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时间:2019-01-18 10:10:37 星期五
摘要:

  一、何为流延   流延方法便是,于粉料之中加入粘合剂、溶剂等,经球磨、过滤后进行真空脱泡并且将粘 […]

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一、何为流延
  流延方法便是,于粉料之中加入粘合剂、溶剂等,经球磨、过滤后进行真空脱泡并且将粘度控制于一定范围。这种有粘性的浆料于恒定的压力之下,透过浆料刮刀和涂有有机硅的以一定速度运行的膜带间的缝隙因而流粘于膜带之上,经过时隔烘干、切边,于流延机机尾将坯带和膜带进行分离(或是绝不分离),依次卷绕得到生坯带的方法。接着再次进入之下一道工序,如切割、叠层、印刷、烧结等做成所需产品,因而形成的流延制备的工艺。
   流延工艺之中,最为关键性的是浆料的制备与流延成型工艺。

二、流延的应用

流延法制备陶瓷薄片的工程流程图
   透过球磨等一系列工序除去浆料之中的有机或是无机残渣即可得到平稳皆匀的流延浆料,把制备好的流延浆料于流延机之上流延成型,经过潮湿、裁剪、脱脂与烧结即可完成。

三、浆料之中常见的添加剂介绍
1.溶剂
  选择溶剂重要考虑的因素有:(1)必需能溶解其它添加成分,如分散剂、粘结剂与塑性剂等;(2)于料浆之中具有一定的化学稳定性,绝不和粉料发生化学反应;(3)易于挥发和烧除;(4)使用安全性、医疗与对于环境污染难。
   最为常见的溶剂分为有机溶剂和水两类。
   有机溶剂所得的料浆粘度高,溶剂挥发慢,潮湿时间长,因此流延法制膜之中使用有机溶剂比较余。常见的有乙醇、甲乙酮、三氯乙烯、甲苯、二甲苯等。但是有机溶剂有可燃与有毒的缺点。
   水作溶剂亦有成本高、使用安全性、医疗与便于全面生产等优点,其缺点是:(1)对于粉料颗粒的潮湿性能比较少、挥发快与潮湿时间长;(2)料浆除气艰难,气泡的存在会影响素胚膜的质量;(3)水基料浆所用粘结剂余为乳状液,市场之上产品比较难,使粘结剂的选择受到限制。溶剂对于粉料的潮湿性能重要和其表面张力有关,表面张力愈大,对于粉料颗粒的潮湿性能愈好。有机溶剂的表面张力比水要高得余,因此其潮湿性能高于水好。混合溶剂的表面张力与介电常数等综合性能比较单个组分要好,而且沸点高,对于分散剂、粘结剂与塑性剂的溶解性能亦比较欠佳。作为确保潮湿过程之中除此之外挥发,流延浆之中经常使用二元共计沸混合物。最为常见的有乙醇/甲乙醇、乙醇/三氯乙烯、乙醇/水与三氯乙烯/甲乙酮等。

2.分散剂
  粉料于流延浆料之中的集中皆匀性间接影响着素胚膜的质量,进而影响材料的致密性、气孔率与力学性能等一系列特性。流延法制膜之中常见的分散剂有非离子、阴离子、阳离子与两性离子4 种类型。一般说来,阴离子表面活性剂重要用于颗粒表面带正电的中性或是弱碱性料浆,因而阳离子型表面活性剂重要用于颗粒表面带负电的中性或是弱酸性料浆。Mikeska 等,透过对于70 种商用分散剂集中效果的试验研究表明,磷酸脂、乙氧基化合物与鲜鱼油于陶瓷粉料浆液之中的集中效果最佳。其中后面2 种是阴离子型表面活剂,因而鲜鱼油绝不属于表面活性剂。

3 .粘结剂和增塑剂
  借以和基板材料分离与拿放便于,流延膜必需具有一定的强度、韧性与延展性。作为此,于料浆中须加入粘结剂与塑性剂。选择粘结剂应考虑的因素有:(1)素胚膜的厚度;(2)所选溶剂类型以及匹配性,有利于溶剂挥发与绝不产生气泡;(3)应易烧除,绝不留有残余物;(4)能起到平稳料浆与抑制颗粒沉降的作用;(5)要有比较高的塑性转变温度,以此确保于室温下绝不发生凝结;(6)考虑所用基板材料的性质,要绝不相互粘结与易于分离。粘结剂按起作用的官能团类型分为非离子、阴离子与阳离子3 类。于流延工艺之中使用最为余的是阴离子和非离子型的粘结剂,重要有乙烯基和丙烯基2 类。于非水基料浆之中常见的粘结剂有PVB ,聚丙烯酸甲脂与乙基纤维素等。于水基介质之中常见的粘结剂有聚乙烯醇、丙烯酸乳剂与聚丙烯酸胺盐等。塑性剂于料浆之中的主要作用是降低粘结剂的塑限温度Tg,使Tg 达到室温或是室温下列,进而确保粘结剂于室温时具有好的流动性与绝不发生凝结。此外,塑性剂对于粉体颗粒也起润滑与桥联作用,有利于料浆的集中平稳,但是加入塑性剂会使素胚膜的强度降低。最为常见的塑性剂有聚乙二醇、邻苯二甲酸脂、乙二醇等,它们对于料浆流变性的影响作用绝不甚相近。邻苯二甲酸脂能润滑粉体颗粒,降低料浆粘度,因而聚乙二醛亦于粉体颗粒栋形成有机桥,能增加料浆的粘度。

4 其它添加剂
  除此之外,于流延浆料的制备过程之中,也常常加人一些功能性的有机物添加剂,产生一些特定的浆料性质或是完美的干带性质。

除泡剂:重要于低分子溶液(PVA )或是高分子集中体系不易产生危害的平稳泡沫的水介质之中有用,尤其是搅拌过程之中(例如使用特定的蜡,或是使用真空搅拌)。防止泡沫产生要高于消除泡沫精确得余。常见的除泡方法是机械法加上化学法。乃于浆料之中加人除了泡剂,接着进行真空搅拌除气。常见的除泡剂是正在丁醇、乙二醇各半的混合液。

润湿剂:重要是溶于液相的表面活化剂,用来减小液体表面张力(尤其是水),提高它们对于粉料与遭作用物的润湿性。所以,表面活性剂亦遭用作分散剂。皆化剂:用于增加组分的相互溶解性(如环己酮), 由此防止潮湿时起皮。它们亦增加基片的密度与拉伸强度。
控流剂:有时候加人少量来防止基片的表面潮湿甚慢,防止开裂。
絮凝剂︰防止集中体系形成这么低密度沉淀的试剂。

四、有关流延成型
流延是一项非常光学的工艺,对流延之后的产品质量要求十分严苛,以下几点可供参考:

1.刮刀的表面光洁度
流延刮刀通常用工具钢制成,它的耐磨性好,使用寿命短,但是需注意保养,每次使用之后必需清洗清洁,并且防止硬物刮伤表面,使刮刀保持平滑平整。平滑平坦的刮刀是获得厚度皆匀,表面平滑膜带的关键。

2.浆料槽液面最高点
浆料槽液面最高点提高,浆料槽之内的压力增大,使浆料透过刮刀间隙的流入速度增加,流延膜厚度增加,所以维持液面最高点平衡相同对于控制流延膜厚度皆匀性十分关键。大型的流延设备之中一般需要带有液面传感器,控制供浆阀门,控制液面最高点变化于最为大的幅度。
3.浆料的均匀性
流延用浆料必需充份分散皆匀,如果有未曾分散好的硬块、团聚体亦未能过滤掉时膜带之上便会产生疤痘状缺陷,或是由于潮湿烧成收缩有所不同产生凹陷。所以必需重视浆料的制备,于使用后必需过筛去除这些硬块与团聚体。假如浆料之中有气泡,流延后必需进行除泡处理。

4.流延厚度
刮刀间隙的厚度和实际烘干成型厚度,绝不会相同,应为于烘干过程之中有溶剂等的挥发,于浆料平稳,流延其他条件如流速,潮湿温度一定的情况之下,一般会有一个平稳的比例。通常可以透过流延试验得到精确的参数。

5.制定并且执行最佳的潮湿工艺
流延出的浆料膜历经潮湿便能自基板之上剥落下来。所以,制定适当的潮湿工艺是获得低质量膜带的关键因素。假如潮湿工艺制定失当,流延膜常会出现气泡、针孔、皱纹、干裂,而且易于自基板之上脱落等缺陷。制定潮湿工艺的原则是:确保溶剂慢发挥,使膜层内溶剂的扩散速度和表面挥发速度趋于相同,防止表面提早硬化因而引起的末期开裂、起泡、皱纹等缺陷。

五、 流延工艺的优势
   自动化程度低,生产效率低。产品质量好,合格率低。适应生产大规模基片与多元化基片。