干压成型

常规方法包括单向加压，双向加压（双向同时加压，双向分别加压），四向加压等。改进的干压成型有振动压制和磁场压制（适用于金属粉末）等。

干压成型的优点是生产效率高，人工少、废品率低，生产周期短，生产的制品密度大、强度高，适合大批量工业化生产；缺点是成型产品的形状有较大限制，模具造价高，坯体强度低，坯体内部致密性不一致，组织结构的均匀性相对较差等。在陶瓷生产领域以干压方法制造的产品主要有瓷砖、耐磨瓷衬瓷片、密封环等。

干压成型是将粉料(含水分5%～8%)装入金属模具中，在力的作用下加以压缩(通常为单向加压)，坯料内空隙中的气体部分排出，颗粒发生位移、逐步靠拢，互相紧密咬合，最终形成截面与模具截面相同、上下两面形状由模具上下压头决定的坯体。成型坯体内孑L隙尺寸显著变小，数量大大减少，密度显著提高，并具有了一定的强度。

当粉料为很细的瘠性粉料时，将对成型产生不利的影响：一是粉料流动性差和拱桥效应，影响对模腔的均匀填充；二是粉体越细、松装高度越大，压缩比越大，易使坯体密度不均匀；三是孔隙中气体较难排出，易因弹性后效作用使坯体产生层裂。故本实验采用加压造粒法，即将细粉与黏结剂混合后，在18～36MPa压力下压成大块，再弄碎、过筛，制成较粗的、流动性好的团粒。由于团粒与细粉相比尺寸显著增大、体积密度提高，流动性也显著改善。造粒常用的黏结剂有PVA(聚乙烯醇)、PEG(聚乙二醇)、CMC(羧甲基纤维素钠)等多种，要考虑到黏结剂后续还要烧掉，故应选择挥发性好、残留组分少的黏结剂(如PVA)为宜，用量一般为粉料质量的l%～3%。

影响干压成型性能的因素很多，除了粉体的性能外，主要是压制方式和压制制度以及润滑剂的使用。

(1)压制方式的影响。由于颗粒间内摩擦和颗粒与模壁的外摩擦会造成压力损失，单向加压容易在压坯高度方向和横截面上产生密度不均匀现象，尤其当压坯高径比值较大时更为明显。为此可采用双向加压或两次先后加压来减少这种现象。

(2)压制压力的影响。当压坯截面面积和形状一定时，在一定的范围内，压力增大有利于压坯密度的提高，但在接近密度的极限值时，再提高压制压力无助于密度进一步提高，且易出现层裂或损坏模具。对于结构陶瓷，压力在70～100MPa为宜。

(3)保压时间的影响。为使坯体内压力传递充分，有利于压坯中密度分布均匀，以及有利于更多气体沿缝隙排出，必须要有足够的保压时间。

①粉料具有较高的体积密度，以降低其压缩比。因为干压成型是将料填充在钢模型腔中压制成型的，模腔深度随压缩比的增大而增高，而模腔越深则越难压紧，影响产品质量。

②粉料流动性要好。良好的流动性可保证压制时颗粒间的内摩擦小，粉料能顺利地填满模型的各个角落。

③粉料要有合理的颗粒级配。从最紧密堆积原理出发，较好级配的颗粒，且细粉尽可能少，可以减少空气含量，并降低压缩比，提高流动性。

④在压力下易于粉碎，这样可形成致密坯体。

⑤水分要均匀，否则易使成型与干燥困难。

氧化锆陶瓷的成型有干压成型、等静压成型、注浆成型、热压铸成型、流延成型、注射成型、塑性挤压成型、胶态凝固成型等。其中使用最广泛的是注塑与干压成型。

（1）注浆成型

注浆成型的成型过程包括物理脱水过程和化学凝聚过程，物理脱水通过多孔的石膏模的毛细作用排除浆料中的水分，化学凝聚过程是因为在石膏模表面CaSO4 的溶解生成的Ca2 提高了浆料中的离子强度，造成浆料的絮凝。在物理脱水和化学凝聚的作用下，陶瓷粉体颗粒在石膏模壁上沉积成型。注浆成型适合制备形状复杂的大型陶瓷部件，但坯体质量，包括外形、密度、强度等都较差，工人劳动强度大且不适合自动化作业。

（2）热压注成型

热压注成型是在较高温度下（60~100℃）使陶瓷粉体与粘结剂（石蜡）混合，获得热压铸用的料浆，浆料在压缩空气的作用下注入金属模具，保压冷却，脱模得到蜡坯，蜡坯在惰性粉料保护下脱蜡后得到素坯，素坯再经高温烧结成瓷。热压注成型的生坯尺寸精确，内部结构均匀，模具磨损较小，生产效率高，适合各种原料。蜡浆和模具的温度需严格控制，否则会引起欠注或变形，因此不适合用来制造大型部件，同时两步烧成工艺较为复杂，能耗较高。

（3）流延成型

流延成型是把陶瓷粉料与大量的有机粘结剂、增塑剂、分散剂等充分混合，得到可以流动的粘稠浆料，把浆料加入流延机的料斗，用刮刀控制厚度，经加料嘴向传送带流出，烘干后得到膜坯。此工艺适合制备薄膜材料，为了获得较好的柔韧性而加入大量的有机物，要求严格控制工艺参数，否则易造成起皮、条纹、薄膜强度低或不易剥离等缺陷。所用的有机物有毒性，会产生环境污染，应尽可能采用无毒或少毒体系，减少环境污染 。