(工艺技术)氧化铝陶瓷制作工艺简介

氧化铝陶瓷制作工艺简介
氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。

高纯型氧化铝陶瓷系Ａｌ２Ｏ３含量在９９．９％以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达１６５０—１９９０℃，透射波长为１～６μｍ，一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚：利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。

普通型氧化铝陶瓷系按Ａｌ２Ｏ３含量不同分为９９瓷、９５瓷、９０瓷、８５瓷等品种，有时Ａｌ２Ｏ３含量在８０％或７５％者也划为普通氧化铝陶瓷系列。

其中９９氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；９５氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；８５瓷中由于常掺入部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌、钽等金属封接，有的用作电真空装置器件。

其制作工艺如下：
一粉体制备：
将入厂的氧化铝粉按照不同的产品要求与不同成型工艺制备成粉体材料。

粉体粒度在１μｍ?微米?以下，若制造高纯氧化铝陶瓷制品除氧化铝纯度在９９．９９％外，还需超细粉碎且使其粒径分布均匀。

采用挤压成型或注射成型时，粉料中需引入粘结剂与可塑剂，?一般为重量比在１０—３０％的热塑性塑胶或树脂?有机粘结剂应与氧化铝粉体在１５０—２００℃温度下均匀混合，以利于成型操作。

采用热压工艺成型的粉体原料则不需加入粘结剂。

若采用半自动或全自动干压成型，对粉体有特别的工艺要求，需要采用喷雾造粒法对粉体进行处理、使其呈现圆球状，以利于提高粉体流动性便于成型中自动充填模壁。

此外，为减少粉料与模壁的摩擦，还需添加１～２％的润滑剂?如硬脂酸?及粘结剂ＰＶＡ。

欲干压成型时需对粉体喷雾造粒，其中引入聚乙烯醇作为粘结剂。

近年来上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Ａｌ２Ｏ３喷雾造粒的粘结剂，在加热情况下有很好的流动性。

喷雾造粒后的粉体必须具备流动性好、密度松散，流动角摩擦温度小于３０℃。

颗粒级配比理想等条件，以获得较大素坯密度。

二成型方法：
氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法。

近几年来国内外又开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固体自由成型等成型技术方法。

不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法。

摘其常用成型介绍：１干压成型：氧化铝陶瓷干压成型技术仅限于形状单纯且内壁厚度超过１ｍｍ，长度与直径之比不大于４∶１的物件。

成型方法有单轴向或双向。

压机有液压式、机械式两种，可呈半自动或全自动成型方式。

压机最大压力为２００Ｍｐａ。

产量每分钟可达１５～５０件。

由于液压式压机冲程压力均匀，故在粉料充填有差异时压制件高度不同。

而机械式压机施加压力大小因粉体充填多少而变化，易导致烧结后尺寸收缩产生差异，影响产品质量。

因此干压过程中粉体颗粒均匀分布对模具充填非常重要。

充填量准确与否对制造的氧化铝陶瓷零件尺寸精度控制影响很大。

粉体颗粒以大于６０μｍ、介于６０～２００目之间可获最大自由流动效果，取得最好压力成型效果。

２注浆成型法：注浆成型是氧化铝陶瓷使用最早的成型方法。

由于采用石膏模、成本低且易于成型大尺寸、外形复杂的部件。

注浆成型的关键是氧化铝浆料的制备。

通常以水为熔剂介质，再加入解胶剂与粘结剂，充分研磨之后排气，然后倒
注入石膏模内。

由于石膏模毛细管对水分的吸附，浆料遂固化在模内。

空心注浆时，在模壁吸附浆料达要求厚度时，还需将多余浆料倒出。

为减少坯体收缩量、应尽量使用高浓度浆料。

氧化铝陶瓷浆料中还需加入有机添加剂以使料浆颗粒表面形成双电层使料浆稳定悬浮不沉淀。

此外还需加入乙烯醇、甲基纤维素、海藻酸胺等粘结剂及聚丙烯胺、阿拉伯树胶等分散剂，目的均在于使浆料适宜注浆成型操作。

三烧成技术：
将颗粒状陶瓷坯体致密化并形成固体材料的技术方法叫烧结。

烧结即将坯体内颗粒间空洞排除，将少量气体及杂质有机物排除，使颗粒之间相互生长结合，形成新的物质的方法。

烧成使用的加热装置最广泛使用电炉。

除了常压烧结?即无压烧结?外，还有热压烧结及热等静压烧结等。

连续热压烧结虽然提高产量，但设备和模具费用太高，此外由于属轴向受热，制品长度受到限制。

热等静压烧成采用高温高压气体作压力传递介质，具有各向均匀受热之优点，很适合形状复杂制品的烧结。

由于结构均匀，材料性能比冷压烧结提高３０～５０％。

比一般热压烧结提高１０～１５％。

因此，目前一些高附加值氧化铝陶瓷产品或国防军工需用的特殊零部件、如陶瓷轴承、反射镜、核燃料及枪管等制品、场采用热等静压烧成方法。

此外，微波烧结法、电弧等离子烧结法、自蔓延烧结技术亦正在开发研究中。

四精加工与封装工序：
有些氧化铝陶瓷材料在完成烧结后，尚需进行精加工。

如可用作人工骨的制品要求表面有很高的光洁度、如镜面一样，以增加润滑性。

由于氧化铝陶瓷材料硬度较高，需用更硬的研磨抛光砖材料对其作精加工。

如ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ或金刚钻等。

通常采用由粗到细磨料逐级磨削，最终表面抛光。

一般可采用＜１μｍ?微米?的Ａｌ２Ｏ３微粉或金刚钻膏进行研磨抛光。

此外激光加工及超声波加工研磨及抛光的方法亦可采用。

有些氧化铝陶瓷零件需与其它材料作封装处理。

氧化铝陶瓷的低温烧结技术
氧化铝陶瓷是一种以Ａｌ２Ｏ３为主要原料，以刚玉（α—Ａｌ２Ｏ３）为主晶相的陶瓷材料。

因其具有机械强度高、硬度大、高频介电损耗小、高温绝缘电阻高、耐化学腐蚀性和导热性良好等优良综合技术性能，以及原料来源广、价格相对便宜、加工制造技术较为成熟等优势，氧化铝陶瓷已被广泛应用于电子、电器、机械、化工、纺织、汽车、冶金和航空航天等行业，成为目前世界上用量最大的氧化物陶瓷材料。

然而，由于氧化铝熔点高达２０５０℃，导致氧化铝陶瓷的烧结温度普遍较高（参见表一中标准烧结温度），从而使得氧化铝陶瓷的制造需要使用高温发热体或高质量的燃料以及高级耐火材料作窑炉和窑具，这在一定程度上限制了它的生产和更广泛的应用。

因此，降低氧化铝陶瓷的烧结温度，降低能耗，缩短烧成周期，减少窑炉和窑具损耗，从而降低生产成本，一直是企业所关心和急需解决的重要课题。

目前，对氧化铝陶瓷低温烧结技术的研究工作已很广泛和深入，从７５瓷到
９９瓷都有系统的研究，业已取得显著成效。

表一是已实现的各类氧化铝陶瓷低温烧结情况。

表中低温烧结氧化铝陶瓷的各项机电性能均达到了相应瓷种的国家标准，甚至中铝瓷在某些技术标准上超过高铝瓷的国标，如中科院上海硅酸盐研究所研制的１３６０℃烧成的８５瓷，其抗弯强度超过９９％Ａｌ２Ｏ３陶瓷的国标，各项电性能都优于９５％Ａｌ２Ｏ３瓷的国标；Ａｌ２Ｏ３含量分别为９０％和９５％的低温烧结陶瓷，其机电性能都优于９５瓷及９９瓷的国标。

纵观当前各种氧化铝瓷的低温烧结技术，归纳起来，主要是从原料加工、配方设计和烧成工艺等三方面来采取措施，下面分别加以概述。

一、通过提高Ａｌ２Ｏ３粉体的细度与活性降低瓷体烧结温度。

与块状物相比，粉体具有很大的比表面积，这是外界对粉体做功的结果。

利用机械作用或化学作用来制备粉体时所消耗的机械能或化学能，部分将作为表面能而贮存在粉体中，此外，在粉体的制备过程中，又会引起粉粒表面及其内部出现各种晶格缺陷，使晶格活化。

由于这些原因，粉体具有较高的表面自由能。

粉体的这种表面能是其烧结的内在动力。

因此，Ａｌ２Ｏ３粉体的颗粒越细，活化程度越高，粉体就越容易烧结，烧结温度越低。

在氧化铝瓷低温烧结技术中，使用高活性易烧结Ａｌ２Ｏ３粉体作原料是重要的手段之一，因而粉体制备技术成为陶瓷低温烧结技术中一个基础环节。

目前，制备超细活化易烧结Ａｌ２Ｏ３粉体的方法分为二大类，一类是机械法，另一类是化学法。

机械法是用机械外力作用使Ａｌ２Ｏ３粉体颗粒细化，常用的粉碎工艺有球磨粉碎、振磨粉碎、砂磨粉碎、气流粉碎等等。

通过机械粉碎方法来提高粉料的比表面积，尽管是有效的，但有一定限度，通常只能使粉料的平均粒径小至１μｍ左右或更细一点，而且有粒径分布范围较宽，容易带入杂质的缺点。

近年来，采用湿化学法制造超细高纯Ａｌ２Ｏ３粉体发展较快，其中较为成熟的是溶胶—凝胶法。

由于溶胶高度稳定，因而可将多种金属离子均匀、稳定地分布于胶体中，通过进一步脱水形成均匀的凝胶（无定形体），再经过合适的处理便可获得活性极高的超微粉混合氧化物或均一的固溶体。

目前此法大致有以下３种工艺流程。

（１）形成金属氧有机基络合物溶胶→水解并缩合成含羟基的三度空间高分子结构→溶胶蒸发脱水成凝胶→低温煅烧成活性氧化物粉料。

（２）含有不同金属离子的酸盐溶液和有机胶混合成溶液→溶胶蒸发脱水成凝胶→低温煅烧成粉体。

（３）含有不同金属离子的溶胶直接淬火、沉积或加热成凝胶→低温煅烧成粉体。

湿化学法制备的Ａｌ２Ｏ３粉体粒径可达到纳米级，粒径分布范围窄，化学纯度高，晶体缺陷多。

因此化学法粉体的表面能与活性比机械法粉体要高得多。

采用这种超细Ａｌ２Ｏ３粉体作原料不仅能明显降低氧化铝瓷的烧结温度（可降１５０℃—３００℃），而且可以获得微晶高强的高铝瓷材料。

表二是日本住友化学有限公司生产的易烧结Ａｌ２Ｏ３粉料理化指标。

此外，有专家推荐以下三种超细Ａｌ２Ｏ３粉体制备方法，仅供参考：（１）将（ＮＨ４）ＳＯ４Ａｌ２（ＳＯ４）３·２Ｈ２Ｏ与（ＭｇＣＯ３）４Ｍｇ（ＯＨ）２·５Ｈ２Ｏ混合、加热到１２００℃分解，可获得含有ＭｇＯ的纯度为９９％、粒度为０２～０５μｍ的α—Ａｌ２Ｏ３超细粉料。

（２）将无水二醋酸铝加热到１２００℃保温３小时以上，可获得粒度小于０５μｍ的α—Ａｌ２Ｏ３超细粉体。

（３）铁筒钢球，湿磨数百小时，浆料加热酸洗除铁，浮选，反复多次，可制取粒度０３—０５μｍ的α—Ａｌ２Ｏ３超细粉料。

二、通过瓷料配方设计掺杂降低瓷体烧结温度
氧化铝陶瓷的烧结温度主要由其化学组成中Ａｌ２Ｏ３的含量来决定，Ａｌ２Ｏ３含量越高，瓷料的烧结温度越高，除此之外，还与瓷料组成系统、各组成配比以及添加物种类有关。

比如，在Ａｌ２Ｏ３含量相当时，ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系Ａｌ２Ｏ３瓷料比ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系瓷料的烧结温度低，对于我国目前大量生产的ＣａＯ－ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系统瓷料而言，为使其具有较低的烧结温度与良好性能，应控制其ＳｉＯ２／ＣａＯ处于１６～０６之内，ＭｇＯ含量不超过熔剂类氧化物总量的１／３，同时，在配方中引入少量的Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ３等氧化物能进一步降低烧结温度、改善瓷体的微观组织结构和性能。

因此，在保证瓷体满足产品使用目的和技术要求的前提下，我们可以通过配方设计，选择合理的瓷料系统，加入适当的助烧添加剂，使氧化铝陶瓷的烧结温度尽可能降低。

目前配方设计中所加入的各种添加剂，根据其促进氧化铝陶瓷烧结的作用机理不同，可以将它们分为形成新相或固溶体的添加剂和生成液相的添加剂二大类。

１、与Ａｌ２Ｏ３形成新相或固溶体的添加剂。

这类添加剂是一些与氧化铝晶格常数相接近的氧化物，如ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｎＯ２等，在烧成中，这些添加物能与Ａｌ２Ｏ３生成固溶体，这类固溶体或为掺入固溶体（如Ｔｉ４＋置换Ａｌ３＋时），或为有限固溶体，或为连续固溶体（如Ｃｒ２Ｏ３与Ａｌ２Ｏ３形成的），它们可以活化晶格（ＴＩ４＋、Ａｌ３＋离子半径差所致）、形成空穴或迁移原子，（３ＴｉＯ２ＡｂＯ３３Ｔｉａ１＋Ｖａ１＋６０）以及使晶格产生变形，这些作用使得Ａｌ２Ｏ３陶瓷易于重结晶而烧结。

例如添加０５～１０％的ＴｉＯ２时，可使瓷体的烧结温度下降１５０—２００℃。

以固相烧结方式为主的高铝瓷常采用这类添加剂，例如某黑色氧化铝陶瓷配方如下（ｗｔ％）：Ａｌ２Ｏ３９１、ＣｏＯ０５、ＭｎＯ２３７、Ｃｒ２Ｏ３２１、ＳｉＯ２０４、ＴｉＯ２２０、Ｖ２Ｏ３０３，该瓷料在１３５０℃下保温２小时烧成。

这类添加剂促进氧化铝瓷烧结的作用具有一定的规律性：①能与Ａｌ２Ｏ３形成有限固溶体的添加剂较形成连续固溶体的添加剂的降温作用更大；②可变价离子一类添加剂比不变价的添加剂的作用大；③阳离子电荷多的、电价高的添加剂的降温作用更大。

需要注意的是，由于这类添加剂是在缺少液相的条件下烧结的（重结晶烧结），故晶体内的气孔较难填充，气密性较差，因而电气性能下降较多，在配方设计时要加以考虑。

２、烧成中形成液相的添加剂。

这类添加剂的化学成分主要有ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等，它们能与其它成分在烧成过程中形成二元、三元或多元低共熔物。

由于液相的生成温度低，因而大大地降低了氧化铝瓷的烧结温度。

当有相当量（约１２％）的液相出现，固体颗粒在液相中有一定的溶解度及固相颗粒能被液相润湿时，其促进烧结作用也更显著。

其作用机理在于液相对固相表面的润湿力及表面张力，两者使得固相颗粒靠近并填充气孔。

此外，烧结过程中因细小有缺陷的晶体表面活性大，故在液相中的溶解度要比大晶体的大得多。

这样，烧结过程中小晶体不断长大，气孔减小，出现重结晶。

为了防止因重结晶使晶粒过分长大，影响陶瓷的机械性能，在配方设计中需考虑选用一些对晶粒增大无影响甚至能抑制晶粒增大的添加物，如ＭｇＯ、ＣｕＯ和ＮｉＯ等。

目前，在液相烧结的Ａｌ２Ｏ３瓷料配方中，助烧添加剂可以采用以下３种物料形态来加入。

①以天然矿物形态加入。

这类矿物原料主要有：高岭土、膨润土等粘土矿。

石英、滑石、菱镁矿、白云石、方解石等等，它们分别引入ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯ等化学成分。

配方中高岭土及其它粘土矿物的使用，除了满足瓷体化学组成要求外，更主要可以改善坯料的成型性能。

添加剂的这种加入形式适用于Ａｌ２Ｏ３含量在９０％以下的中铝瓷配料，例如某低温烧结７５瓷配方如下（ｗｔ％）：煅烧Ａｌ２Ｏ３６５、高岭土２４、膨润土２、ＢａＣＯ３４、方解石３、生滑石２。

②、以人工合成添加剂形态加入。

此法是在ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２、ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２、ＣａＯ－ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２等三元、四元或其它相图中找到最低共溶物的组成点，预先按组成点的成分将ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等所需化合物进行第一次配料，经球磨、煅烧成为低共熔物，即“人工合成添加剂”，然后按一定配比将人工合成添加剂与Ａｌ２Ｏ３粉料进行第二次配料，以满足氧化铝陶瓷化学组成和性能要求。

此法纯度高，主要用于降低化学组成准确、性能要求高的高铝瓷烧结温度，缺点是工艺复杂，能耗高，制品成本高，只在特殊情况下采用。

③以化工原料形态加入。

在配料时，直接将各种化工原料作为添加剂与Ａｌ２Ｏ３粉体一起一次完成配料，各助烧添加剂的组成比例仍然是参照专业相图中最低共熔点的组成来设定。

生产实践证明，此法不仅与人工合成添加剂法具有同样的降温效果，而且大大简化了工艺，无论配方设计、配料计算和工艺过程都比人工合成添加剂法简便，也比天然矿物形态更容易，瓷质性能稳定，节能效益显著。

在实际生产中，从降低成本和坯料成型性能方面考虑，天然矿物原料和化工原料往往是同时使用的。

例如某低温烧成（１５００℃×２ｈ）的高铝瓷配方如下（ｗｔ％）；α－Ａｌ２Ｏ３９３、苏州土３、烧骨石２、ＣａＣＯ３１５、ＢａＣＯ３０５、外加ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３２％。

三、采用特殊烧成工艺降低瓷体烧结温度
采用热压烧结工艺，在对坯体加热的同时进行加压，那么烧结不仅是通过扩散传质来完成，此时塑性流动起了重要作用，坯体的烧结温度将比常压烧结低很多，因此热压烧结是降低Ａｌ２Ｏ３陶瓷烧结温度的重要技术之一。

目前热压烧结法中有压力烧结法和高温等静压烧结法（ＨＩＰ）二种。

ＨＩＰ法可使坯体受到各向同性的压力，陶瓷的显微结构比压力烧结法更加均匀。

就氧化铝瓷而言，如果常压下普通烧结必须烧至１８００℃以上的高温，热压２０ＭＰａ烧结，在１０００℃左右的较低温度下就已致密化了。

热压烧结技术不仅显著降低氧化铝瓷的烧结温度，而且能较好地抑制晶粒长大，能够获得致密的微晶高强的氧化铝陶瓷，特别适合透明氧化铝陶瓷和微晶刚玉瓷的烧结。

此外，由于氧化铝的烧结过程与阴离子的扩散速率有关，而还原气氛有利于阴离子空位的增加，可促进烧结的进行。

因此，真空烧结、氢气氛烧结等是实现氧化铝瓷低温烧结的有效辅助手段。

在生产实践中，为获得最佳综合经济效益，上述低烧技术往往相互配合使用，其中加入助烧添加剂的方法相对其它方法而言，具有成本低、效果好、工艺简便实用的特点。

在中铝瓷、高铝瓷和刚玉瓷的生产中被广泛使用。

另外，从材料角度来看，通过掺杂改性技术，大幅度提高氧化铝陶瓷的各项机电性能，用Ａｌ２Ｏ３含量低的瓷体代替Ａｌ２Ｏ３含量高的瓷体，也是企业常用的降低氧化铝陶
瓷产品烧结温度的有效技术手段。

比如在材料性能满足产品使用要求下，用８５瓷代替９０瓷或９５瓷，用９０瓷、９５瓷代替９９瓷等都是可行的。

虽然氧化铝瓷低烧技术已取得较好的经济效益，但仍有潜力可挖，目前仍有一些产品，从材料的特殊性能要求和高温状态下器件的尺寸稳定性考虑，仍然采用高温烧结，如何将这类产品的烧结温度也降下来，是今后瓷体掺杂改性等低烧技术的努力方向。

氧化铝陶瓷的注射成形技术
氧化铝陶瓷亦称精密陶瓷、特种陶瓷、或高技术陶瓷。

它是采用高度精选的原料，按照特殊的制造工艺生产，能精确控制化学组成和具有优异性能的陶瓷。

目前，氧化铝陶瓷主要使用在高技术和尖端工业，如微电子、核反应堆、航天、磁流体发电、人工骨和人工关节等方面。

氧化铝陶瓷在制造工艺上，应当满足以下三方面的要求。

①精选的原料要选用高纯度的，颗粒应尽可能的细；②严格控制化学成分。

制造过程中要防止杂质混入和成分本身的挥发，对烧结件的颗粒度、界面、气孔等要严格控制，以达到质量稳定和具有再现性；③精确的形状和尺寸。

氧化铝陶瓷制件一般不经加工，直接使用，特别是陶瓷电子器件要求较高的精度。

氧化铝陶瓷和普通陶瓷在成分和制造工艺上都有很大的差别。

普通陶瓷经过原料配制、坯料成形和窑炉烧成三道工序制成；而氧化铝陶瓷大多采用粉末烧结法制造。

在成形技术方面，由于陶瓷的硬度极高，难于切割加工，特别对于形状复杂的非对型制品，如汽车发动机中的增压器转子，骨骼、牙齿等生物陶瓷制品，在成形烧结以后即为成品，无需再加工。

为了满足这一要求，人们模仿高分子材料工业的注射成形技术生产塑料零件的方法，加工氧化铝陶瓷制品，取得了满意的效果。

陶瓷注射成形技术，是在陶瓷粉料中加入热塑性树脂、热固性树脂，增塑剂和减摩剂，使陶瓷粉料成为粘性弹体，然后将加热混炼后的料浆从喷口射入金属模内，冷却固化即成。

常用的热塑性树脂有聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯，加入量为
10-30％。

这一技术很大程度地提高了形状复杂产品成形的精度和可靠性。

一、注射成形设备
注射成形机一般由增塑装置(或注射装置)、合模装置、油压装置以及电子、电源控制装置组成。

其类型根据增塑装置内部结构的不同，可以分为柱塞式和并联螺旋桨式。

近年来，一般认为后者优点较多。

注射成形机是以电子、电源控制装置为中枢，在驱动油压装置的同时使增塑装置、合模装置顺次工作。

其工作程序是：陶瓷原料由漏斗放入，进入缸体，原料在送人缸体端部的同时，进行熔化、搅拌，经缸体端部的喷嘴注射至金属模具的型腔中获得坯件。

国外先进的控制系统采用屏幕显示方式(如利用示波管、等离子、电致发光、液晶)，以及设计图形控制台方式或二者组合的复合控制台方式。

模具材料一般采用高洁度、耐磨性、耐腐蚀性均优良的合金钢。

模具设计应当符合陶瓷一高分子系统的流动特性。

为了减少成形体的收缩，避免模具体内空气卷入成形体，因此模具要考虑控制放出口。

在环状制品上，栅的对侧易产生熔合纹，所以也要注意栅的位置。

为了使注塑条件最优化，需要依靠模具、料筒等的温度
管理和模具内的压力传感器进行细致的管理。

此外，模具上应有冷却槽，可以冷却和加热，依靠温度调节器使模具温度保持恒定，对提高成形体的精度很有效。

由于原料中要大量使用有机材料，为了不使毛坯产生热裂，不剩碳渣地进行脱脂也是一个重要课题。

二、工艺
陶瓷的注塑成形原理和塑料的注塑成形基本相同。

只是塑料内混合大量的陶瓷粉末。

为了改进注塑成形条件，必须选择与使用原料匹配的有机材料，并要选定添加量。

为了获得致密又均匀的注塑成形体，陶瓷粉末的浓度要高些。

但过高将使成形性能变差。

为改进混炼坯料的流动性，应降低分散剂高分子系的粘度。

作为前处理很重要的是提高陶瓷粉末的分散性，为了提高高分子的流动性，需添加适当的增塑剂和润滑剂。

陶瓷原料的粒度一般为1μm，加入粘结剂(或称为添加剂)，经充分混合、搅拌。

注射成形的工艺流程见下图。

在搅拌过程中，陶瓷粉末被粘结剂润湿和包复，全部成为均匀的复合物才可进行注射成形。

且需要冷却、干燥、粉碎后，才获得适合注射成形机漏斗进料的颗粒。

整个工艺中应注意和掌握的技术问题有以下四个方面。

1、原料的流动性
注射成形所用的陶瓷颗粒一般由80-90％(重要比，下同)的粉末和10～20％的粘结剂组成。

粘结剂在脱脂工序中去掉，因此添加量以最低限度为宜，但应注意若添加量不足会影响成形效果。

此外，陶瓷颗粒的流动性在粒度越小、形状越偏离球形时越差。

因此，应用尽可能简便的方法对流动性进行测试。

2、成形条件产生的缺陷
成形条件如果不正确，会产生各种缺陷。

其中最关键的是熔焊线条，若成形体带有通孔或盲孔，则容易出现这种缺陷。

因此，必需注意模具的设计，特别是开口的类型、位置、大小及个数。

同时应注意注射成形的注射温度和速度间的平衡。

此外，为了避免发生表面粗糙、裂纹、长条痕、变形等缺陷。

在成形困难的情况下，可在注射成形机中装设自适应控制器，进行细微的控制。

3、脱脂
本工序又称去掉粘结剂，通常升温速度为3~5℃/b，约进行5～10日，但在0.5MPa 压力的保护气氛下进行时，40小时可结束脱脂。

4、烧结
热工等参数可根据陶瓷的种类而定。

烧结中的线收缩率约为15-20％，形状比较复杂或壁较厚的工作，容易在烧结中产生裂纹，应注意防止。

三、添加剂
这是注射成形技术中最重要的问题之一。

不同成形方法所需的添加剂特性也不同。

如注射成形要求脱脂、流动性、胶溶性、强度、收缩；挤压要求可塑性、胶溶性、强度、润滑；冷等静压(橡胶模压)要求润滑、制粒性、强度；机械压制要求润滑制粒性、强度、脱模等。

同时，对于不同的制品也要选用不同的粘接剂。

注射成形技术对添加剂的要求如下。

1、胶溶性：各种成形方法都尽量采用较少的添加剂为宜，可以采用解胶性(胶溶性)添加剂，这对减少生产周期和产品成本均有利。

特别是有利于以后去掉粘结剂。

2、流动性：注射成形要求在高压下的流动性。

使用树脂系粘结剂注射效果良好，原因是使用树脂系的时候，应当注意保持粘度和缓慢地进行注射。