一、氧化鋯陶瓷有什么特性
1、強度與韌性相對大
氧化(hua)(hua)鋯陶(tao)瓷具有較大(da)的強度(du)(可達1500MPa),雖(sui)然(ran)韌性和一些(xie)金(jin)屬相(xiang)比有較大(da)差(cha)距(ju),但相(xiang)比于其他陶(tao)瓷材料,氧化(hua)(hua)鋯陶(tao)瓷在“陶(tao)瓷圈兒”算是佼(jiao)佼(jiao)者(1-35MPa.m1/2)。
2、熔點高
氧(yang)化鋯的熔點為(wei)2715℃,較高的熔點以及化學惰性使氧(yang)化鋯可作為(wei)較好的耐(nai)火(huo)材料。
3、硬度大、耐磨性好
氧化鋯陶瓷(ci)具有較(jiao)大的(de)硬度(du)(du)(du)和較(jiao)好(hao)的(de)耐(nai)磨性(xing)。而從具體數據來看(kan),氧化鋯陶瓷(ci)莫(mo)氏硬度(du)(du)(du)在8.5左右,非常接近藍(lan)寶石9的(de)莫(mo)氏硬度(du)(du)(du),而聚(ju)碳酸(suan)酯的(de)莫(mo)氏硬度(du)(du)(du)只有3.0,鋼化玻(bo)璃的(de)莫(mo)氏硬度(du)(du)(du)5.5,鋁鎂(mei)合金的(de)莫(mo)氏硬度(du)(du)(du)6.0。
4、電學性能好
氧化鋯的介電(dian)常數是藍寶(bao)石的3 倍,信(xin)號更(geng)靈敏(min),更(geng)適(shi)合指紋識別貼片(pian)等。從屏(ping)蔽效能來(lai)看(kan),氧化鋯陶(tao)瓷作為非金屬(shu)材料對電(dian)磁(ci)信(xin)號沒有屏(ping)蔽作用,完全(quan)不會影響(xiang)內(nei)部的天線布局,可以方便(bian)的一體(ti)成型,適(shi)應5G時(shi)代的帶來(lai)。
5、低熱導率、低膨脹系數
氧(yang)化(hua)鋯的熱導率(lv)在常見陶(tao)(tao)瓷材料中最低(1.6-2.03W/(m.k)),熱膨脹系(xi)數與金屬接近。因此,氧(yang)化(hua)鋯陶(tao)(tao)瓷適(shi)宜做(zuo)結構(gou)陶(tao)(tao)瓷材料,如氧(yang)化(hua)鋯陶(tao)(tao)瓷手機外觀(guan)結構(gou)件。
二、氧化鋯陶瓷生產工藝流程
1、成型
氧化鋯陶瓷(ci)的(de)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)有干壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)、等靜壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)、注(zhu)(zhu)漿成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)、熱壓(ya)鑄(zhu)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)、流延成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)、注(zhu)(zhu)射成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)、塑性擠壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)、膠(jiao)態凝固成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)等。其中使用最廣泛的(de)是注(zhu)(zhu)塑與干壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)。
(1)注漿成型
注漿成(cheng)型(xing)的(de)成(cheng)型(xing)過(guo)程包(bao)括物理脫水過(guo)程和化(hua)(hua)學凝聚過(guo)程,物理脫水通過(guo)多(duo)孔的(de)石(shi)(shi)(shi)膏(gao)模(mo)的(de)毛細作(zuo)用排除(chu)漿料中(zhong)的(de)水分(fen),化(hua)(hua)學凝聚過(guo)程是因為(wei)在(zai)石(shi)(shi)(shi)膏(gao)模(mo)表(biao)面CaSO4 的(de)溶解生(sheng)成(cheng)的(de)Ca2+提高了漿料中(zhong)的(de)離子強(qiang)度,造成(cheng)漿料的(de)絮凝。在(zai)物理脫水和化(hua)(hua)學凝聚的(de)作(zuo)用下,陶瓷粉體顆粒在(zai)石(shi)(shi)(shi)膏(gao)模(mo)壁上沉(chen)積成(cheng)型(xing)。注漿成(cheng)型(xing)適合制備形(xing)狀復雜的(de)大型(xing)陶瓷部件,但坯(pi)體質量,包(bao)括外形(xing)、密(mi)度、強(qiang)度等都較差,工人勞動強(qiang)度大且(qie)不適合自動化(hua)(hua)作(zuo)業。
(2)熱壓注成型
熱壓(ya)(ya)注(zhu)成(cheng)(cheng)型(xing)是在(zai)較高(gao)溫度下(60~100℃)使陶瓷粉體與粘結劑(石蠟)混(hun)合(he)(he),獲得(de)熱壓(ya)(ya)鑄用的(de)(de)料漿(jiang),漿(jiang)料在(zai)壓(ya)(ya)縮(suo)空氣的(de)(de)作用下注(zhu)入金屬模具,保壓(ya)(ya)冷卻,脫模得(de)到(dao)蠟坯,蠟坯在(zai)惰性粉料保護下脫蠟后得(de)到(dao)素坯,素坯再經高(gao)溫燒結成(cheng)(cheng)瓷。熱壓(ya)(ya)注(zhu)成(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)生(sheng)坯尺寸精確,內部結構均勻(yun),模具磨損(sun)較小,生(sheng)產效率高(gao),適(shi)合(he)(he)各種原料。蠟漿(jiang)和模具的(de)(de)溫度需嚴格(ge)控制,否(fou)則會引起欠注(zhu)或變形,因此不適(shi)合(he)(he)用來(lai)制造大型(xing)部件,同時兩(liang)步(bu)燒成(cheng)(cheng)工(gong)藝(yi)較為復雜,能耗(hao)較高(gao)。
(3)流延成型
流延成型是把陶瓷粉(fen)料(liao)與大(da)量的(de)(de)有(you)機(ji)粘結劑、增塑劑、分散劑等充(chong)分混合,得(de)到可以流(liu)動的(de)(de)粘稠漿料(liao),把漿料(liao)加(jia)入流(liu)延機(ji)的(de)(de)料(liao)斗(dou),用刮刀控(kong)制(zhi)(zhi)厚度,經加(jia)料(liao)嘴(zui)向傳送帶流(liu)出,烘(hong)干后(hou)得(de)到膜(mo)(mo)坯。此工(gong)藝適合制(zhi)(zhi)備薄膜(mo)(mo)材料(liao),為了獲(huo)得(de)較好(hao)的(de)(de)柔韌性而(er)加(jia)入大(da)量的(de)(de)有(you)機(ji)物,要求嚴格控(kong)制(zhi)(zhi)工(gong)藝參數,否則易造成起皮、條紋、薄膜(mo)(mo)強度低(di)或不易剝離等缺(que)陷(xian)。所用的(de)(de)有(you)機(ji)物有(you)毒(du)(du)性,會產生環境污染,應盡可能采(cai)用無毒(du)(du)或少毒(du)(du)體(ti)系,減少環境污染。
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定比例的塑(su)(su)(su)化劑(ji),這些(xie)(xie)塑(su)(su)(su)化劑(ji)在產品(pin)(pin)成型(xing)后就必須去(qu)除,不然會(hui)對燒結出(chu)(chu)的產品(pin)(pin)造成嚴重(zhong)的品(pin)(pin)質影響(xiang)。塑(su)(su)(su)化劑(ji)主要為石(shi)蠟及其(qi)它(ta)高分(fen)子材料所構成,要求(qiu)這些(xie)(xie)材料在一定溫度下表現出(chu)(chu)具有(you)(you)很(hen)好的塑(su)(su)(su)性(xing)(xing)與流動性(xing)(xing),常(chang)溫下則(ze)要有(you)(you)一定的韌(ren)性(xing)(xing)及強度。
3、燒結
氧化鋯陶(tao)瓷可采(cai)用的燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)方法通(tong)常有: ⑴無壓燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie),⑵熱(re)壓燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)和反應熱(re)壓燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie),⑶熱(re)等(deng)靜壓燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(HIP),⑷微波燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie), ⑸超(chao)高壓燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie), ⑹放電(dian)等(deng)離子體燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(SPS),⑺原位加壓成(cheng)型(xing)燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)等(deng)。常以無壓燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)為主(zhu)。