专利名称：微型陶瓷坩埚的制造方法
技术领域：
本发明属于一种微型陶瓷坩埚的制造方法，尤指一利用粉末射出成形以制造坩埚组件的方法。
背景技术：
目前常见的坩埚制造方法中，有一种如台湾公告号第486453号所示「超薄壁陶瓷坩埚的制造方法」，其主要为制造一石膏模为模具，然后将陶瓷粉、水及分散剂依适当比例盛装于容器混合后倒入石膏模的模穴内，再使石膏模上下翻转后，让多余的泥浆流出，即可于模穴内形成薄薄的一层，待干涸成形后再令石膏模翻转回来，修整模穴口的多余陶瓷胚料后，再翻转石膏模使其模穴朝下，而石膏模内的坩埚胚体则因干燥后体积收缩而自动掉落，复将坩埚胚料放入烧结炉中进行烧结即可成形。
详观该种制造方法尚存有不足之处，主要原因归纳如下1、由于石膏模具的使用寿命不长，常常使用到一段时间之后即无法再使用，故需时常更新模具，相对提高制造成本。
2、现有的制造方式主要是利用石膏模上下翻转，让多余的泥浆流出而于模穴内形成薄薄的一层，待其干涸之后即可直接成形；然而，该种利用重力的方式使多余泥浆流出的方式，常因陶瓷粉、水及分散剂的混合程度而有所不同，在实务上，很难掌握每一批的混合程度均为相同，故于成形坩埚胚体时，仍存有厚度不一的缺失。
3、该种方法所成形的坩埚胚料，由于每一批所生产出的坩埚胚料重量常常有所不同，故于进行热差分析仪实验(DSC)时，容易因坩埚的重量无法一致而造成了实验上的一项变量，致使实验结果无法达到百分百的准确度。
发明内容本发明所要解决的技术问题就是克服现有技术的缺点，提供一种可成形薄壁且重量及壁厚均为相同的一种微型陶瓷坩埚的制造方法。
其制造步骤主要如下(a)、开模利用金属透气材质制作成具多模穴的公、母模具及心模，模穴内径与心模外径之间距即为坩埚的壁厚大小；(b)、混炼将黏结剂及陶瓷粉末均匀混合形成陶瓷泥浆。
(c)、射出成形将陶瓷泥浆均匀射出于模具模穴与心模之间距内，其射出量为0.5～5cc，温度为120℃到180℃之间，而时间则控制在5至10秒，压力则处于80到150Mpa之间；(d)、脱脂将坩埚生胚置入内有溶剂的容器中浸泡加热，依设定的温度(50～60℃)到达后将黏结剂溶出，藉以进行脱脂，使坩埚生胚内的黏结剂得予被溶剂释出；(e)、烧结将脱脂后的半成品放置于高温烧结炉内，设定烧结温度1600℃，烧结时间0.1～2小时，在充满空气炉环境下，将已脱脂完成的坩埚生胚予以烧结成形。
所述黏结剂优选蜡或硬脂酸。
所述溶剂是酒精、丙酮庚烷或其它可溶解蜡、硬脂酸等黏结剂成份的溶液中的任一种。
所述陶瓷粉末的晶粒小于1μm。
具体实施方式实施例一(a)、开模利用金属透气材质制作成具多模穴的公、母模具及心模，模穴内径与心模外径之间距即为坩埚的厚度大小。
(b)、混炼将黏结剂蜡及陶瓷粉末均匀混合形成陶瓷泥浆，陶瓷粉末的粒径小于1μm。
(c)、射出成形将陶瓷泥浆均匀射出于模具模穴与心模之间距内，其射出量为5cc，温度为120℃，而时间则在5秒，压力则控制在80Mpa，如此控制条件之下，可令坩埚生胚强度大于10Mpa。
(d)、脱脂将坩埚生胚置入内有溶剂酒精的容器中浸泡加热，依设定的温度(50℃)到达后将黏结剂溶出，藉以进行脱脂，使坩埚生胚内的黏结剂得予被溶剂释出。
(e)、烧结将脱脂后的半成品放置于高温烧结炉内，设定烧结温度1600℃，烧结时间2小时，在充满空气炉环境下，将已脱脂完成的生胚予以烧结成形。
实施例二(a)、开模利用金属透气材质制作成具多模穴的公、母模具及心模，模穴内径与心模外径之间距即为坩埚的厚度大小。
(b)、混炼将黏结剂蜡及陶瓷粉末均匀混合形成陶瓷泥浆，而陶瓷粉末的粒径小于1μm。
(c)、射出成形将陶瓷泥浆均匀射出于模具模穴与心模之间距内，其射出量为4cc，温度为150℃，而时间则在7秒，压力则控制在120Mpa，如此控制条件之下，可令坩埚生胚强度大于10Mpa。
(d)、脱脂将坩埚生胚置入内有溶剂洒精的容器中浸泡加热，依设定的温度(55℃)到达后将黏结剂溶出，藉以进行脱脂，使坩埚生胚内的黏结剂得予被溶剂释出。
(e)、烧结将脱脂后的半成品放置于高温烧结炉内，设定烧结温度1600℃，烧结时间1.5～2小时，在充满空气炉环境下，将已脱脂完成的生胚予以烧结成形。
实施例三(a)、开模利用金属透气材质制作成具多模穴的公、母模具及心模，模穴内径与心模外径之间距即为坩埚的厚度大小。
(b)、混炼将黏结剂硬脂酸及陶瓷粉末均匀混合形成陶瓷泥浆，陶瓷粉末的粒径小于1μm。
(c)、射出成形将陶瓷泥浆均匀射出于模具模穴与心模之间距内，其射出量为2.5cc，温度为180℃，而时间则在10秒，压力则控制在150Mpa，如此控制条件之下，可令坩埚生胚强度大于10Mpa。
(d)、脱脂将坩埚生胚置入内有溶剂丙酮的容器中浸泡加热，依设定的温度(60℃)到达后将黏结剂溶出，藉以进行脱脂，使坩埚生胚内的黏结剂得予被溶剂释出。
(e)、烧结将脱脂后的半成品放置于高温烧结炉内，设定烧结温度1600℃，烧结时间1小时，在充满空气炉环境下，将已脱脂完成的生胚予以烧结成形。
经过前述各实施例的步骤后，可得到其强度≥500Mpa、硬度≥1900kgf/mm2，而韧度≥6Mpa的微型坩埚，由于本发明的方法采用射出成形，其推进的压力一定，可使陶瓷坩埚更致密化，有助于提升其结构强度。本发明所揭示的陶瓷坩埚制作方法，其步骤十分简便快速，一次可生产出多组陶瓷坩埚，可有效降低其制造成本，使其由传统一个美金150元降低至一个美金3元以下，且坩埚壁厚和重量一致，不会形成实验的变数，可得到较为精确的实验数据。
本发明所提供的微型陶瓷坩埚的制造方法，其制造方法有助于提升坩埚的结构强度，由于采用粉末射出成形均压射出，可确保陶瓷坩埚壁厚一致。
权利要求
1.一种微型陶瓷坩埚的制造方法，其步骤为(a)、开模利用金属透气材质制作成具多模穴的公、母模具及心模，模穴内径与心模外径之间距即为坩埚的壁厚大小；(b)、混炼将黏结剂及陶瓷粉末均匀混合形成陶瓷泥浆；(c)、射出成形将陶瓷泥浆均匀射出于模具模穴与心模之间距内，其射出量为0.5～5cc，温度为120℃到180℃之间，而时间则控制在5至10秒，压力则处于80到150Mpa之间；(d)、脱脂将坩埚生胚置入内有溶剂的容器中浸泡加热，依设定的温度50～60℃到达后将黏结剂溶出，藉以进行脱脂，使坩埚生胚内的黏结剂得予被溶剂释出；(e)、烧结将脱脂后的半成品放置于高温烧结炉内，设定烧结温度1600℃，烧结时间0.1～2小时，在充满空气炉环境下，将已脱脂完成的坩埚生胚予以烧结成形。
2.根据权利要求1所述的微型陶瓷坩埚的制造方法，其特征在于所述黏结剂优选蜡或硬脂酸。
3.根据权利要求1所述的微型陶瓷坩埚的制造方法，其特征在于所述溶剂是酒精、丙酮、庚烷或其它可溶解蜡、硬脂酸等黏结剂成份的溶液中的任一种。
4.根据权利要求1所述的微型陶瓷坩埚的制造方法，其特征在于所述陶瓷粉末的晶粒小于1μm。
全文摘要
本发明公开了一种微型陶瓷坩埚的制造方法，主要是采用陶瓷粉末射出成形一薄壁且厚薄及重量均为相同的陶瓷坩埚；其制程依序为开模、混炼、射出成形、脱脂及烧结等步骤，藉由陶瓷粉末射出成形的推进压力一定，而予以成形结构致密化的陶瓷坩埚，以利于提升其强度、简化制作程序及降低制造成本。
文档编号C04B33/00GK1785628SQ20051012444
公开日2006年6月14日 申请日期2005年11月11日 优先权日2005年11月11日
发明者詹添印, 林舜天, 李晋升, 陈建成 申请人:远东技术学院