アルミナセラミックスの作製技術（２）

乾式プレス成形法

アルミナセラミック乾式プレス成形技術は、純粋な形状と肉厚 1mm 以上、長さと直径の比が 4:1 以下の製品に限定されます。成形方法には一軸性と二軸性があります。プレス機には油圧式と機械式の2種類があり、半自動または自動成形が可能です。プレスの最高圧力は200Mpaで、毎分15～50枚の生産が可能です。

油圧プレスのストローク圧力は均一であるため、充填粉末が異なるとプレス部の高さが異なります。しかし、機械プレスは粉末の充填量によって圧力が変化するため、焼結後の寸法収縮率に差が生じやすく、製品の品質に影響を与えます。したがって、乾式プレスプロセスにおける粉末粒子の均一な分布は、金型充填にとって非常に重要です。充填量が正確であるかどうかは、製造されるアルミナセラミック部品の寸法精度管理に大きな影響を与えます。粉末粒子が60μmより大きく、60～200メッシュのときに最大のフリーフロー効果が得られ、最高の加圧成形効果が得られます。

グラウト成形法

グラウト成形は、世界で使用された最も初期の成形方法です。アルミナセラミックス。石膏型を使用するため、低コストで大型複雑形状部品の成形が容易なため、グラウト成形の鍵となるのはアルミナスラリーの調製です。通常、フラックス媒体として水を使用し、接着剤溶解剤と結合剤を加え、十分に粉砕した後、石膏型に流し込みます。石膏型の毛細管による水分の吸着により、スラリーは型内で固化します。中空グラウト注入では、必要な厚さまで金型壁にスラリーを吸着させますが、余分なスラリーを流し出す必要もあります。ボディの収縮を抑えるためには、できるだけ高濃度のスラリーを使用してください。

有機添加物を添加する必要がありますアルミナセラミックスラリー粒子の表面に電気二重層を形成し、スラリーを沈殿させずに安定に懸濁させることができます。さらに、注入成形に適したスラリーとするために、ビニルアルコール、メチルセルロース、アルギン酸アミンなどの結合剤やポリプロピレンアミン、アラビアゴムなどの分散剤を添加する必要がある。

焼結技術

粒状のセラミック体を緻密化し、固体材料を形成する技術的方法は、焼結と呼ばれます。焼結は、ビレット本体の粒子間の空隙を除去し、有機物から微量のガスや不純物を除去し、粒子が一緒に成長して新しい物質を形成する方法です。

焼成に使用される加熱装置は電気炉が一般的です。加圧しない常圧焼結の他に、ホットプレス焼結や熱間静水圧プレス焼結も可能です。連続ホットプレスは生産量を増やすことができますが、製品の長さに制限があることに加えて、設備や金型のコストが高すぎます。熱間静水圧焼結は、圧力伝達媒体として高温高圧のガスを採用しており、全方向に均一に加熱できる利点があり、複雑な製品の焼結に適しています。組織が均一なため、冷間プレス焼結に比べて材料特性が30～50%向上します。通常のホットプレス焼結よりも10～15%高くなります。