脱蜡
在烧结之前,必须从生坯中去除有机添加剂和其他压制助剂,也称为粘合剂。从陶瓷生坯中除去粘合剂的过程称为排胶。理想情况下,粘合剂被完全去除,而不会影响颗粒堆积的顺序或在生坯中造成任何新的缺陷。
然而,碳和有机离子等残留杂质以及裂纹和大孔等缺陷会对烧结过程中的微观结构发展产生负面影响。所生产部件的性能会受到影响。因此,排胶是陶瓷加工中的关键步骤,特别是某些成型方法需要在生坯中使用高比例粘合剂。
在烧结之前,必须从生坯中去除有机添加剂和其他压制助剂,也称为粘合剂。从陶瓷生坯中除去粘合剂的过程称为排胶。理想情况下,粘合剂被完全去除,而不会影响颗粒堆积的顺序或在生坯中造成任何新的缺陷。
然而,碳和有机离子等残留杂质以及裂纹和大孔等缺陷会对烧结过程中的微观结构发展产生负面影响。所生产部件的性能会受到影响。因此,排胶是陶瓷加工中的关键步骤,特别是某些成型方法需要在生坯中使用高比例粘合剂。
陶瓷生坯的脱蜡方法有三种:
到目前为止,最常用的方法是热分解,也称为热脱蜡。有两种方法可去除粘合剂:在压力环境下,通过氧化或非氧化气氛加热,或在真空中通过蒸汽加热。热分解过程受化学和物理因素的影响。化学因素包括粘合剂的成分,依此决定分解温度,通常在100至400 °C之间。物理方面则包括进入组件的热量和分解产物的质量传递,这些因素控制了粘合剂的去除。
在热脱蜡过程中,热处理必须缓慢进行,因为粘合剂的分解和相关的蒸汽产生会在部件中产生压力。还应提供足够量的氧气或空气,以去除粘合剂。在对大型产品或粘合剂含量高的产品(如通过注塑、挤压、滑模或其他塑料成型方法生产的产品)进行脱蜡时,必须采取特殊的预防措施。在某些情况下,脱蜡在单独的低温炉中进行,然后在高温炉中烧制。最大加热速率由产品尺寸和形状决定。高高加热速率会在产品中产生温度分层,从而使产品内层收缩不均匀,并导致开裂。
温度均匀性和脱蜡过程中炉内恒定均匀的空气或氧气流量,对于避免产品出现温度分层也非常重。因此,应非常仔细地设置、测量和控制温度和空气流量。脱蜡后继续加热和运输前烧结产品也很重要。陶瓷产品在脱蜡和烧结之间的阶段非常脆,对机械应力敏感。因此,在烧结前运输货物可能会导致开裂或严重损坏。
脱蜡过程中产生的废气含有有害有机物质,必须按照相关安全和环境法规从炉中小心提取并在单独的腔室中处理。在实践中,粘合剂体系由至少两种挥发性和化学分解不同的组分的混合物组成。这使得控制脱蜡过程变得更加复杂。