[发明专利]一种陶瓷坯体及其成型方法以及一种陶瓷产品

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷领域，具体来说，涉及一种陶瓷坯体及其成型方法。

背景技术

目前陶瓷产品的成型方法主要包括干压成型、热压铸成型、挤出成型、溶胶凝胶成型等成型方法。其中，干压成型是将陶瓷粉体、粘结剂分散均匀后置于模具中，通过一定压力压制成型，干压成型具有生产周期短，效率高的优点，其缺点在于当陶瓷粉体的硬度较大时，（例如：陶瓷为SiC陶瓷时），对模具的磨损严重、难以做出复杂形状的产品。因而，目前本领域中常采用热挤出成型和热压铸成型来替代干压成型制作陶瓷产品。

现有的热挤出成型是将陶瓷粉末、粘结剂置于挤出机内，在一定温度下在螺杆旋转作用下制得具有流动性的浆料，然后挤压浆料入机头的模具成型，但是，现有的热挤出成型的缺点在于粘结剂的用量相对较高，制成的坯体中陶瓷的量相对较低，使得坯体的强度不高、烧结后的尺寸收缩大。

现有的热压铸成型通常是利用石蜡受热熔化和遇冷凝固的特点，将无可塑性的陶瓷粉料与热石蜡液均匀混合形成可流动的浆料，在一定压力下注入金属模具中后进行冷却，待浆料凝固后脱模取出，得到成型好的坯体。然而，使用石蜡作为热压铸成型的粘结剂有如下缺点：1）、坯体的强度不高，难以对坯体进行一些必要的机加工，预烧后，坯体的强度才有一定的提高，但仍不适合机加工，只有在烧结完成后才能进行机加工，但烧结后得陶瓷产品的强度大大提高，机加工时，会使得刀具磨损严重；2）、坯体在预烧后的尺寸收缩大；3）、难以制备大尺寸的产品，因为在脱蜡的过程中，随着温度升高，固体石蜡熔化，其粘结性能变差，若产品过大，则产品的自重将使产品变形。

公开号为CN1864961的中国专利公开了一种水溶性环氧树脂原位固化制备陶瓷坯体的方法，其主要工艺过程是：在陶瓷浆料中加入水溶性环氧树脂以及适量的固化剂；搅拌均匀后注入一定形状的模具中，在室温下静置使其原位固化；充分固化后脱模；干燥后即得到陶瓷坯体。它属于一种溶胶凝胶成型方法，所制得的坯体的强度、硬度高，可以进行机械加工。但是其缺点在于：1） 适于小颗粒的陶瓷粉体分散于体系中，大颗粒的陶瓷粉体在体系中可能会形成沉降，例如：该发明的实施例中选用的陶瓷颗粒的粒度在1μm左右；2）、制得的生坯中的陶瓷含量不够高。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的陶瓷坯体的成型方法所制得的陶瓷坯体的强度不高，难以进行机械加工，烧结后尺寸收缩大或者制得的坯件中的陶瓷含量较低的缺陷。

为此，本发明中提供了一种陶瓷坯体的成型方法，包括以下步骤：

步骤1、配料：称取陶瓷粉料，量取溶剂，并制备环氧体系粉末，以100重量份的陶瓷粉料为基准，所述环氧体系粉末的含量为1-5重量份，所述溶剂的含量为50-100重量份；

步骤2、球磨：将上述陶瓷粉料、环氧体系粉末、溶剂进行球磨，得到浆料；

步骤3、成型：将上述浆料注入模具中，低温脱除溶剂；然后在模具上方进行加压，同时对模具进行加热，冷却后得到坯件。

在本发明的成型方法中，所述环氧体系包括环氧树脂及其固化剂；环氧树脂及其固化剂在常温下呈固态，软化点温度为60℃-160℃，反应温度比软化点温度高10℃-40℃。

在本发明的成型方法中，所述环氧体系还包括固化促进剂，以100重量份的环氧树脂为基准，所述固化剂的含量为10-150重量份，所述固化促进剂的含量为0.2-0.8重量份。

在本发明的成型方法中，所述环氧树脂为邻甲酚醛环氧树脂、双酚A型环氧树脂、联苯型环氧树脂、含萘环结构环氧树脂中的一种；所述固化剂为线性酚醛树脂、二氨基二苯基砜、咪唑类固化剂中的一种或几种；所述固化促进剂为咪唑类固化促进剂、三乙醇胺、三苯基磷、邻苯二甲酸二甲酯中的一种或几种。

在本发明的成型方法中，在步骤1中，制备环氧体系粉末是通过将环氧体系经过开炼和破碎而制得；所述开炼的条件是将环氧体系在开炼机上开炼3-5min，并迅速冷却，开炼机的辊温在环氧体系的软化点温度以上、反应温度以下；所述破碎的条件是将开炼后的环氧体系置于破碎机中，在室温至50℃的温度下，破碎至粒度达到1-3um。

在本发明的成型方法中，所述陶瓷粉料选自粒度不同的陶瓷粉末。

在本发明的成型方法中，所述溶剂为水、乙醇、丙酮、甲苯、二甲苯中的一种或几种。

在本发明的成型方法中，在步骤3中，在低温脱除溶剂之前先对所述浆料进行脱泡，然后将浆料静置至溶剂与陶瓷粉料、环氧体系形成固液分层。