[发明专利]一种超薄透明陶瓷流延素坯的烧结防变形方法

说明书

本发明公开了一种超薄透明陶瓷流延素坯的烧结防变形方法，其特征在于，采用流延成型法制备得到的超薄透明陶瓷素坯(6)经排胶后，在真空烧结获得致密化的过程中，将超薄透明陶瓷素坯(6)固定于防变形装置的两光滑平钨板(1)间。防变形装置在陶瓷素坯烧结收缩过程中，在钨弹簧(3)的作用下实时收缩，持续使光滑平钨板(1)与超薄透明陶瓷坯体(6)保持紧密接触以此来控制烧结过程中因坯体收缩不一致产生的面型畸变，保证平整度。可适合规模化大批量生产，提高产品质量统一度。

技术领域

本发明涉及一种超薄透明陶瓷流延素坯的烧结防变形方法，属于薄片陶瓷产品生产技术领域。

背景技术

透明陶瓷的制备包括陶瓷素坯成型和烧结两大工艺步骤。陶瓷素坯成型工艺对陶瓷成品的透明性较大影响，成型压力大，素坯密度高有利于烧结致密，当然设备要求高。目前，比较普遍应用的成型工艺有：干压、注浆成型、等静压成型及流延成型等，干压成型具有工艺简单、操作方便、周期短，但效益低、模具磨损大、加工复杂、成本高、加压时压力分布不均匀导致密度不均匀，以致产生开裂、分层等现象。注浆成型可制备形状复杂的坯体，但后期排胶周期长复杂；等静压成型压力作用效果好；坯体密度高，但不能生产形状复杂的坯体。

由于超薄片透明陶瓷的面厚比很大，以上几种成型工艺不适合制备超薄陶瓷坯体，而流延成型是将浆料流在模带上干燥，厚度可以通过刮刀控制，可以制备出超薄陶瓷坯体，此外设备简单，工艺稳定，成型可控，生产效率高，可实现自动化等优点。

然而，在制备好陶瓷生坯后，烧结过程中会出现严重的收缩变形等问题。尽管素坯密度已经比较均一，但超薄素坯防止在平板上烧结时，其收缩过程中会与平板接触面不可避免的产生摩擦力，伴随着收缩过程，烧成后的陶瓷表面会有波纹式的“拱起”。虽然可以通过调控升温速率和升温制度等方式来控制，但无法完全解决变形问题。普遍经验采用的上压重物的方式也会阻碍陶瓷的自由收缩过程，影响致密化。为了解决这一问题，专利CN202885562U设计了一种大尺寸薄片陶瓷的承烧板，这种承烧板可以使陶瓷薄片受热均匀来达到收缩均匀的目的，另外再配置一平整压块来烧制平整的陶瓷。专利CN 101219898A采用铺设耐火球的方法来解决陶瓷变形的问题。但以上防变形方式不适合薄片透明陶瓷，因为陶瓷很薄，易破碎，造成成品率低，成本增加。

发明内容

针对现有烧结过程中薄片陶瓷素坯变形的问题，本发明设计一种超薄透明陶瓷流延素坯的烧结防变形方法，其特征在于，采用流延成型法制备得到的超薄透明陶瓷素坯经排胶后，在真空烧结获得致密化的过程中，将超薄透明陶瓷素坯以“三明治”形式固定于防变形装置的两光滑平钨板间；

所述防变形装置包括两块同尺寸的光滑平钨板，所述光滑平钨板四个边角的通孔内上下贯穿有串联螺杆，所述串联螺杆两端套有固定螺母，所述固定螺母与光滑平钨板表面之间设有钨弹簧；所述防变形装置置于真空炉腔内且与水平面呈30°～90°夹角。

进一步，所述两光滑平钨板间距与超薄透明陶瓷素坯厚度相同为1～3mm，所述光滑平钨板尺寸为超薄透明陶瓷素坯尺寸的1.2～2.0倍。

进一步，所述超薄透明陶瓷素坯经预烧排胶后的面积为(50～300)mm×(50～300)mm，厚度为50μm～2mm。

进一步，所述串联螺杆与超薄透明陶瓷素坯边缘保持1～5cm。

以此来控制烧结过程中因坯体收缩不一致产生的面型畸变，保证平整度。

本发明的有益效果为：

1.本发明提供了一种制备超薄透明陶瓷的方法，对设备要求低、成本低、效率高、厚度可控。可适合规模化大批量生产，提高产品质量统一度。这种制备方法非常适合制备薄片透明陶瓷。