粉末注射成形ZrO2微結(jié)構(gòu)件.pdf

1、粉末微注射成形作為一種微成形工藝，其具有材料適用廣泛、尺寸及形狀適應(yīng)性好、低成本、高效率、可連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。該工藝源自常規(guī)粉末注射成形，但與之相比有許多獨(dú)特之處，因此開(kāi)展粉末微注射成形的研究具有理論和實(shí)用價(jià)值。本文研究了氧化鋯陶瓷粉末微結(jié)構(gòu)件的注射成形工藝，并對(duì)微結(jié)構(gòu)件的尺寸精度、顯微組織及力學(xué)性能進(jìn)行了分析。
　　實(shí)驗(yàn)材料采用3mol％Y2O3部分穩(wěn)定的氧化鋯陶瓷粉末，以石蠟、聚丙烯、硬脂酸作為粘結(jié)劑，通過(guò)混煉造粒制

2、備了喂料。通過(guò)對(duì)喂料顆粒真實(shí)密度的測(cè)量分析了喂料的均勻性，采用毛細(xì)管流變儀測(cè)試了喂料的流變特性，結(jié)果表明喂料均勻性及流變特性均符合粉末微注射成形的要求。通過(guò)粉末微注射成形工藝制得了ZrO2陶瓷微結(jié)構(gòu)件生坯，微結(jié)構(gòu)部分直徑分別為300μm、600μm、1000μm、1500μm,厚度約為250μm。分析了注射溫度、注射壓力、模具溫度及抽真空等工藝參數(shù)對(duì)微結(jié)構(gòu)件成形質(zhì)量的影響。實(shí)驗(yàn)優(yōu)化得到了ZrO2微結(jié)構(gòu)件的最佳工藝參數(shù)，即注射溫度190℃

3、，注射壓力60～140MPa，模具溫度50～70℃。注射成形后的微結(jié)構(gòu)生坯采用熱脫脂方法，首先對(duì)喂料進(jìn)行差熱及失重分析（DSC/TGA），從而確定喂料中各個(gè)粘結(jié)劑組元的劇烈分解點(diǎn)，然后依此確定了脫脂過(guò)程中各階段的升溫速率、保溫溫度及時(shí)間，制定了適合于微結(jié)構(gòu)件的脫脂工藝。根據(jù)ZrO2的相轉(zhuǎn)變?cè)?，確定了合理的燒結(jié)工藝，燒結(jié)溫度為1500～1550℃，保溫時(shí)間為2h。
　　采用掃描電鏡、激光共焦顯微鏡觀察了微結(jié)構(gòu)件的收縮率、致密度、表