复合材料的制造方法.pptVIP

CVI (a)等温法 (b)温度梯度法 (c) (d)温度梯度与压力差并用法 (e)脉冲法 CVI CVI法的特征 ①预成形体内存在有气体的浓度梯度； ②预成形体内存在有温度梯度； ③由于温度梯度的影响使预成形体内的压力形成梯度。 CVD与CVI法的比较 析出 场所 反应 温度 反应气体 压力 反应 速度 基体状况 设备 装置 CVD 基体 表面 高 高，载体 浓度高 快 平面为主 较 简单 CVI 内侧或 表面 低 低，载体 浓度低 慢 可纤维，颗粒 较 复杂 * * （2）粉末的成形（a） 干压成型（Dry pressing） 干压成型又称为模压成型，是将粉料填充到模具内部后，通过单向或双向加压，将粉料压成所需形状。这种方法操作简便，生产效率高，易于自动化，是常用的方法之一。但干压成型时粉料容易团聚，坯体厚度大时内部密度不均匀，制品形状可控精度差，且对模具质量要求高、复杂形状的部件模具设计较困难。 （b） 等静压成型(Isostatic Pressing) 将粉料装入橡胶等可变形的容器中，密封后放入液压油或水等流体介质中，加压获得所需的形状。这种工艺最大的优点是粉料不需要加粘合剂、坯体密度均匀性好、所成型的制品 几乎不受限制 并具有良好的烧结体性能。但此法仅适用于简单形状制品，形状和尺寸控制性差，而且生产效率低、难于实现自动化批量生产。适用于大量压制同一类型的产品，特别是几何形状简单的产品，如管子、圆柱等。 （c） 热压铸成型（Hot pressing casting） 将粉料与蜡或有机高分子粘结剂混合后，加热使混合料具有一定流动性，然后将混合料加压注入模具，冷却后即可得到致密的较硬实的坯体。这种方法适用于形状比较复杂的部件，易于工业规模生产。缺点是坯体中的蜡含量较高（约23%），烧成时排蜡周期长，薄壁且大而长的制品易变形挠屈。 （d） 挤压成型（Extrusion molding） 利用压力把具有塑性的粉料通过模具挤出，模具的形状就是成型坯体的形状。一般短柱状、纤维状、空心管状体及厚板状坯体等沿挤出方向外形平直的制品均可采用此方法。这种方法要求陶瓷粉料具有可塑性，即受力时有良好的形变能力，而且要求成型后粉料能保持原形或变形很小。 （e） 轧膜成型（Roll compacting） 也称为滚（辊）压成型，将加入粘结剂的瓷料放入相向滚动的轧辊之间，使物料不断受到挤压，得到薄膜状坯体的一种成型方法。这种方法具有工艺简单、生产效率高、膜片厚度均匀、设备较简单，能够成型出厚度很薄（可达10μm）。 轧膜料常用的粘结剂有聚乙烯醇（聚合度1400～1700为宜）水溶液和聚醋酸乙烯脂（聚合度400～600为宜）配制轧膜料时，聚乙烯醇水溶液一般用量在30～40%之间，聚醋酸乙烯脂在20～25%之间，通常还要外加2～5%的甘油增塑剂。 （f） 注浆成型（Slip casting）和车坯成型 注浆成型是一种最古老的成型工艺，是在石膏模中进行的，即把一定浓度的浆料注入石膏模中，与石膏相接触的外围层首先脱水硬化，粉料沿石膏模内壁成型出所需形状。近年来用注浆成型法成型形状复杂的发动机陶瓷部件。 车坯成型也是一种古老的成型工艺。它是用真空 练泥机挤出的泥段或注浆成型注出的粗泥坯在车床上进行的。 （g） 流延法成型（Tape casting / Doctor blade） 超细粉中混入适当的粘结剂制成流延浆料，然后通过固定的流延嘴及依靠料浆本身的自重将浆料刮成薄片状流在一条平移转动的环形钢带上，经过上下烘干道，钢带又回到初始位置时就得到所需的薄膜坯体。 流延法成型的优点是生产效率比轧膜成型大大提高，易于连续自动化生产；流延膜的厚度可薄至2～3μm、厚至2～3mm，膜片弹性好、坯体致密。但这种工艺对有机溶剂的选择比较敏感，同时水含量及水质对料浆流变性、坯体密度、产品部件的拉伸强度均有较大的影响。 （h） 注射成型（Injection moulding） 陶瓷注射（注模）成型与塑料的注射成型原理类似，但过程更复杂。注射成型是把陶瓷粉料与热塑性树脂等有机物混练后得到的混合料在注射机上于一定温度和压力下高速注入模具，迅速冷凝后脱模取出坯体。成型时间为数十秒，然后经脱脂可得到致密度达60%的素坯体。注射成型与传统的陶瓷热压铸工艺也有类似之处，如都是将混合有机物的物料压入模具中，冷却固化成型，但热压铸是将陶瓷原料与有机物制成蜡饼加热至具有一定流动性后压入模具，压力只有几个大气压；而注射成型需将陶瓷物料和有机物的混合物压碎、造粒后才能用来成型，而且注模压力高达1300kg/cm2；热压铸和注射成型所用的机械也不相同。 注射成型 注射成型的主要优点是适合大批量生产陶瓷部件，且大批量生产时成本可很低，成品的最终尺寸可以控制、一般不必再修