一、流延工藝法
流延方法就是，在氮化鋁陶瓷中加入粘合劑、溶劑等，經(jīng)球磨、過(guò)濾后進(jìn)行真空脫泡并把粘度控制在一定范圍。這種有粘性的漿料在恒定的壓力下，通過(guò)漿料刮刀與涂有有機(jī)硅的以一定速度運(yùn)行的膜帶之間的縫隙而流粘在膜帶上，經(jīng)連續(xù)烘干、切邊，在流延機(jī)機(jī)尾把坯帶與膜帶進(jìn)行分離（或不分離），分別卷繞得到生坯帶的方法。然后再進(jìn)入下一道工序，如切割、疊層、印刷、燒結(jié)等做成所需產(chǎn)品，而形成的流延制備的工藝。
流延工藝中，最關(guān)鍵的是漿料的制備和流延成型工藝。
二、流延的應(yīng)用
流延法制備陶瓷薄片的工程流程圖。
通過(guò)球磨等一系列工序除去漿料中的有機(jī)或無(wú)機(jī)殘?jiān)纯傻玫椒€(wěn)定均勻的流延漿料，將制備好的流延漿料在流延機(jī)上流延成型，經(jīng)干燥、裁剪、脫脂和燒結(jié)即可完成。
三、漿料中常用的添加劑介紹
1．溶劑選擇溶劑主要考慮的因素有：
（1）必須能溶解其它添加成分，如分散劑、粘結(jié)劑和塑性劑等；
（2）在料漿中具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，不與粉料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；
（3）易于揮發(fā)與燒除；
（4）使用安全、衛(wèi)生和對(duì)環(huán)境污染少。
最常用的溶劑分為有機(jī)溶劑與水兩類。有機(jī)溶劑所得的料漿粘度低，溶劑揮發(fā)快，干燥時(shí)間短，所以流延法制膜中使用有機(jī)溶劑較多。常用的有乙醇、甲乙酮、三氯乙烯、甲苯、二甲苯等。但有機(jī)溶劑有易燃和有毒的缺點(diǎn)。
水作溶劑則有成本低、使用安全、衛(wèi)生和便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是：
（1）對(duì)粉料顆粒的濕潤(rùn)性能較差、揮發(fā)慢和干燥時(shí)間長(zhǎng)；
（2）料漿除氣困難，氣泡的存在會(huì)影響素胚膜的質(zhì)量；
（3）水基料漿所用粘結(jié)劑多為乳狀液，市場(chǎng)上產(chǎn)品較少，使粘結(jié)劑的選擇受到限制。溶劑對(duì)粉料的濕潤(rùn)性能主要與其表面張力有關(guān)，表面張力越小，對(duì)粉料顆粒的濕潤(rùn)性能越好。有機(jī)溶劑的表面張力比水要低得多，所以其濕潤(rùn)性能比水好。混合溶劑的表面張力和介電常數(shù)等綜合性能較單一組分要好，且沸點(diǎn)低，對(duì)分散劑、粘結(jié)劑和塑性劑的溶解性能也較佳。為確保干燥過(guò)程中同時(shí)揮發(fā)，流延漿中常用二元共沸混合物。最常用的有乙醇／甲乙醇、乙醇／三氯乙烯、乙醇／水和三氯乙烯／甲乙酮等。
2．分散劑
粉料在流延漿料中的分散均勻性直接影響著素胚膜的質(zhì)量，從而影響材料的致密性、氣孔率和力學(xué)性能等一系列特性。流延法制膜中常用的分散劑有非離子、陰離子、陽(yáng)離子和兩性離子4 種類型。一般說(shuō)來(lái)，陰離子表面活性劑主要用于顆粒表面帶正電的中性或弱堿性料漿，而陽(yáng)離子型表面活性劑主要用于顆粒表面帶負(fù)電的中性或弱酸性料漿。Mikeska 等，通過(guò)對(duì)70 種商用分散劑分散效果的試驗(yàn)研究表明，磷酸脂、乙氧基化合物和鮮魚油在陶瓷粉料漿液中的分散效果最佳。其中前面2 種是陰離子型表面活劑，而鮮魚油不屬于表面活性劑。
3.粘結(jié)劑與增塑劑
為了與基板材料分離和拿放方便，流延膜必須具有一定的強(qiáng)度、韌性和延展性。為此，在料漿中須加入粘結(jié)劑和塑性劑。
選擇粘結(jié)劑應(yīng)考慮的因素有：
（1）素胚膜的厚度；
（2）所選溶劑類型及匹配性，有利于溶劑揮發(fā)和不產(chǎn)生氣泡；
（3）應(yīng)易燒除，不留有殘余物；
（4）能起到穩(wěn)定料漿和抑制顆粒沉降的作用；
（5）要有較低的塑性轉(zhuǎn)變溫度，以確保在室溫下不發(fā)生凝結(jié)；
（6）考慮所用基板材料的性質(zhì)，要不相粘結(jié)和易于分離。粘結(jié)劑按起作用的官能團(tuán)類型分為非離子、陰離子和陽(yáng)離子3 類。在流延工藝中使用最多的是陰離子與非離子型的粘結(jié)劑，主要有乙烯基與丙烯基2 類。在非水基料漿中常用的粘結(jié)劑有PVB ，聚丙烯酸甲脂和乙基纖維素等。在水基介質(zhì)中常用的粘結(jié)劑有聚乙烯醇、丙烯酸乳劑和聚丙烯酸胺鹽等。塑性劑在料漿中的主要作用是降低粘結(jié)劑的塑限溫度Tg，使Tg 達(dá)到室溫或室溫以下，從而確保粘結(jié)劑在室溫時(shí)具有好的流動(dòng)性和不發(fā)生凝結(jié)。另外，塑性劑對(duì)粉體顆粒還起潤(rùn)滑和橋聯(lián)作用，有利于料漿的分散穩(wěn)定，但加入塑性劑會(huì)使素胚膜的強(qiáng)度降低。最常用的塑性劑有聚乙二醇、鄰苯二甲酸脂、乙二醇等，它們對(duì)料漿流變性的影響作用不甚相同。鄰苯二甲酸脂能潤(rùn)滑粉體顆粒，降低料漿粘度，而聚乙二醇則在粉體顆粒間形成有機(jī)橋，能增加料漿的粘度。
4.其它添加劑
此外，在流延漿料的制備過(guò)程中，還經(jīng)常加人一些功能性的有機(jī)物添加劑，產(chǎn)生一些特殊的漿料性質(zhì)或理想的干帶性質(zhì)。
除泡劑：主要在高分子溶液（PVA ）或高分子分散體系易產(chǎn)生有害的穩(wěn)定泡沫的水介質(zhì)中有用，特別是攪拌過(guò)程中（如用特殊的蠟，或用真空攪拌）。防止泡沫產(chǎn)生要比消除泡沫有效得多。常用的除泡方法是機(jī)械法加上化學(xué)法。即在漿料中加人除泡劑，然后進(jìn)行真空攪拌除氣。常用的除泡劑是正丁醇、乙二醇各半的混合液。
潤(rùn)濕劑：主要是溶于液相的表面活化劑，用來(lái)減小液體表面張力（特別是水），提高它們對(duì)粉料和被作用物的潤(rùn)濕性。因此，表面活性劑也被用作分散劑。
均化劑：用于增加組分的相互溶解性（如環(huán)己酮）, 由此防止干燥時(shí)起皮。它們也增加基片的密度和拉伸強(qiáng)度。
控流劑：有時(shí)加人少量來(lái)防止基片的表面干燥太快，防止開裂。絮凝劑：防止分散體系形成過(guò)高密度沉淀的試劑。
四、有關(guān)流延成型
流延是一項(xiàng)相當(dāng)精密的工藝，對(duì)于流延后的產(chǎn)品質(zhì)量要求十分嚴(yán)格，以下幾點(diǎn)可供參考：
1．刮刀的表面光潔度流延刮刀一般用工具鋼制成，它的耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，但需注意保養(yǎng)，每次使用后必須清洗干凈，并防止硬物刮傷表面，使刮刀保持光滑平整。光滑平整的刮刀是獲得厚度均勻，表面光滑膜帶的關(guān)鍵。
2．漿料槽液面高度漿料槽液面高度提高，漿料槽內(nèi)的壓力增大，使?jié){料通過(guò)刮刀間隙的流入速度增加，流延膜厚度增加，因此維持液面高度均衡一致對(duì)控制流延膜厚度均勻性十分重要。大型的流延設(shè)備中通常需要帶有液面?zhèn)鞲衅?，控制供漿閥門，控制液面高度變化在最小的幅度。
3．漿料的均勻性流延用漿料必須充分分散均勻，當(dāng)有未分散好的硬塊、團(tuán)聚體又未能過(guò)濾掉時(shí)膜帶上就會(huì)產(chǎn)生疤痘狀缺陷，或因干燥燒成收縮不同產(chǎn)生凹陷。因此必須重視漿料的制備，在使用前必須過(guò)篩去除這些硬塊和團(tuán)聚體。如果漿料中有氣泡，流延前必須進(jìn)行除泡處理。
4．流延厚度刮刀間隙的厚度與實(shí)際烘干成型厚度，不會(huì)一致，應(yīng)為在烘干過(guò)程中有溶劑等的揮發(fā)，在漿料穩(wěn)定，流延其他條件如流速，干燥溫度一定的情況下，通常會(huì)有一個(gè)穩(wěn)定的比例。一般可以通過(guò)流延試驗(yàn)得到有效的參數(shù)。
5．制定并執(zhí)行最佳的干燥工藝流延出的漿料膜經(jīng)過(guò)干燥才能從基板上剝落下來(lái)。因此，制定合適的干燥工藝是獲得高質(zhì)量膜帶的重要因素。如果干燥工藝制定不當(dāng)，流延膜常會(huì)出現(xiàn)氣泡、針孔、皺紋、干裂，甚至不易從基板上脫落等缺陷。制定干燥工藝的原則是：確保溶劑緩慢發(fā)揮，使膜層內(nèi)溶劑的擴(kuò)散速度與表面揮發(fā)速度趨于一致，防止表面過(guò)早硬化而引起的后期開裂、起泡、皺紋等缺陷。
五、 流延工藝的優(yōu)勢(shì)
自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高。產(chǎn)品質(zhì)量好，合格率高。適應(yīng)生產(chǎn)大面積基片和多元化基片。
English
18926062175
