【材料】五种多孔陶瓷成型工艺技术的简单介绍

    五种多孔陶瓷成型工艺技术的简单介绍

多孔陶瓷是人类最早使用的陶瓷材料，也是人类人工合成的第一种材料。该产品应用范围广，除了可以用于过滤材料、建筑材料、窑炉材料、电发光材料、复合材料外，在农业领域、环保领域也有广泛的应用。

　　现代多孔陶瓷中的多孔碳化硅陶瓷，由于具有优异的性能，也迅速得到广泛应用。与其他材质的多孔陶瓷相比，该产品主要应用于高温、高腐蚀的苛刻环境及满足需要高耐磨性、高导热率的高标准、严酷的条件下使用，与航空、航天、海洋工程及能源利用等重要行业联系密切。

　　现代多孔陶瓷成型工艺技术的种类繁多，按成型时原材料主体的相态组成，可以分为5类：

　　一、液相浆料成型，即采用液相料浆，在特定形状模具内料浆进行固化，获得特定形状坯体的成型方式。这种方式最常见的为石膏模具普通浇注;其次，为使用塑料树脂模具的全自动化的高压注浆;再次，为利用多孔体表面涂覆凝胶-溶胶制备的多孔过滤膜，及使用塑料模具的凝胶注模。不常见的方式为电泳沉积、液相沉积成型及不需要模具的选区凝胶成型和喷墨打印成型。

　　二、半固态流变成型，即利用固体或含有一定量液体的固体，在一定压力和温度下发生变形，并且具有压力撤销后保持变形能力的性质，获得特定形状的方法。这种成型方式为最古老的陶瓷成型工艺方式，从人类制造第一种合成材料-陶瓷就开始使用的方法。现在常见半固态流变成型方式为采用挤出机制造砖瓦或蜂窝多孔陶瓷;其次，为利用湿法压模机械制造瓦和滚压机制造多孔板材及其他多层过滤器;再次，为使用挤出注射机加热制造小型、异型的多孔器件。

　　三、固相粉末成型：把含有一定量成形剂的粉末颗粒，送入模具内，加压压制成特定形状坯体的方法。这种方式制备的体坯多为规则形状，常见的方式为陶瓷自动压机或等静压机压制板材和管类陶瓷坯体。固相粉末成型不常见的方式为振动成型，即利用振动成型机，在加温条件和震实条件下，模具内的粉末固结成形获得的多孔陶瓷坯体的方法。此外，还有一种特别的固相粉末成型方式为，采用激光选取一定区域的粉末直接加热固结，此方法无需要模具即所谓的激光选取成型。

　　四、气相沉积成型：即利用反应气体在基底或衬底上凝聚沉积多孔陶瓷，这种方式主要用来制备多孔陶瓷膜，用于过滤器材和各种传感器制造。

　　五、多相复合成型：这种成型方式不以原材料的某一相为主，而以多个原材料的不同相，联合共同作用成型，制造多孔陶瓷的方法。如现代的先驱体法-模板法：多采用多孔的天然或人工的固体有机材料，进行液相浸渍或气相渗透反应，高温烧结获得多孔陶瓷，其次，如：使用固相泡沫聚氨酯材料，进行浸渍各种料浆或固体炭坯体高温气相渗硅反应，高温烧制获得多孔碳化硅陶瓷，它们的坯体成形过程不是以固相物质为主，而是多种相物质共同作用的结果。

　　在坯体干燥方面，现代多孔陶瓷干燥以人工干燥为主，呈现以微波干燥、红外干燥、微波-热风联合干燥等方式为代表的自动化、连续化、快速、多种干燥方式联合干燥、均匀干燥的发展趋势。

　　高级多孔陶瓷的烧成与传统多孔硅酸盐陶瓷烧成相比，烧成条件苛刻，如高达2000℃以上的高温、特殊的气氛，如真空、氮气、氢气、或氩气气氛条件，是传统窑炉所难以达到的。高级多孔陶瓷的生产，一般为小批量生产，多采用间歇式气氛炉，加热方式多采用电、磁技术加热技术，如石墨电阻加热、微波辅助-电阻加热、微波加热、微波-等离子、电磁感应加热等，其烧成方式向高温高速烧成、低温活化快速烧成、多种加热方式复合节能烧成的趋势发展。

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