陶瓷注射成型冷烧结(CS)
基本过程陶瓷注射成型CS技术是将少量的水溶液加入陶瓷粉末中,使颗粒湿润,粉末表面物质分解并部分溶解在溶液中,从而在颗粒-颗粒界面间产生液相。将湿润的粉末放入模具中,加热模具,同时施加较大的压力,保压一段时间后,即可制备出致密的陶瓷材料。在此过程中,陶瓷材料的微观结构陶瓷材料演变。如图所示。
虽然CS工艺的系统影响因素较多,但该技术所用到的设备相对简单,陶瓷CS设备主要包括一台普通的压机,两块安装在压机上下部的加热板,还可在模具周围包裹电控加热套,用于对粉末进行加热。
陶瓷注射成型振荡压力烧结CIM (OPS)
现有的各种压力烧结技术均采用静态恒压。在烧结过程中引入静态压力烧结工艺有助于消除孔隙、提高陶瓷的致密度,但特种陶瓷很难完全离子化和共价结合,材料内部孔隙的排除对于超高强度、高韧性、高硬度和高可靠性材料的制备仍有一定局限性。
HP静压烧结局限性的原因主要体现在以下3个方面:
- ①在烧结开始前和烧结初期,恒压不能充分实现粉末在模具内的颗粒重排,以获得较高的堆积密度;
- ②在烧结中后期,塑性流动和团聚体的消除仍然有限,难以实现材料的完全均匀致密化;
- ③烧结后期,采用恒压方式很难完全消除残留气孔。
为此,作者课题组提出了在粉末烧结过程中引入动态振荡压力替代现有恒定静压的全新设计思路,在国际上率先研发出OPS技术与装备。在较大的恒定压力作用下,叠加频率和幅度可调的振荡压力,将传统烧结中施加的“死力”变为“劲力”。振荡压力耦合装置及原理示意图如图所示。
新型OPS技术具有独特的优势,为制备近理论密度(大于理论密度的99.9%)、低缺陷、超细晶粒组织的材料、提高材料的可靠性提供了一种新的途径。
发布时间:2022-06-10
