[发明专利]一种电泳沉积陶瓷生坯的重量控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷电泳沉积成型技术领域，具体地涉及一种电泳沉积陶瓷生坯的重量控制方法。

背景技术

电泳沉积是陶瓷成型技术的一个重要领域，其具有设备简单、成型速度快和可规模化生产等优点。电泳沉积陶瓷的原理是：悬浮于液体溶剂的带电陶瓷颗粒或胶体，在电场的作用下向带相反电荷的电极表面移动并形成沉积层。与传统的模压和等静压成型技术相比，电泳沉积可以避免因压力作用下陶瓷晶粒定向排列的问题，从而避免陶瓷制品的物理化学性能的各向异性，这对于要求物理化学性能一致的先进功能陶瓷来说尤为重要。正因为电泳沉积陶瓷成型方面的独到优势，电泳沉积在先进功能陶瓷制备方面得到了广泛应用。

制约电泳沉积陶瓷规模化应用的一个难题是陶瓷生坯的重量控制，其原因是：在电泳沉积过程中，由于浆料中悬浮的陶瓷颗粒在电极表面沉积，浆料的密度在不断减小，同时浆料的总量也在减少，这使得仅简单的直接称重来判断陶瓷生坯的实际重量误差很大。尤其在要求陶瓷制品尺寸精度高的场合，该问题将直接导致很多废品的产生，造成资源浪费和成本增加。若通过引入X射线在线厚度测试等装备来解决此问题，又会带来设备复杂、投资大的麻烦。中国专利申请CN102169102A公开了纳米碳材料电泳沉积液浓度监测和分析方法，该发明以电导率法和红外光谱为分析手段来监测和分析电泳沉积液中离子载体和纳米碳材料的浓度变化。但该发明采用的物理化学模型复杂、所采用的设备昂贵、外界干扰因素大，且无法判断电泳沉积液总量的变化，故不适合移植到电泳沉积陶瓷生坯的重量控制领域。通过程序化的称重过程，获取浆料重量即时变化信息（即浆料密度的变化或初始重量的变化），以准确控制电泳沉积过程中陶瓷生坯的方法未见报道。

发明内容

本发明旨在提供一种电泳沉积陶瓷生坯的重量控制方法，采用较少的和简单的工具装备和程序化的操作方法，解决在电泳沉积过程中因浆料变化而导致陶瓷生坯重量难以控制的问题，从而保证在连续电泳沉积工艺中获得目标重量一致的陶瓷生坯制品。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种电泳沉积陶瓷生坯的重量控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将电泳槽的浆料全部输送至浆料罐，并称取浆料罐内浆料的重量，记为                                               ；

(2)将托盘模具放入电泳槽，称取托盘模具重量，记为；

(3)将浆料罐的浆料向电泳槽输送，直至电泳槽内的浆料浸没模具，称取托盘模具的浮重，记为；

(4)在控制系统中设定陶瓷生坯重量目标值为，将上述、、以及输入控制系统中， 然后利用下式算出陶瓷生坯的浮重 ：

 ，其中：式中的为陶瓷生坯的密度，在同一电泳沉积工艺条件下，所得陶瓷生坯的密度为定值；为托盘模具中模具被浆料所侵没的体积，同一型号的模具该值为定值；

(5) 托盘模具、电泳槽与工作电源的正、负极连接，操作控制系统启动工作电源开始进行电泳沉积，当操作控制系统测得陶瓷生坯的浮重为时，控制系统停止工作电源，目标重量的陶瓷生坯电泳沉积结束。

所述的重量可通过重量传感器称得，或自第二次电泳沉积起通过控制系统将上一次的与上一次的相减计算而得；所述的、均通过重量传感器称得；所述的陶瓷生坯的浮重通过重量传感器称得。

所述的电泳槽与浆料罐之间的浆料通过双向泵来输送。

所述的陶瓷生坯电泳沉积结束后，更换托盘模具，重复上述（1）至（5）过程可连续制备陶瓷生坯。

本发明具有以下优点：

1、本发明的电泳沉积陶瓷生坯的重量控制方法，解决了电泳沉积陶瓷生坯重量难以控制的问题，利用电泳沉积过程中的浆料的即时变化信息（即浆料密度的变化或初始重量的变化），以及设定陶瓷生坯的目标重量，并由控制系统计算出陶瓷生坯的浮重，利用陶瓷生坯和托盘模具的浮重来控制工艺流程，其方法程序简单、可执行性强、控制效果好，便于进行编程控制，故非常方便在自动化流水生产线中集成。

2、本发明中各重量值采用重量传感器测量，交并将数据及时输入控制系统，获取数据快速，方便与控制系统进行数据交换，且计量精确，提高了陶瓷生坯的重量的精准度。

3、本发明中电泳槽与浆料罐之间的浆料通过双向泵来输送，浆料在电泳槽与浆料罐之间通过双向泵两个方向传输，提高了工作效率，方便控制。

附图说明

图1为本发明电泳沉积陶瓷生坯装置的结构示意图。