一、氧化鋯陶瓷有什么特性
1、強度與韌性相對大
氧化鋯陶(tao)(tao)(tao)瓷具有(you)較大的強(qiang)度(可達1500MPa),雖然韌(ren)性和(he)一(yi)些金(jin)屬(shu)相比有(you)較大差距,但(dan)相比于其他陶(tao)(tao)(tao)瓷材料,氧化鋯陶(tao)(tao)(tao)瓷在“陶(tao)(tao)(tao)瓷圈兒”算是佼佼者(1-35MPa.m1/2)。
2、熔點高
氧化(hua)鋯的(de)熔點為2715℃,較(jiao)高的(de)熔點以及(ji)化(hua)學惰性(xing)使氧化(hua)鋯可(ke)作為較(jiao)好的(de)耐火材料(liao)。
3、硬度大、耐磨性好
氧化(hua)鋯(gao)陶瓷具有(you)(you)較(jiao)大(da)的硬(ying)度(du)和(he)較(jiao)好的耐磨(mo)性。而從具體數據(ju)來看,氧化(hua)鋯(gao)陶瓷莫(mo)氏(shi)硬(ying)度(du)在(zai)8.5左(zuo)右,非常接近藍寶石(shi)9的莫(mo)氏(shi)硬(ying)度(du),而聚(ju)碳(tan)酸酯的莫(mo)氏(shi)硬(ying)度(du)只(zhi)有(you)(you)3.0,鋼(gang)化(hua)玻璃的莫(mo)氏(shi)硬(ying)度(du)5.5,鋁鎂合金的莫(mo)氏(shi)硬(ying)度(du)6.0。
4、電學性能好
氧化鋯的(de)(de)介電常數是藍寶石的(de)(de)3 倍,信號(hao)(hao)更靈敏,更適(shi)合指紋(wen)識別貼片等。從屏蔽效能(neng)來看(kan),氧化鋯陶瓷作為非(fei)金(jin)屬(shu)材料對電磁信號(hao)(hao)沒(mei)有(you)屏蔽作用,完全不會影響內部的(de)(de)天線布局,可以方便的(de)(de)一體成型,適(shi)應(ying)5G時(shi)代的(de)(de)帶來。
5、低熱導率、低膨脹系數
氧(yang)化(hua)鋯的熱導率在常見陶(tao)(tao)瓷材料中最低(1.6-2.03W/(m.k)),熱膨脹系數與金屬接近。因此,氧(yang)化(hua)鋯陶(tao)(tao)瓷適(shi)宜做結(jie)構(gou)(gou)陶(tao)(tao)瓷材料,如氧(yang)化(hua)鋯陶(tao)(tao)瓷手(shou)機(ji)外觀結(jie)構(gou)(gou)件。
二、氧化鋯陶瓷生產工藝流程
1、成型
氧化鋯(gao)陶瓷的成(cheng)(cheng)型(xing)有干(gan)壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)、等(deng)靜壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)、注漿成(cheng)(cheng)型(xing)、熱壓(ya)鑄成(cheng)(cheng)型(xing)、流延成(cheng)(cheng)型(xing)、注射(she)成(cheng)(cheng)型(xing)、塑(su)性擠(ji)壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)、膠態凝(ning)固成(cheng)(cheng)型(xing)等(deng)。其(qi)中(zhong)使用最廣泛的是(shi)注塑(su)與(yu)干(gan)壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)。
(1)注漿成型
注漿成(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)型(xing)過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)包括(kuo)物理(li)(li)脫水(shui)過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)和(he)(he)化(hua)(hua)學凝(ning)聚(ju)(ju)過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng),物理(li)(li)脫水(shui)通過(guo)(guo)(guo)(guo)多孔的(de)(de)(de)石膏(gao)模(mo)的(de)(de)(de)毛細作(zuo)用排除漿料(liao)(liao)中(zhong)的(de)(de)(de)水(shui)分(fen),化(hua)(hua)學凝(ning)聚(ju)(ju)過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)是因為在石膏(gao)模(mo)表面CaSO4 的(de)(de)(de)溶解生(sheng)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)Ca2+提(ti)高(gao)了漿料(liao)(liao)中(zhong)的(de)(de)(de)離子強度(du)(du),造成(cheng)(cheng)漿料(liao)(liao)的(de)(de)(de)絮凝(ning)。在物理(li)(li)脫水(shui)和(he)(he)化(hua)(hua)學凝(ning)聚(ju)(ju)的(de)(de)(de)作(zuo)用下,陶瓷(ci)粉體(ti)顆(ke)粒(li)在石膏(gao)模(mo)壁上(shang)沉(chen)積成(cheng)(cheng)型(xing)。注漿成(cheng)(cheng)型(xing)適合制備形(xing)狀復雜的(de)(de)(de)大(da)型(xing)陶瓷(ci)部(bu)件,但坯體(ti)質(zhi)量,包括(kuo)外(wai)形(xing)、密度(du)(du)、強度(du)(du)等都較差,工人勞動強度(du)(du)大(da)且不適合自動化(hua)(hua)作(zuo)業(ye)。
(2)熱壓注成型
熱(re)壓注成(cheng)型是在較(jiao)高(gao)溫(wen)度(du)下(xia)(60~100℃)使陶瓷粉(fen)體與(yu)粘(zhan)結(jie)劑(石蠟)混合,獲得熱(re)壓鑄用的(de)料(liao)漿,漿料(liao)在壓縮(suo)空氣的(de)作(zuo)用下(xia)注入(ru)金屬模具(ju),保壓冷卻,脫模得到蠟坯,蠟坯在惰性粉(fen)料(liao)保護下(xia)脫蠟后得到素(su)坯,素(su)坯再經高(gao)溫(wen)燒結(jie)成(cheng)瓷。熱(re)壓注成(cheng)型的(de)生(sheng)坯尺寸精確,內部結(jie)構均勻,模具(ju)磨損較(jiao)小,生(sheng)產(chan)效(xiao)率高(gao),適合各種(zhong)原料(liao)。蠟漿和模具(ju)的(de)溫(wen)度(du)需嚴(yan)格(ge)控(kong)制(zhi),否則會引起(qi)欠注或變形,因此不適合用來制(zhi)造大型部件,同時兩(liang)步燒成(cheng)工藝較(jiao)為復雜,能耗較(jiao)高(gao)。
(3)流延成型
流延成型是把陶瓷粉料(liao)(liao)與大量的有(you)機粘結(jie)劑(ji)、增(zeng)塑(su)劑(ji)、分(fen)(fen)散劑(ji)等(deng)充分(fen)(fen)混合(he),得(de)到(dao)可以流動的粘稠漿料(liao)(liao),把漿料(liao)(liao)加入(ru)流延機的料(liao)(liao)斗,用刮刀(dao)控(kong)制厚度,經加料(liao)(liao)嘴(zui)向傳送帶流出,烘干(gan)后得(de)到(dao)膜(mo)坯(pi)。此工藝適(shi)合(he)制備薄(bo)膜(mo)材料(liao)(liao),為了(le)獲得(de)較好的柔韌性而加入(ru)大量的有(you)機物(wu),要求(qiu)嚴格(ge)控(kong)制工藝參數,否則易造成(cheng)起皮(pi)、條(tiao)紋、薄(bo)膜(mo)強(qiang)度低或不(bu)易剝離等(deng)缺(que)陷。所用的有(you)機物(wu)有(you)毒(du)性,會(hui)產生環境(jing)污(wu)染(ran),應(ying)盡可能采用無毒(du)或少毒(du)體系,減少環境(jing)污(wu)染(ran)。
2、脫脂排膠
除了以干壓為基礎的成型技術外,其它工藝成型的產品都要進行脫脂排膠處理后方可入爐燒結,因為除干壓成型外的其它工藝會在成型時在氧化鋯粉里加入一(yi)(yi)(yi)定(ding)比例的(de)塑化劑,這些塑化劑在產品(pin)成(cheng)型后就必須去除,不然(ran)會對(dui)燒(shao)結出的(de)產品(pin)造成(cheng)嚴重的(de)品(pin)質影響。塑化劑主要(yao)為石蠟及其它高分子(zi)材(cai)料所構成(cheng),要(yao)求這些材(cai)料在一(yi)(yi)(yi)定(ding)溫度下表現出具有很好的(de)塑性與流動(dong)性,常溫下則要(yao)有一(yi)(yi)(yi)定(ding)的(de)韌(ren)性及強(qiang)度。
3、燒結
氧化(hua)鋯陶瓷(ci)可(ke)采用的燒(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)方法通常有: ⑴無壓(ya)燒(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie),⑵熱(re)壓(ya)燒(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)和反應熱(re)壓(ya)燒(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie),⑶熱(re)等(deng)靜壓(ya)燒(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)(HIP),⑷微波燒(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie), ⑸超高(gao)壓(ya)燒(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie), ⑹放電等(deng)離(li)子體燒(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)(SPS),⑺原位加壓(ya)成型燒(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)等(deng)。常以無壓(ya)燒(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)為主。