专利名称：基于仿生成型陶瓷膏体浆料的配置方法
技术领域：
本发明属于陶瓷材料技术领域，涉及一种基于仿生成型陶瓷膏体浆料的配置方法。
背景技术：
陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料，具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、工具材料乃至功能材料。陶瓷材料的成型工艺是降低陶瓷制品成本和提高陶瓷零件性能的关键因素。现代陶瓷由于强度很大，采用机械加工获得最终产品成本极高，而采用膏体浆料的注射成型能得到接近产品的最终形状，如光纤通讯上光纤连接器用的陶瓷微型插针，陶瓷牙齿、种植牙陶瓷螺杆和牙齿正畸用陶瓷托槽，还有在半导体、汽车、电子、高档钟表和国防领域的许多精密陶瓷零部件等，其共同点是尺寸小、形状复杂，要求精度高。关于注射成型用陶瓷膏体浆料的研究和应用，国内外很多学者通过不同的工艺配方进行了研究。如有人将质量百分比为79:20:1的石蜡-聚丙烯-硬脂酸体系作为热塑性粘结剂，在成型中氧化铝粉末的质量百分数以70%为最佳。美国有人用Al2O3粉末、水溶性粘合剂PEG作为挤压润滑剂、甘油作为润滑剂，去离子水作为媒介，得出了比较好的陶瓷注射成型的浆料。但这些方法得到的陶瓷膏体浆料适应性差，不同的工作环境和不同设备上使用效果相差很大，而且原材料组成不宜满足成为制约其广泛应用的瓶颈。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于仿生成型陶瓷膏体浆料的配置方法，解决了现有方法制得的陶瓷膏体浆料适应性差的问题。本发明所采用的技术方案是，基于仿生成型陶瓷膏体浆料的配置方法，按重量百分比分别称取50% 70%研磨的纯陶瓷粉体、4% 6%润滑剂、1% 3%聚丙乙醇、2% 8%粘结剂和0.1% 0.5%分散剂，余量为蒸馏水，混合后搅拌至混合浆料中没有固体偏聚物和气泡存在，然后调节pH值为5 7,并控制混合衆料的粘度不大于IPa *s,最后将混合衆料挤压或注射成型。本发明的特点还在于，纯陶瓷粉体为氧化铝、氧化硅、碳化硅和氮化物中的一种或几种，纯陶瓷粉体的粒度不大于10 μ m,形状为近球形。润滑剂为丙三醇，粘结剂为聚乙烯醇、卡拉冻胶和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种，分散剂为十八酸钠、六偏磷酸钠和聚乙烯酸钠盐中的一种。搅拌时间为2 4h，调节pH值采用盐酸或氨水。
挤压或注射成型在计算机控制的膏体浆料成型设备中进行。本发明的有益效果是，1.本发明基于仿生成型陶瓷膏体浆料的配置方法，不需要专门的设备，简单易行，成本低，并且能够满足任何挤压或注射设备的成型需要，解决了复杂陶瓷制品难以成型和受到诸多限制的问题。2.本发明基于仿生成型陶瓷膏体浆料的配置方法配置陶瓷膏体浆料，低粘度、高固相含量(体积分数> 50% )、均匀分散，不仅适用范围广，而且为复杂的生物仿生人造陶瓷骨骼提供一种途径。
图1是本发明实施例1配置的膏体浆料挤压成型后的电镜扫描图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。本发明基于仿生成型陶瓷膏体浆料的配置方法，按重量百分比分别称取50% 70%粒度不大于10 μ m,形状为近球形的纯陶瓷粉体、4% 6%丙三醇、1% 3%聚丙乙醇、2% 8%粘结剂和0.1% 0.5%分散剂，余量为蒸馏水，混合后搅拌2 4h至混合浆料中没有固体偏聚物和气泡存在，然后用盐酸或氨水调节PH值为5 7，并控制混合浆料的粘度不大于IPa.S，最后在计算机控制的膏体浆料成型设备中将混合浆料按照具体零件的形状尺寸挤压或注射成型。其中纯陶瓷粉体为氧化铝、氧化硅、碳化硅和氮化物中的一种或几种；粘结剂为聚乙烯醇、卡拉冻胶和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种；分散剂为十八酸钠、六偏磷酸钠和聚乙烯酸钠盐中的一种。本发明基于仿生成型陶瓷膏体浆料的配置方法，配置的陶瓷膏体浆料不需要专门的设备，简单易行，成本低，并且能够满足任何挤压或注射设备的成型需要，解决了复杂陶瓷制品难以成型的问题。 本发明基于仿生成型陶瓷膏体浆料的配置方法配置陶瓷膏体浆料，低粘度、高固相含量(体积分数> 50% )、均匀分散，不仅适用范围广，而且为复杂的生物仿生人造陶瓷骨骼提供一种途径。实施例1按重量百分比分别称取50%粒度不大于10 μ m，形状为近球形的氧化铝、4%丙三醇、1%聚丙乙醇、6%卡拉冻胶、0.175%六偏磷酸钠和38.825%蒸馏水，混合后搅拌4h至混合浆料中没有固体偏聚物和气泡存在，然后盐酸或氨水调节PH值为6，并控制混合浆料的粘度不大于IPa.S，最后在计算机控制的膏体料将成型设备中将混合浆料按照具体零件的形状尺寸挤压或注射成型。实施例2按重量百分比分别称取50%粒度不大于10 μ m,形状为近球形的碳化硅、4%丙三醇、1%聚丙乙醇、4%聚甲基丙烯酸甲酯、0.175%六偏磷酸钠和40.825%蒸馏水，混合后搅拌4h至混合浆料中没有固体偏聚物和气泡存在，然后盐酸或氨水调节pH值为5，并控制混合浆料的粘度不大于IPa.S，最后在计算机控制的膏体料将成型设备中将混合浆料按照具体零件的形状尺寸挤压或注射成型。实施例3
按重量百分比分别称取50%粒度不大于10 μ m,形状为近球形的氧化硅、4%丙三醇、1%聚丙乙醇、6%卡拉冻胶、0.2%十八酸钠和38.8%蒸懼水,混合后搅拌4h至混合衆料中没有固体偏聚物和气泡存在，然后盐酸或氨水调节PH值为5，并控制混合浆料的粘度不大于IPa.S，最后在计算机控制的膏体料将成型设备中将混合浆料按照具体零件的形状尺寸挤压或注射成型。实施例4按重量百分比分别称取60%粒度不大于10 μ m,形状为近球形的氮化物、6%丙三醇、2%聚丙乙醇、2%聚乙烯醇、0.5%聚乙烯酸钠盐和29.5%蒸馏水，混合后搅拌2h至混合浆料中没有固体偏聚物和气泡存在，然后盐酸或氨水调节PH值为6，并控制混合浆料的粘度不大于IPa.S，最后在计算机控制的膏体料将成型设备中将混合浆料按照具体零件的形状尺寸挤压或注射成型。实施例5按重量百分比分别称取70%粒度不大于10 μ m,形状为近球形的氧化硅、氧化铝和氮化物、5%丙三醇、3%聚丙乙醇、8%聚乙烯醇、0.1%十八酸钠和13.9%蒸馏水，混合后搅拌3h至混合浆料中没有固体偏聚物和气泡存在，然后盐酸或氨水调节pH值为5，并控制混合浆料的粘度不大于IPa.S，最后在计算机控制的膏体料将成型设备中将混合浆料按照具体零件的形状尺寸挤压或注射成型。实施例6按重量百分比分别称取65%粒度不大于10 μ m,形状为近球形的碳化硅和氧化铝、5%丙三醇、3%聚丙乙醇、5%聚乙烯醇、0.3%十八酸钠和21.7%蒸馏水，混合后搅拌2.5h至混合浆料中没有固体偏聚物和气泡存在，然后盐酸或氨水调节PH值为6，并控制混合浆料的粘度不大于IPa.S，最后在计算机控制的膏体料将成型设备中将混合浆料按照具体零件的形状尺寸挤压或注射成型 。实施例1配置的膏体浆料挤压成型后的电镜扫描图如图1所示，从图中可以看到，挤压成型的氧化铝坯体比较均匀，颗粒与颗粒之间明显有有机物粘连。
权利要求
1.基于仿生成型陶瓷膏体浆料的配置方法，其特征在于，按重量百分比分别称取50% 70%研磨的纯陶瓷粉体、4% 6%润滑剂、1% 3%聚丙乙醇、2% 8%粘结剂和0.1% 0.5%分散剂，余量为蒸馏水，混合后搅拌至混合浆料中没有固体偏聚物和气泡存在，然后调节pH值为5 7,并控制混合衆料的粘度不大于IPa *s,最后将混合衆料挤压或注射成型。
2.根据权利要求1所述的基于仿生成型陶瓷膏体浆料的配置方法，其特征在于，所述纯陶瓷粉体为氧化铝、碳化硅、氧化硅和氮化物中的一种或几种，所述纯陶瓷粉体的粒度不大于10 μ m,形状为近球形。
3.根据权利要求1或2所述的基于仿生成型陶瓷膏体浆料的配置方法，其特征在于，所述润滑剂为丙三醇，所述粘结剂为聚乙烯醇、卡拉冻胶和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种，所述分散剂为十八酸钠、六偏磷酸钠和聚乙烯酸钠盐中的一种。
4.根据权利要求3所述的基于仿生成型陶瓷膏体浆料的配置方法，其特征在于，所述搅拌的时间为2 4h，所述调节pH值采用盐酸或氨水。
5.根据权利要求4所述的基于仿生成型陶瓷膏体浆料的配置方法，其特征在于，所述挤压或注射 成型在计算机控制的膏体浆料成型设备中进行。
全文摘要
本发明公开了一种基于仿生成型陶瓷膏体浆料的配置方法，按重量百分比分别称取50%～70%研磨的纯陶瓷粉体、4%～6%润滑剂、1%～3%聚丙乙醇、2%～8%粘结剂和0.1%～0.5%分散剂，余量为蒸馏水，混合后搅拌至混合浆料中没有固体偏聚物和气泡存在，然后调节pH值范围为5～7，并控制混合浆料的粘度不大于1Pa·s，最后将混合浆料挤压或注射成型。本发明基于仿生成型陶瓷膏体浆料的配置方法，不需要专门的设备，简单易行，成本低，并且能够满足任何挤压或注射设备的成型需要，解决了复杂陶瓷制品难以成型的问题。
文档编号C04B35/565GK103102143SQ20131003624
公开日2013年5月15日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者陈文革, 李淑娟, 熊斐, 方玺 申请人:西安理工大学