CN101003149A

CN101003149A - 一种制备带孔陶瓷的模具及在等静压成型方法中的应用

Info

Publication number: CN101003149A
Application number: CN 200710056438
Authority: CN
Inventors: 马建丽; 王世伟
Original assignee: Tianjin Urban Construction College
Current assignee: Tianjin Urban Construction College
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2007-07-25

Abstract

本发明公开了一种制备带孔陶瓷的模具及在等静压成型方法中的应用，一种制备带孔陶瓷的模具是在橡胶管的两端分别设置有第一橡胶塞，第二橡胶塞，所述第一橡胶塞、第二橡胶塞上分别设置有棒定位孔，棒与所述棒定位孔活动连接，本发明的一种制备带孔陶瓷的模具能够保证陶瓷坯体在成型时同心度非常好，等静压成型的陶瓷坯体，各部分受压均匀且压力很高，所以其密度高且均匀，在烧成过程中的变形和收缩等大为减少，为陶瓷管的同心度提供了保证。

Description

一种制备带孔陶瓷的模具及在等静压成型方法中的应用

技术领域

本发明属于陶瓷材料成型技术领域，特别是涉及一种带孔陶瓷的成型模具及其用途。

背景技术

温度测量是工业、农业、国防和科研等部门及其普遍而重要的测量项目。有资料表明，温度传感器的应用最广，用量在各种传感器中位居首位，约占50％左右。在各领域中需要测量的温度范围极宽。从零下百度到零上千度，无法用一般温度计直接测量，而是使用由各种不同材料、不同测量原理制成的温度传感器。

为了保证对高温熔体(1600-1670℃)温度的快速测量，要求在测温过程中所用的材料不熔融、不炸裂，同时双孔管间保持一定的电阻值。

在现有的陶瓷成型技术中，单孔或多孔陶瓷管的成型方法通常为挤出成型法、注浆成型法、热压铸成型法和注射成型法，这些成型方法与等静压法比起来存在着不同的弱点。挤出成型法、注浆成型法和热压铸成型法的成型压力远远小于等静压法；挤出成型法、热压铸成型法和注射成型法中原料的粒径比等静压法粗许多；在这三种工艺中，要求原料在一定压力作用下能流动，所以它们的塑化剂的加入量比等静压法高，挤出成型法的塑化剂的加入量是等静压法的3-5倍，热压铸成型法和注射成型法的塑化剂的加入量是等静压法的8-10倍。

塑化剂含量高、成型压力低时，陶瓷坯体致密度低，烧成收缩大，易于变形；原料粒径粗、塑化剂含量高和成型压力小等原因，会使挤出成型法、注浆成型法、热压铸成型法和注射成型法制成陶瓷体的强度远远小于等静压成型法制成的陶瓷体。

材料强度的大小对抵抗激烈热冲击的材料来说决定其寿命。由第三热应力因子

R^{''} &equiv; \frac{σ (1 - μ) λ}{αEρ C_{p}}

可知，表征材料抗热震能力的因子R″受到7个因素的影响。试验表明，在7个因素中，强度σ的影响最大，强度σ增大，则R″增大，即材料的抗热冲击断裂性能就强。可见如果用冷等静压法成型单孔或多孔陶瓷管可能在抗激烈的热冲击性能方面优于其它成型方法。

更重要的是其它成型法成型出来的坯体均存在着密度差，使陶瓷坯体在烧成时变形较大。即使成形时同心度非常好，在烧成后也会使陶瓷管的同心度极差。

现有的等静压成型技术多用于成型片、块这样简单形状的陶瓷坯体，而用冷等静压法成型单孔或多孔管未见成果，其困难主要是陶瓷管的成型模具制约了陶瓷管的制备。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种制备带孔陶瓷的模具。

本发明的第二个目的是提供制备带孔陶瓷的模具在等静压成型方法中的应用。

本发明的技术方案概述如下：

一种制备带孔陶瓷的模具，在橡胶管的两端分别设置有第一橡胶塞，第二橡胶塞，所述第一橡胶塞、第二橡胶塞上分别设置有棒定位孔，棒与所述棒定位孔活动连接。

所述橡胶为氯丁橡胶或异戊二烯橡胶或苯乙烯纯橡胶或氯丁二烯橡胶或乙丙橡胶或天然橡胶或聚氨基甲酸酯。

所述棒的横截面为圆型或椭圆型或正方型或长方型，所述棒的材质为变质铸铁或A3钢或低碳钢或45号钢或各种工具钢或超高碳钢或硬质合金。

所述橡胶管的内孔横截面为圆型或椭圆型或正方型或长方型。

所述棒定位孔的数量为1-10之一个。

制备带孔陶瓷的模具在等静压成型方法中的应用，包括下述步骤：(1)准备一个制备带孔陶瓷的模具，所述制备带孔陶瓷的模具是在橡胶管的两端分别设置有第一橡胶塞，第二橡胶塞，所述第一橡胶塞，第二橡胶塞上设置有棒定位孔，棒与所述棒定位孔活动连接；(2)将第一橡胶塞从所述橡胶管的一端打开，将陶瓷原料颗粒装入所述橡胶管内，盖上第一橡胶塞并使棒与所述第一橡胶塞上的棒定位孔活动连接；(3)将装有陶瓷原料颗粒的制备带孔陶瓷的模具置于以气体为压力传递介质的冷等静压机，在70～200Mpa，保压1～10min，加压成型；或将装有陶瓷原料颗粒的制备带孔陶瓷的模具装入橡胶袋或装入塑料袋中密封，再置入以液体为压力传递介质的冷等静压机中；在70～200Mpa，保压1～10min，加压成型；(4)从所述制备带孔陶瓷的模具中取出成型管，置入高温炉中按相应的烧成制度烧成。

所述橡胶为氯丁橡胶或异戊二烯橡胶或苯乙烯纯橡胶或氯丁二烯橡胶或乙丙橡胶或天然橡胶或聚氨基甲酸酯；所述棒的横截面为圆型或椭圆型或正方型或长方型，所述棒的材质为变质铸铁或A3钢或低碳钢或45号钢或各种工具钢或超高碳钢或硬质合金；所述橡胶管的内孔横截面为圆型或椭圆型或正方型或长方型；所述棒定位孔的数量为1-10之一个。

所述陶瓷原料颗粒是将陶瓷原料经人工造粒或喷雾造粒，粒径为40～60目筛筛下颗粒。

本发明的一种制备带孔陶瓷的模具能够保证陶瓷坯体在成型时同心度非常好。

等静压成型的陶瓷坯体，各部分受压均匀且压力很高，所以其密度高且均匀，在烧成过程中的变形和收缩等大为减少，为陶瓷管的同心度提供了保证。也就是说，只要陶瓷坯体在成型时同心度非常好，在烧成后陶瓷管的同心度也会极好。等静压成型还避免了象其它成型法成型的坯体因密度差产生应力而导致的烧成裂纹。

附图说明

图1为本发明的一种制备带孔陶瓷的模具的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

一种制备带孔陶瓷的模具，在橡胶管1的两端分别设置有第一橡胶塞2，第二橡胶塞5，所述第一橡胶塞、第二橡胶塞上分别设置有棒定位孔3，棒4与所述棒定位孔活动连接。

所述橡胶管的内孔横截面为圆型或椭圆型或正方型或长方型，这样可使制备出的带孔陶瓷的外形呈圆柱体或椭圆柱体或正方体或长方体。

棒定位孔的数量可以是1个，也可以是10以下的任何个。

制备带孔陶瓷的模具在等静压成型方法中的应用，包括下述步骤：(1)准备一个制备带孔陶瓷的模具，所述制备带孔陶瓷的模具是在橡胶管1的两端分别设置有第一橡胶塞2，第二橡胶塞5，所述第一橡胶塞，第二橡胶塞上设置有棒定位孔3，棒4与所述棒定位孔活动连接；(2)将第一橡胶塞从所述橡胶管的一端打开，将陶瓷原料颗粒装入所述橡胶管内，盖上第一橡胶塞并使棒与所述第一橡胶塞上的棒定位孔活动连接；(3)将装有陶瓷原料颗粒的制备带孔陶瓷的模具置于以气体为压力传递介质的冷等静压机，在70MPa保压10min(也可以是100Mpa时保压5min，200MPa时保压1min)，加压成型；或将装有陶瓷原料颗粒的制备带孔陶瓷的模具装入橡胶袋或装入塑料袋中密封，再置入以液体为压力传递介质的冷等静压机中；在70MPa保压10min(也可以是100MPa时保压5min，200MPa时保压1min)，加压成型；(4)从所述制备带孔陶瓷的模具中取出成型管，置入高温炉中按相应的烧成制度烧成。(陶瓷原料不同，烧成制度不同，是本领域公知常识)

陶瓷原料颗粒还可以是按质量比为1∶1.5-2.5∶1-2的比例，将陶瓷原料∶球∶水混合，磨至陶瓷原料粒径达d50＝0.5～6μm，比表面积1～5m²/c·c，用质量百分比浓度为3％-7％的甲基纤维素水溶液做粘合剂人工造粒，过40～60目筛，或喷雾造粒制成。

所述陶瓷原料是按重量百分比由下述组分组成：

实施例	Al₂O₃％	TiO₂％	SiO₂％	La₂O₃％	CeO₂％
实施例	Al₂O₃％	TiO₂％	SiO₂％	La₂O₃％	CeO₂％	1	35	59	4	2
2	55	40	2		3	1	35	59	4	2
2	55	40	2		3	3	80	14	5	1
4	68	28	2		2	3	80	14	5	1
4	68	28	2		2	5	50	45	2	3
6	35	48	12		5	5	50	45	2	3
6	35	48	12		5	7	35	14	46	5
8	39	59	1		1	7	35	14	46	5
8	39	59	1		1	9	60	34	5	1

Claims

1.一种制备带孔陶瓷的模具，其特征是在橡胶管的两端分别设置有第一橡胶塞，第二橡胶塞，所述第一橡胶塞、第二橡胶塞上分别设置有棒定位孔，棒与所述棒定位孔活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种制备带孔陶瓷的模具，其特征是所述橡胶为氯丁橡胶或异戊二烯橡胶或苯乙烯纯橡胶或氯丁二烯橡胶或乙丙橡胶或天然橡胶或聚氨基甲酸酯。

3.根据权利要求1所述的一种制备带孔陶瓷的模具，其特征是所述棒的横截面为圆型或椭圆型或正方型或长方型，所述棒的材质为变质铸铁或A3钢或低碳钢或45号钢或各种工具钢或超高碳钢或硬质合金。

4.根据权利要求1所述的一种制备带孔陶瓷的模具，其特征是所述橡胶管的内孔横截面为圆型或椭圆型或正方型或长方型。

5.根据权利要求1所述的一种制备带孔陶瓷的模具，其特征是所述棒定位孔的数量为1-10之一个。

6.制备带孔陶瓷的模具在等静压成型方法中的应用，其特征是包括下述步骤：(1)准备一个制备带孔陶瓷的模具，所述制备带孔陶瓷的模具是在橡胶管的两端分别设置有第一橡胶塞，第二橡胶塞，所述第一橡胶塞，第二橡胶塞上设置有棒定位孔，棒与所述棒定位孔活动连接；(2)将第一橡胶塞从所述橡胶管的一端打开，将陶瓷原料颗粒装入所述橡胶管内，盖上第一橡胶塞并使棒与所述第一橡胶塞上的棒定位孔活动连接；(3)将装有陶瓷原料颗粒的制备带孔陶瓷的模具置于以气体为压力传递介质的冷等静压机，在70～200MPa，保压1～10min，加压成型；或将装有陶瓷原料颗粒的制备带孔陶瓷的模具装入橡胶袋或装入塑料袋中密封，再置入以液体为压力传递介质的冷等静压机中；在70～200MPa，保压1～10min，加压成型；(4)从所述制备带孔陶瓷的模具中取出成型管，置入高温炉中按相应的烧成制度烧成。

7.根据权利要求6所述的制备带孔陶瓷的模具在等静压成型方法中的应用，其特征是所述橡胶为氯丁橡胶或异戊二烯橡胶或苯乙烯纯橡胶或氯丁二烯橡胶或乙丙橡胶或天然橡胶或聚氨基甲酸酯；所述棒的横截面为圆型或椭圆型或正方型或长方型，所述棒的材质为变质铸铁或A3钢或低碳钢或45号钢或各种工具钢或超高碳钢或硬质合金；所述橡胶管的内孔横截面为圆型或椭圆型或正方型或长方型；所述棒定位孔的数量为1-10之一个。

8.根据权利要求6所述的制备带孔陶瓷的模具在等静压成型方法中的应用，其特征是所述陶瓷原料颗粒是将陶瓷原料经人工造粒或喷雾造粒，粒径为40～60目筛筛下颗粒。