陶瓷材料成型的案例
【見多識廣】陶瓷材料的十大成型工藝，一起來看看啊！
優(yōu)點：
（1) 適用陶瓷粉末能力強，對粉體無特殊要求；
（2) 可實現(xiàn)近凈尺寸成型，可制備出大尺寸和復雜形狀及壁厚的部件，模具可選用多種材料；
（3) 成型周期短，濕坯和干坯強度高，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)成型工藝所制的坯體，可進行機械加工；
（4) 坯體有機物含量低；
（5) 坯體和燒結(jié)體性能均勻性好；
（6) 工藝過程易控制；
（7) 工藝過程和操作較為簡便，設備簡易，成本低廉。
缺點：
（1）成型與干燥過程中可能產(chǎn)生氣泡和裂紋等缺陷；
（2）有機單體的毒性問題。
應用：
粗顆粒體系陶瓷、高級耐火材料、陶瓷復合材料、結(jié)構(gòu)陶瓷、功能與生物陶瓷、多孔材料及粉末冶金等。
展開 玩轉(zhuǎn)陶瓷材料_精細陶瓷之電子陶瓷篇
■邱耀弘 /ACMT
摘要
陶瓷材料老早就使用在電子產(chǎn)業(yè)上，只是大家沒有注意到，在數(shù)百年以前陶瓷就已經(jīng)被使用在電子被動元件的電容 (Capacitor, C) 上，隨后的電感 (Inductors, L)、和電阻 (Resistor, R)，甚至在主動元件上的積體電路之封裝，陶瓷材料都已經(jīng)被使用中。好的，為了要讓 ACMT的讀者們能夠概略的了解陶瓷材料使用于電子用途，本篇將為各位說明影響人類近半個世紀的電子技術，竟然依賴古老的陶瓷材料，并且大量的搬上電路板上，精彩可期請勿錯過！
陶瓷材料的光電磁效應 – 材料中的特性
首先我們必須了解，近代物理學已經(jīng)確認了磁電不分家，磁與電有幾個特色：磁場是收斂的的而電場卻是發(fā)散的，磁電互生也是很有趣的，更進一步的證實光、電、磁也是一家人，從愛因斯坦的相對論中就提到，光會被重力所干擾，到近幾年才發(fā)現(xiàn)因為光也有和電、磁一樣的特性，足見當代物理學家們的偉大發(fā)現(xiàn)。
和人類生活息息相關且感受的到的是電，停電了，對生活上種種的不方便，那是最為明顯，因為人類是不遺余力對電能的開發(fā)和應用，而陶瓷材料就理所當然的貢獻其所長。
展開 十大結(jié)構(gòu)陶瓷成型工藝最全總結(jié)
但隨著現(xiàn)代化成型方法的發(fā)展，達一缺點逐漸為等靜壓成型所克服。
應用： 特別適宜于各種截面厚度較小的陶瓷制品制備，如陶瓷密封環(huán)、閥門用陶瓷閥芯、陶瓷襯板、陶瓷內(nèi)襯等。
二
流延成型
流延成型又稱為刮刀成型。它的基本原理是將具有合適黏度和良好分散性的陶瓷漿料從流延機漿料槽刀口處流至基帶上，通過基帶與刮刀的相對運動使?jié){料鋪展，在表面張力的作用下形成具有光滑上表面的坯膜，坯膜的厚度主要由刮刀與基帶之間間隙來調(diào)控。坯膜隨基帶進入烘干室，溶劑蒸發(fā)有機黏結(jié)劑在陶瓷顆粒間形成網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，形成具有一定強度和柔韌性的坯片，干燥的坯片與基帶剝離后卷軸待用。然后可安所需形狀切割，沖片或打孔，最后經(jīng)過燒結(jié)得到成品。流延成型工藝可以分為非水基流延成型、水基流延成型、凝膠流延成型等。流延成型制備陶瓷基片工藝包括漿料制備、流延成型、干燥、脫脂、燒結(jié)等工序，其中最關鍵的是漿料的制備和流延工藝的控制。
優(yōu)點：流延成型可制備出幾個微米至1000μm平整光滑的陶瓷薄片材料，且設備簡單，工藝穩(wěn)定，可連續(xù)操作，便于自動化，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品性能一致，因此是當今制備單層或多層薄片材料最重要和最有效的工藝。
缺點：粘結(jié)劑含量高，因而收縮率可達20％～21％。
展開 陶瓷注射成型CIM技術簡介
陶瓷注射成型CIM技術簡介
先進陶瓷材料的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應用發(fā)展狀況報告
近二十年來，在國家重大工程和尖端技術中對陶瓷材料及其制備技術也提出了更高的要求和挑戰(zhàn)；例如航天工業(yè)火箭發(fā)射中液氫液氧渦輪泵用的氮化硅陶瓷軸承在低溫極端條件下無滑狀態(tài)下高速運轉(zhuǎn)，要求陶瓷抽承強度高、初性好、耐磨損、表面加工精度高；激光武器需使用大尺寸大功率Nd－YAG激光透明陶瓷，導彈天線罩需使用高透波高強度陶瓷材料；核電站主泵用的大尺寸陶瓷密封環(huán)需要長壽命高可靠性，特別是地球衛(wèi)星拍攝地面目標的對地監(jiān)測使用的碳化硅陶瓷反射鏡，除了高彈性模量、低熱膨脹系數(shù)和輕量化，要求高精度超鏡面和大尺寸（直徑1米至幾米），這對大尺寸結(jié)構(gòu)陶瓷材料的成型技術、燒結(jié)技術、加工技術都是一個挑戰(zhàn)；又如在微電子工業(yè)中使用的微型陶瓷劈刀，其內(nèi)孔只有20－30微米；而光通訊中的光纖連接器陶瓷插芯，其內(nèi)孔為125微米，并且要求極高的表面光潔度與尺寸精度及同心度。
此外，超高溫結(jié)構(gòu)陶瓷（如ZrB2、HfB2）的及陶瓷基復合材料（Cf/SiC、SiCf/SiC）快速發(fā)展，使航天飛機能在邀游太空后重返地球；B4C陶瓷成為反應雄中不可缺少的吸收中子的控制棒；高硬度陶瓷刀具可比傳統(tǒng)刀具提高加工效率3~10倍；Si3N4、SiC陶瓷作為發(fā)動機和燃氣輪機的高溫關鍵部件，可使渦輪進口溫度提高到1370℃，從而可以大幅度提高熱效率和節(jié)省燃料；耐熱隔熱的陶瓷涂層在航空發(fā)動機和重型燃氣輪機中應用越來越多；高鐵和電動汽車中IGBT功率控制模塊封裝對高性能的AIN陶瓷基板，高強度高韌性高導熱Si3N4陶瓷基板需求迫切。汽油柴油車需要性能更佳的蜂窩陶瓷及催化劑載體，從而大大減少汽車排放和環(huán)境污染。
這些例子充分顯示了先進陶瓷材料對現(xiàn)代科學和工程技術發(fā)展至關重要。
展開 奧地利Lithoz高精度陶瓷3D打印技術應用于“月球土”的三維成型
目前，歐洲航天局（ESA）的研究者們仿制了一種月球土壤（專業(yè)名詞叫“風化層”）并且使用奧地利Lithoz的高精度陶瓷3D打印技術將這種土壤打印成小型螺釘和齒輪，來模擬使用其他星球土壤就地生產(chǎn)所需產(chǎn)品。
根據(jù)歐洲航天局的聲明，這種材料可以被當做一種月球陶瓷。成型工藝為：首先將其磨碎，篩成細小顆粒；然后再把這些月球土顆粒與特定的光敏粘結(jié)劑均勻的混合在一起；通過光固化的方式將其3D打印成型；打印完成的部件再放入爐中進行脫脂燒結(jié)，形成陶瓷產(chǎn)品。
用月球土壤3D打印的小螺釘、齒輪和其他部件
在另外一個星球上利用當?shù)?em>材料進行3D打印的潛在應用是激動人心的?！霸虑蛲痢?D打印可以免除多次來回地球的不必要遠行。還可以幫助宇航員更有效地解決設備損壞等問題—只需要讓地面指揮中心發(fā)來一份設計文件，然后使用當?shù)?em>材料，進行打印即可。
這些“月球土”精細陶瓷部件是使用奧地利lithoz公司的高精度陶瓷3D打印設備實現(xiàn)。奧地利Lithoz公司是全球頂尖陶瓷3D打印設備及材料的供應商，由Lithoz陶瓷3D打印機生產(chǎn)的產(chǎn)品，表面粗糙度可達0.4-0.6 μm，致密度高達99.4%以上，產(chǎn)品物理化學性能與傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品相當。目前，可打印氧化鋁、氧化鋯、磷酸三鈣、氮化硅、硅基材料、金屬陶瓷等20余種材料。
來源：中國3D打印網(wǎng)
展開 【科普系列】金屬與陶瓷“強強聯(lián)合”---金屬陶瓷層狀復合材料
圖1 貝殼微觀結(jié)構(gòu)形貌及疊層復合結(jié)構(gòu)簡圖 (a) 珍珠層截面形貌；(b) 表面納米有機蛋白顆粒；(c)，(d) 珍珠層俯視形貌；(e)珍珠層結(jié)構(gòu)簡圖
金屬陶瓷層狀復合材料(laminated metal/ceramics composites，LMCCs)正是在這種契機下應運而生，并在其誕生之后迅速成為復合材料研究領域的熱門課題之一。金屬陶瓷層狀復合材料是由至少一種金屬以片層形式與陶瓷交替排列而成，是將擁有不同化學、物理性能的兩種或多種材料按照不同的層間距、層厚比以及疊層數(shù)相互疊層制備的新型材料，通常是由基體材料和增強體復合制備而成，圖2是通過粉末冶金法制備金屬陶瓷層狀復合材料的工藝流程。微疊層復合材料中的強性層一般選用較高強度和彈性模量的結(jié)構(gòu)陶瓷，該層主要起強化的作用，當受外界載荷時能保證材料具有較高的強度。陶瓷層通常選用SiC、Si3N4、Al2O3、ZrO2等材料。韌性層一般選用金屬或有機物質(zhì)等韌性好的材料，保證材料具有良好的韌性。常見的韌性層材料有Ti、Ni、Fe等金屬材料，非金屬的石墨以及高分子材料的樹脂等。微疊層復合材料每個疊層的厚度通常要求為0.01~100 μm，而其性能是由每一個組分特性、體積分數(shù)、結(jié)構(gòu)特點、層間距和各組分之間的互溶度共同決定的。由于材料結(jié)構(gòu)的特殊性，金屬陶瓷層狀復合材料可以改善材料的斷裂韌度、疲勞性能、抗沖擊性能、抗磨損性能、抗腐蝕性能和阻尼性能等。
圖2 粉末冶金制備金屬陶瓷層狀復合材料工藝流程
最常見的金屬陶瓷層狀復合材料主要包括Ti基、Ni基、Al基、Mg基、Fe基、Cr基、耐熱金屬基、金屬間化物基等，其中以Al基、Ti基、Ni基復合材料發(fā)展較為成熟。
展開 佳能也開始做陶瓷3D打印機了，高分辨率氧化鋁基陶瓷材料
△3DCeram陶瓷3D打印在醫(yī)療上的應用案例
△3DCeram陶瓷漿料
3DCeram位于法國利摩日，自2001年成立起就開始研究光固化（SLA）3D打印陶瓷技術，經(jīng)過10多年的發(fā)展，如今已成為了不折不扣的陶瓷3D打印專家，不但研制出了打印幅面300毫米 x 300毫米的大型SLA陶瓷3D打印機CERAMAKER，而且開發(fā)出了多種打印材料，包括氧化鋁(Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)、羥基磷灰石(HAP)以及磷酸三鈣(TCP)等（均屬于3DMIX系列），還開設了FCP服務，提供快速響應的打印服務，并且順利通過了ISO9001和ISO13485質(zhì)量體系認證。
△3DCeram的大尺寸高光潔度工業(yè)陶瓷打印零部件
浙江迅實科技
南極熊看到了浙江迅實科技推出的陶瓷光固化3D打印機Cera RAY。CeraRay的核心部件是自主研發(fā)的新型RayTwo DLP光源，可以穩(wěn)定、準確的將光波照射到指定點上，由此固化出來的產(chǎn)品尺寸精確，且極高的功率有效地提高了固化速度。據(jù)悉，CeraRay打印層厚可以控制在10-50微米，成型精度達到±0.05mm，打印速度達到15-30s/層。此外，迅實科技在CeraRay的斜拔式分離系統(tǒng)中引入了THK高精度直接模組，使得設備更加穩(wěn)定、可靠。
除了在精度和速度方面的優(yōu)勢，CeraRay的材料兼容性也非常好，設備可以打印氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、復合陶瓷金屬等多種材料。升級過的刮刀結(jié)構(gòu)分層系統(tǒng)還有效解決了材料粘連問題，提高了材料的利用率。
△CeraRay 3D打印的陶瓷樣件
展開 3DCERAM將攜陶瓷+多材料3D打印以及陶瓷3D打印流程解決方案亮相Formnext
展會將貫穿增材制造、材料、粉末冶金及后處理等一系列先進的材料、技術、設備以及產(chǎn)品，精準面向中國市場，輻射影響整個亞洲，為中國乃至亞洲的制造業(yè)帶來全新的商貿(mào)機遇，南極熊作為本次展會的戰(zhàn)略合作媒體，將全程對展會進行全方位的報道，并且開通了Formnext頻道：https://www.nanjixiong.com/forum-227-1.html 。
3Dceram展臺：9號館C66
作為陶瓷3D打印領域的技術領先者 ，3DCERAM將攜最新的陶瓷+多材料3D打印以及陶瓷3D打印（新材料研發(fā)-后處理）全流程解決方案重磅亮相，超多精彩看點等您來。
3DCERAM源自法國，作為陶瓷增材制造的領先者，經(jīng)過20年的積累，將自身在材料領域的技術經(jīng)驗與3D打印完美的結(jié)合在一起，形成了一套快速制備復雜結(jié)構(gòu)陶瓷的獨特技術，并且由于光固化技術的廣泛通用性，打印材料的種類可從非金屬延申到部分金屬材質(zhì)。
△SLA光固化+直寫式（Hybrid）多材料3D打印系統(tǒng)
基于3DCERAM設備高度開放的軟件系統(tǒng)和光固化打印技術廣泛的適用性，目前可打印的材質(zhì)已不限于常規(guī)的氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷，山東大學等相關單位開始利用光固化技術制備鐵氧體材料、高熵合金、高溫合金等，當然也包括在參與的3D打印制備燃料電池項目計劃中的陶瓷/金屬復合光固化3D打印。
據(jù)南極熊了解，3DCERAM從2021起推出了“打印材料開放計劃”，旨在通過與相關材料研發(fā)單位合作，推動打印材料本土化，同時推進光固化陶瓷打印材料、光固化金屬打印材料、光固化復合打印材料的研發(fā)及在相關領域的應用.
展開 可視化射出成型技術探討循環(huán)再利用塑料材料成型特性──以聚丙烯材料為例
對于熱塑性塑料來說，塑料粒在經(jīng)過射出機螺桿的塑化與剪切，其塑料分子鏈會被剪斷，黏度性質(zhì)或流動特性可能產(chǎn)生變化，進而影響塑料產(chǎn)品成型。由目前文獻搜集可得知，學術上的研究發(fā)表大多在不同回收料添加比例、配方與制程特性上進行研究與探討，但對于塑膠原料經(jīng)重復射出→粉碎→再射出，且不加入原塑料材料(Raw material)情形下的回收料之成型特性較少探討。
圖1：循環(huán)再利用塑料射出成型實驗流程示意圖
因此，本文章分享塑料在經(jīng)過多次射出→粉碎→再射出的制程中（如圖1所示），透過在模穴內(nèi)安裝壓力感測組件，觀察回收塑料射出成型過程熔膠流動長度與充填至模穴之壓力變化，并計算其黏度因子；藉以透過成型信息實時感測（成型信息可視化）方式了解不同回收次數(shù)之塑膠成型特性。
另一方面，透過熔融指數(shù)試驗機(Melt flow index tester)以及熱示差掃描分析儀(Differential scanning calorimetry, DSC)針對不同粉碎次數(shù)之實驗材料進行檢測，觀察塑膠原料回收次數(shù)增加后其熔融流動特性與熱性質(zhì)變化。
最后，透過射出成型實驗進行成型試片機械性質(zhì)測試觀察，將試片（ASTM D638拉伸試片）進行拉伸測試，藉由拉伸測試結(jié)果，并整合模穴壓力變化、黏度因子變化，以及相對應的回收料流動特性與熱性質(zhì)變化，進行探討。
研究結(jié)果與討論
圖2(a)為原材料Raw-PP在多次回收粉碎過程后，進行射出成型實驗并觀察熔膠充填流動特性的變化，圖中顯示隨著回收次數(shù)增加，可明顯觀察到Melt flow rate隨回收次數(shù)增加而變大，意味著PP分子量隨著回收次數(shù)增加而變低，且回收次數(shù)到達4次以上時達到飽和。
展開 解讀特種耐高溫材料，特種陶瓷及不定形耐火材料在鑄造領域的使用方法
山東銘特陶瓷材料有限公司，專業(yè)生產(chǎn)特種耐高溫材料，特種陶瓷及不定形耐火材料?，F(xiàn)產(chǎn)品包括石墨制品，鋁鎂、鋁碳、鋁硅系列復合材料，高純石英制品。產(chǎn)品服務于鋼鐵連鑄，有色金屬，玻璃建材，國防等領域。
隨著行業(yè)的發(fā)展及市場要求的提高，我公司秉承服務、創(chuàng)新、共享的理念，不斷開發(fā)研究新材料、新產(chǎn)品，讓客戶獲得更 好的使用效果，以更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和材料為客戶創(chuàng)造價值。
一、石墨坩堝
產(chǎn)品介紹及使用方法:
秦總：13031661586
二、 石英坩堝
產(chǎn)品介紹及使用維護:
石英坩堝主要化學成分是二氧化硅，除氫 氟 酸外不與其它酸作用，易與苛性堿及堿
金屬碳酸鹽作用。
石英坩堝對熱的穩(wěn)定性很好，可直接放在火焰上加熱。
石英坩堝和玻璃器皿一樣，容易破碎，使用時要特別小心。
展開 
解讀特種耐高溫材料，特種陶瓷及不定形耐火材料在鑄造領域的使用方法
山東銘特陶瓷材料有限公司，專業(yè)生產(chǎn)特種耐高溫材料，特種陶瓷及不定形耐火材料。現(xiàn)產(chǎn)品包括石墨制品，鋁鎂、鋁碳、鋁硅系列復合材料，高純石英制品。產(chǎn)品服務于鋼鐵連鑄，有色金屬，玻璃建材，國防等領域。
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一、石墨坩堝
產(chǎn)品介紹及使用方法:
秦總：13031661586
二、 石英坩堝
產(chǎn)品介紹及使用維護:
石英坩堝主要化學成分是二氧化硅，除氫 氟 酸外不與其它酸作用，易與苛性堿及堿
金屬碳酸鹽作用。
石英坩堝對熱的穩(wěn)定性很好，可直接放在火焰上加熱。
石英坩堝和玻璃器皿一樣，容易破碎，使用時要特別小心。
展開 解讀特種耐高溫材料，特種陶瓷及不定形耐火材料在鑄造領域的使用方法
山東銘特陶瓷材料有限公司，專業(yè)生產(chǎn)特種耐高溫材料，特種陶瓷及不定形耐火材料。現(xiàn)產(chǎn)品包括石墨制品，鋁鎂、鋁碳、鋁硅系列復合材料，高純石英制品。產(chǎn)品服務于鋼鐵連鑄，有色金屬，玻璃建材，國防等領域。
隨著行業(yè)的發(fā)展及市場要求的提高，我公司秉承服務、創(chuàng)新、共享的理念，不斷開發(fā)研究新材料、新產(chǎn)品，讓客戶獲得更 好的使用效果，以更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和材料為客戶創(chuàng)造價值。
一、石墨坩堝
產(chǎn)品介紹及使用方法:
秦總：13031661586
二、 石英坩堝
產(chǎn)品介紹及使用維護:
石英坩堝主要化學成分是二氧化硅，除氫 氟 酸外不與其它酸作用，易與苛性堿及堿
金屬碳酸鹽作用。
石英坩堝對熱的穩(wěn)定性很好，可直接放在火焰上加熱。
石英坩堝和玻璃器皿一樣，容易破碎，使用時要特別小心。
展開 彈丸侵徹碳化硅陶瓷/纖維復合材料靶板，對稱模型、復合材料鋪層、材料方向、粘結(jié)接觸、無反射邊界設置 ￥9.9
3D打印鈦基復合材料與陶瓷
來自加利福尼亞州立大學的論文專業(yè)學生Reza Hajiha在“采用熱分解硫酸鋁的陶瓷增強鈦基復合材料的增材制造新方法”中探討了金屬3D打印中更復雜的問題。'進一步研究3D打印的奇跡，Hajiha討論了所生產(chǎn)零件的強度和耐久性要求，特別是金屬基復合材料（MMCs）。
MMC今天引起了人們的關注，因為它們可以抵抗溫度和摩擦，并提供更好的熱穩(wěn)定性。這些類型的零件提供3D打印和增材制造的所有優(yōu)勢，包括降低成本，提高生產(chǎn)速度和制造業(yè)的自我可持續(xù)性 - 對任何級別的用戶都是一個優(yōu)勢。 Hajiha的研究涉及研究用陶瓷顆粒增強的3D打印MMC零件的新方法，由Yoozbashizadeh博士和加州州立大學長灘分校的Yavari博士和Northrop Grumman公司申請專利。
“目前的方法有一些缺點，例如可以使用的材料的限制和一些這種材料的差的機械性能。由于歸因于機器的高成本，上述一些方法包括高費用，“Hajiha說?！按送?，印刷模型缺乏尺寸精度是證明金屬部件增材制造領域進一步研究和發(fā)明的另一個原因。由于具有出色的機械性能，MMC是開發(fā)和研究的有吸引力的領域之一。”
金屬基復合材料的分類基于纖維的大小和形狀
MMC在航空航天，運輸和可穿戴設備等應用中具有很好的應用潛力。它們可以分類為顆粒，層，纖維和滲透復合材料。 Hajiha討論了一些不同類型的3D打印，包括：
選擇性激光燒結(jié)（SLS / SLM）
直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）
激光工程凈成型（LENS）
傳統(tǒng)的3D打印
Hajiha還討論了諸如逐層打印之類的缺點，經(jīng)常導致由于內(nèi)部壓力因素導致的缺陷。這種變形和多孔性會導致機械強度降低和部件性能降低。
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