形条件产生的缺陷成形条件如果不正确， 会产生各种缺陷。 其中最关键的是熔焊线条， 若成形体带有通孔或盲孔，则容易出现这种缺陷。因此，必需注意模具的设计，特别是开口的类型、位置、大小及个数。同时应注意注射成形的注射温度和速度间的平衡。此外，为了避免发生表面粗糙、裂纹、长条痕、变形等缺陷。在成形困难的情况下，可在注射成形机中装设自适应控制器，进行细微的控制。3、脱脂本工序又称去掉粘结剂，通常升温速度为 35 C /b ,约进行510日，但在0.5MPa 压力的保护气氛下进行时， 40 小时可结束脱脂。4、烧结热工等参数可根据陶瓷的种类而定。 烧结中的线收缩率约为 15-20 ， 形状比较复杂或壁较厚的工作，容易在烧结中产生裂纹，应注意防止。三、添加剂这是注射成形技术中最重要的问题之一。不同成形方法所需的添加剂特性也不同。如注射成形要求脱脂、流动性、胶溶性、强度、收缩；挤压要求可塑性、胶溶性、强度、润滑；冷等静压（橡胶模压 ）要求润滑、制粒性、强度；机械压制要求润滑制粒性、强度、脱模等。同时，对于不同的制品也要选用不同的粘接剂。注射成形技术对添加剂的要求如下。1 、胶溶性：各种成形方法都尽量采用较少的添加剂为宜，可以采用解胶性（胶溶性 ）添加剂，这对减少生产周期和产品成本均有利。特别是有利于以后去掉粘结剂。2 、 流动性： 注射成形要求在高压下的流动性。 使用树脂系粘结剂注射效果良好，原因是使用树脂系的时候，应当注意保持粘度和缓慢地进行注射。3、膨胀与收缩：由于注射成形使用了大量的粘结剂，致使毛坯收缩大，影响尺寸精度和几何形状， 并容易形成气孔。 因此， 可以选用石腊一类膨胀收缩小的物质作添加剂。这类物质要比松香等非结晶物质的膨胀收缩影响小。注射成形技术，日本早在五十年代曾采用 A12O3 陶瓷作内燃机的点火塞。以后在小型复杂的零件中相继用于生产。 近年来， 人们积极从事各种耐热、 耐磨损零件的开发研究， 例如， 柴油发动机的涡流腔机头已经实现陶瓷化， 就是采用注射成形技术制造的。据报道， 不久前， 日本东京大学生产技术研究所试验成功了只用水进行的“冷冻注射成形法”。这是利用水具有的流动性和冻结性来实现陶瓷的固体化和脱模。在预先冷却到-510 c的模具内填充05 c左右的坯料，填充的同时坯料从内壁面冻结， 当内部冻结达到脱模强度时， 毛坯即可以模中取出。 由于不必象前述那样使用大量有机添加剂， 因此无需长时间的脱脂工序， 所以能够大大地； 缩短生产时间，从而为降低成本、增加产量创造了有利条件。氧化铝陶瓷强化工艺 为了增强氧化铝陶瓷， 显著提高其力学强度， 国外新推一种氧化铝陶瓷强化工艺。该工艺新颖简单， 所采取的技术手段是在氧化铝陶瓷表面， 采用电子射线真空镀膜、溅射真空镀膜或化学气相蒸镀方法，镀上一层硅化合物薄膜，在1 2 0 0 C1 5 8 0 C的加热处理，使氧化铝陶瓷钢化。经强化的氧化铝陶瓷的力学强度可 在原基础上大幅度增长，获得具有超高强度的氧化铝陶瓷。纳米添加氧化铝陶瓷的改性方法氧化铝瓷具有高的机械强度、硬度和电阻率、电绝缘性好和优良的化学稳定性。但脆性大， 耐温度激变性差。 该成果通过在氧化铝陶瓷中添加纳米材料， 达到改善和提高产品综合性能的目的。 该成果的创新在于， 不改变陶瓷的实际生产配方和工艺流程， 仅仅通过或者在混料阶段直接添加纳米材料， 或者在配料时用纳米材料部分或全部代替原陶瓷配方中的粗晶原料。 成果的应用范围广， 既可以用于传统陶瓷，也可以用于高性能氧化铝陶瓷的改性。由于添加或替代量相对较低，产品经济效益非常显著。例如氧化铝厚膜电路是我国电子产业的主要创汇产品。国内氧化铝基本的综合性能较差， 出口厚膜电路的基片采用日本的产品。 该成果的研究表明，添加 5% 纳米氧化铝，陶瓷基片的热稳定性可以提高 2-3 倍，热导率提高 10-15% ，平整度可以提高 1.5 划，而价格略低于日本的基片材料。