*陶瓷注射成型工藝
陶瓷注射成型（ceramicinjectionmolding，簡(jiǎn)稱cim）是將聚合物注射成型方法與陶瓷制備工藝相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的一種制備陶瓷零部件的新工藝。特別是對(duì)尺寸精度高、形狀復(fù)雜的陶瓷制品的大批量生產(chǎn)，采用陶瓷粉末注射成型有優(yōu)勢(shì)。目前，陶瓷注射成型已廣泛用于各種陶瓷粉料和各種工程陶瓷制品的成型，通過(guò)該工藝制備的各種精密陶瓷零部件，已用于航空、汽車、機(jī)械、能源、光通訊、生命醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
圖1陶瓷注射成型示意圖
一、陶瓷粉末注射成型的技術(shù)特點(diǎn)
從技術(shù)特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，陶瓷粉末注射成型和金屬粉末注射成型類似，理論上任何形式的陶瓷粉末原料，如zro2、al2o3、si3n4等，都能利用cim工藝制造形狀復(fù)雜、精度高的產(chǎn)品其基本工藝過(guò)程
陶瓷粉末注射成型工藝的主要特點(diǎn)如下：
①成型過(guò)程具有機(jī)械化和自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)效率高、成型周期短、坯體強(qiáng)度高，生產(chǎn)過(guò)程中的管理和控制也很方便，易于實(shí)現(xiàn)大批量、規(guī)?；a(chǎn)；
②可近凈成型各種幾何形狀復(fù)雜的及有特殊要求的小型陶瓷零部件，使燒結(jié)后的陶瓷產(chǎn)品無(wú)需進(jìn)行機(jī)加工或少加工，從而減少昂貴的陶瓷加工成本；
③注射成型過(guò)程中加入的粘結(jié)劑較多，需先經(jīng)過(guò)低溫脫脂工藝，才能進(jìn)而高溫?zé)Y(jié)，對(duì)于厚度大的制品，脫脂時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)100-200小時(shí)。
④成型時(shí)，陶瓷粉末和粘結(jié)劑的混合均勻，后期燒結(jié)其收縮一致，得到的陶瓷制品各部位密度均勻，因而這類產(chǎn)品具有*的尺寸精度和表面光潔度。
二、陶瓷粉末注射成型工藝環(huán)節(jié)
包括4個(gè)環(huán)節(jié)：
1、注射喂料的制備
將合適的有機(jī)載體（具有不同性質(zhì)和功能的有機(jī)物）與陶瓷粉末在一定溫度下混煉、干燥、造粒，得到注射用喂料；
粉末注射成型不僅要求粉末無(wú)團(tuán)聚、潔凈無(wú)雜質(zhì)等，還希望陶瓷粉末能滿足注射成型對(duì)熔體流變性能的要求，提高成型過(guò)程的穩(wěn)定性，且要對(duì)陶瓷粉末的粒度分布進(jìn)行優(yōu)化，提高固相體積分?jǐn)?shù)或降低懸浮體粘度。
2、注射成型
混煉后的注射混合料于注射成型機(jī)內(nèi)被加熱轉(zhuǎn)變?yōu)轲こ硇匀垠w，在一定的溫度和壓力下高速注入金屬模具內(nèi)，冷卻固化為所需形狀的坯體，然后脫模。
3、脫脂
通過(guò)加熱或其他物理化學(xué)方法，將注射成型坯體內(nèi)的有機(jī)物排除；脫脂工藝是陶瓷注射成型工藝中極為關(guān)鍵的一環(huán)，其耗時(shí)較長(zhǎng)。
隨著粘結(jié)劑體系的增加和改進(jìn)，形成了多種新的cim脫脂方法，包括溶劑脫脂、虹吸脫脂、催化脫脂、水基萃取脫脂、超臨界萃取脫脂、微波脫脂等。
4、燒結(jié)
脫脂后陶瓷素坯在高溫下致密化燒結(jié)，獲得所需外觀形狀、尺寸精度和顯微結(jié)構(gòu)的致密陶瓷部件。
燒結(jié)速度與粘性流動(dòng)、凝結(jié)、容積擴(kuò)散、表面擴(kuò)散等有關(guān)。顆粒的直徑越小、熔融粘度越低，且表面張力越大，燒結(jié)速度就越快。而且燒結(jié)后，制品一般會(huì)有約13-20%的收縮率。
三、陶瓷粉末注射成型工藝的應(yīng)用
1、高溫?zé)釞C(jī)陶瓷部件
主要是發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪轉(zhuǎn)子和燃?xì)廨啓C(jī)陶瓷葉片等熱機(jī)陶瓷部件，材料通常為氮化硅或碳化硅等耐高溫的陶瓷。
2、光通訊用精密陶瓷件
光纖連接器用四方氧化鋯陶瓷插芯和氧化鋯陶瓷套筒。
圖2氧化鋯陶瓷插芯
3、醫(yī)學(xué)用生物陶瓷制品
包括外科機(jī)械用各種陶瓷器件、陶瓷關(guān)節(jié)、牙齒矯正用透明陶瓷槽、牙齒修復(fù)用陶瓷螺桿和牙樁等，這些產(chǎn)品尺寸小、形狀復(fù)雜、精度高。
圖3陶瓷關(guān)節(jié)
4、電子機(jī)械用零部件
半導(dǎo)體和電子行業(yè)廣泛使用的各種al2o3體系絕緣陶瓷零部件、小型精密陶瓷滑動(dòng)軸承、各種陶瓷噴嘴等。
5、現(xiàn)代生活用陶瓷制品
有耐磨陶瓷表殼與表鏈、耐磨損的陶瓷推剪、陶瓷刀等，克服了金屬易氧化和產(chǎn)生化學(xué)致過(guò)敏的缺點(diǎn)。
圖4陶瓷手表