CN103707390A - 一种陶瓷弹簧成型装置与陶瓷弹簧的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种陶瓷弹簧成型装置与陶瓷弹簧的制备方法，涉及一种陶瓷弹簧。所述陶瓷弹簧成型装置设有熔融纺丝成型装置、弹簧绕制成型装置、驱动机构和支架台；所述熔融纺丝成型装置设有上密封盖、顶杆、料桶、喷丝板和下密封盖，所述弹簧绕制成型装置设有卡盘体、3个弧形卡板和卡盘驱动机构，所述卡盘驱动机构设有大锥齿轮和3个小锥齿轮，所述驱动机构设有电动机和控制器。1）获得连续聚碳硅烷细丝；2）聚碳硅烷弹簧绕制成型；3）氧化交联处理；4）高温预烧；5）取出陶瓷弹簧；6）高温终烧，得陶瓷弹簧成品。可得到缺陷较少、均匀致密、粗细可控的连续聚碳硅烷细丝，有效地解决因材料缺陷而导致的陶瓷弹簧使用可靠性下降的问题，工艺简单易行。

Description

一种陶瓷弹簧成型装置与陶瓷弹簧的制备方法
技术领域
本发明涉及一种陶瓷弹簧，尤其是涉及一种陶瓷弹簧成型装置与陶瓷弹簧的制备方法。
背景技术
弹簧作为最常用的机械基础零件之一，用以控制机件的运动、缓和冲击或震动、贮蓄能量、测量力的大小等，广泛应用于各种机械设备中。目前，制造弹簧的主要材料为优质碳素钢、合金钢、有色金属合金等，但随着科学技术的发展，众多的高新科技领域对弹簧的使用性能要求日趋苛刻，金属弹簧已无法满足新能源、国防、化工、航天航空等领域的使用要求。诸多器件设计中要求弹簧零件能够在高温、强酸、强碱以及磨损性较大的极端环境下稳定使用。普通金属弹簧的使用温度不超过200℃，特种耐热弹簧钢的使用温度也仅在500℃左右，而耐600℃以上弹簧则都要采用昂贵的镍基合金制作而成。
金属弹簧的上述局限性迫使人们寻求使用非金属材料包括高分子材料、陶瓷材料以及复合材料来制造弹簧。其中，陶瓷弹簧具有耐高温、抗腐蚀、耐磨损等其它材质的弹簧所不具备的特有性能，其耐高温能力与抗腐蚀性远远高于金属弹簧。此外，在耐磨性方面，金属材料也无法与陶瓷材料相比。然而，由于陶瓷是一种脆性材料，韧性差，过去一直无法直接制成弹簧，但随着纳米制造技术和高性能陶瓷技术的发展，一些具有较高韧性的纳米级陶瓷材料如氧化锆（ZrO2）、氮化硅（Si3N4）已开发出来，使得利用陶瓷作为原料制造陶瓷弹簧成为可能。目前，美、日等材料科学发达的国家已相继成功研制出陶瓷弹簧。
日本发条株式会社（NHK）利用高韧性陶瓷材料，上世纪末最先报道了以部分稳定氧化锆（PSZ）为基质的陶瓷弹簧，本世纪初又开发出了以Si3N4为基质的陶瓷弹簧，其最高使用温度分别达到800℃和1200℃，且在氧化及还原气氛中均可使用。作为其标志性产品，陶瓷弹簧已用于固体氧化物燃料电池发电机组中作为缓冲元件（产品在2005年爱知世博会上展出）。另外阿克罗斯公司开发了兼有高强度、高模量和轻质量特性的C/C复合材料弹簧，并正式提供产品，从常温至2000℃高温仍可维持588MPa的强度，在高温下具有优良的弹簧特性，但是由于C/C复合材料在温度超过400℃时抗氧化性能显著下降，因此C/C复合材料弹簧在高温氧化性气氛下使用会受到限制。
国内南京工业大学郭露村等（中国专利CN1472448A）发明了一种以纳米陶瓷弹簧的生产方法。以纳米级氧化锆（ZrO2）为原料配制料浆；将配制好的料浆真空脱气后注入弹簧模具中成型，固化后脱模、干燥，得到弹簧坯体；将干燥后的弹簧坯体加热并保温，进行排胶；将排胶后的坯体进行浸浆；将浸浆致密后的弹簧坯体加热并保温进行无压烧结，得到成品。但是该方法难以获得高密度坯体，同时在弹簧坯体干燥和烧结过程中体积会收缩，会使制品的形状及尺寸发生变化，从而影响到其使用性能。南京工业大学陈涵等（中国专利CN102757221A）发明了一种螺旋形陶瓷弹簧的制造方法，采用了等静压成型或等静压致密化的方法，其主要步骤如下：（1）原料配制；（2）成型；（3）素烧；（4）加工；（5）高温烧结；（6）磨边抛光：将烧结后的陶瓷弹簧上下端面磨平，对簧丝表面进行抛光，得到成品。该课题组已经制备出了直径为1.0～5.5mm、弹簧刚度为0.4～10N/mm的多种规格的螺旋形陶瓷弹簧，但这种制造方法在成型过程中容易形成缺陷（气孔、杂质、晶粒异常长大导致粉化等），同时高温烧结过程中容易发生变形，难以控制尺寸准确性，影响其使用性能。
陶瓷材料有着许多其它材料无法比拟的耐高温、抗腐蚀、耐磨损等特性。因此陶瓷弹簧被普遍认为比较有潜力能在金属弹簧无法承受的恶劣环境中正常工作。但由于其制备技术难度极大、制造工艺复杂、并且成本昂贵，陶瓷弹簧仍未能实现规模化商业应用。先驱体转化法是陶瓷材料制备领域具有哲学意义的一次变革，也是近年来占据统治地位的一种制备方法，它以有机金属聚合物为先驱体，利用其可溶可熔等特性成型后，经高温热分解处理使之从有机物变为无机陶瓷材料。自1975年日本东北大学矢岛圣使（Yajima）教授等人开创先驱体转化法制备连续碳化硅纤维技术以来，该技术以其优异的实用性和可设计性而成为当今连续纤维制备领域的研究热点。
而在微机电系统（MEMS）器件领域，美国科罗拉多大学Liew等报道了一种液态聚合物先驱体模塑成型及通过等静压热交联工艺制备SiCN陶瓷薄膜MEMS的新颖技术。液相聚合物在SU-8感光材料制成的模具中用紫外光刻蚀的方法固化为复杂形状，再经高温裂解后成为小型三维结构的陶瓷零件。美国中佛罗里达大学Liu等利用此方法成功制造出蜂窝、桨片等多种小型零件。韩国蔚山大学Chung采用液态先驱体浇注法制备出直径约2mm的齿轮，该齿轮强度为15.2N，能耐1400℃的高温苛刻环境。冯祖德等（中国专利ZL200810070533.1）中发明了一种碳化硅薄膜成型装置以及利用先驱体转化法制备出缺陷较少的碳化硅自由薄膜。目前，通过先驱体转化法已制备出了SiC、Si-O-C、Si-N-O、SiO2、Si-C-N和BN等陶瓷材料，但国内外还未见有用先驱体转化法与熔融纺丝相结合技术制造陶瓷弹簧的技术先例。因此，利用先驱体熔融纺丝法制备陶瓷弹簧，其直径可达上百微米，而长度可达几厘米，其纺丝结构具有广阔的应用前景，有望应用于微型应变传感器、可伸缩导体、超级电容器、柔性电极、集成电路、场发射源、太阳能电池、能量耗散纤维等领域。
此外，碳化硅材料具有很好的耐高温性能，工作温度可达1600～1700℃；具有良好的机械性能，杨氏弹性模量为4×104kg/mm2，抗弯强度可达500～600MPa；具有很高的耐磨性，莫氏硬度可达9.2～9.3，克氏硬度可达3000kg/mm2；具有极强的抗腐蚀性，室温下常规腐蚀剂很难对其腐蚀。因此，碳化硅材料是制造能在极端条件下工作的陶瓷弹簧的理想材料。
发明内容
本发明的目的是针对陶瓷弹簧制造过程中复杂形状坯体成型以及成型过程中材料缺陷、形状不规则等问题，提供一种陶瓷弹簧成型装置与陶瓷弹簧的制备方法。
本发明的技术方案是以聚碳硅烷为先驱体，通过熔融纺丝成型装置获得连续聚碳硅烷细丝，再通过弹簧绕制成型装置绕制成聚碳硅烷弹簧，然后经氧化交联、高温预烧、高温终烧，最后得到陶瓷弹簧。
所述一种陶瓷弹簧成型装置设有熔融纺丝成型装置、弹簧绕制成型装置、驱动机构和支架台；
所述熔融纺丝成型装置设有上密封盖、顶杆、料桶、喷丝板和下密封盖，所述弹簧绕制成型装置设有卡盘体、3个弧形卡板和卡盘驱动机构，所述卡盘驱动机构设有大锥齿轮和3个小锥齿轮，所述驱动机构设有电动机和控制器；
所述上密封盖位于顶杆顶部，上密封盖固设于料桶上，顶杆设在料桶内，喷丝板固定在料桶底部，下密封盖设于喷丝板下方，喷丝板上设有喷丝孔，使用时，固态聚碳硅烷放置于料桶中；
所述3个弧形卡板外侧分布有圆弧凹槽，用于防止绕制弹簧时弹簧滑动和形状不规则，卡盘体与电动机主轴前端相连接；3个小锥齿轮和大锥齿轮啮合，大锥齿轮的背面设有平面螺纹结构，3个弧形卡板等分安装在平面螺纹上；当用伏打扳手旋转小锥齿轮时，大锥齿轮便转动，大锥齿轮背面的平面螺纹使3个弧形卡板同时向中心靠近或退出；
所述电动机固定在支架台上，控制器外接电源。
所述喷丝孔的直径可为1mm。
所述弹簧绕制成型装置类似于三爪卡盘。
所述电动机可由固定板和固定螺丝固定在支架台上，电动机采用丝杆传动。
所述支架台可采用不锈钢支架台。
所述陶瓷弹簧的制备方法，包括以下步骤：
1）将固态聚碳硅烷放入熔融纺丝成型装置的料桶内，组装完后将盛有固态聚碳硅烷的熔融纺丝成型装置放入真空炉内，升温后并保温，再自然炉冷后取出熔融纺丝成型装置，将熔融的聚碳硅烷放入熔融纺丝机，设置好喷丝温度，然后进行喷聚碳硅烷细丝，在喷丝孔处得到连续聚碳硅烷细丝；
2）用伏打扳手旋转小锥齿轮，调整3个弧形卡板构成的圆柱的外径后，装到设置好转速的电动机上，用镊子将连续聚碳硅烷细丝拉至弹簧绕制成型装置弧形卡板的圆弧凹槽上，然后启动电动机，待聚碳硅烷细丝在圆弧凹槽上绕到所需长度后停止电动机，得到聚碳硅烷弹簧；
3）将绕有聚碳硅烷弹簧的弹簧绕制成型装置从电动机上取下放在石墨纸载样台上，再一起放入高温炉中，通入气氛，氧化交联处理后，自然炉冷；
4）将绕有经过氧化交联处理过的聚碳硅烷弹簧的弹簧绕制成型装置放在石墨纸载样台上，然后放入高温炉内，通入惰性气体保护，高温预烧，自然炉冷后取出；
5）将绕有经过高温预烧的聚碳硅烷弹簧的弹簧绕制成型装置竖直放置，卡盘体在下，3个弧型卡板朝上，固定好后用伏打扳手旋转小锥齿轮，使3个弧形卡板同时向中心靠近，使陶瓷弹簧簧丝完全脱离圆弧凹槽，然后将陶瓷弹簧从弹簧绕制成型装置上取出；
6）把经过高温预烧过的陶瓷弹簧放置在石墨纸载样台上，然后放入高温炉内，通入惰性气体保护，高温终烧，自然炉冷后取出，即得陶瓷弹簧成品。
在步骤1）中，所述升温后并保温的条件可为：用100min从室温升至200℃，再用100min从200℃升至280～300℃，保温1～3h；所述喷丝温度可为270～350℃。
在步骤2）中，所述外径可为15～35mm；所述电动机可选用深圳兴大传动元件有限公司产的型号YK42HB47-01A二相步进电机，其技术参数为：外形尺寸：42X47L（mm），电机重量：0.36kg，步距角：1.8°，额定电流：1A，额定电压：4V，额定转速：500rpm，保持转矩：0.32N.m，相电阻：3.3Ω，相电感：2.8mH，转动惯量：68g.cm2，控制器为二相步进电机配套控制器；所述长度可为30～50mm。
在步骤3）中，所述高温炉可采用1000℃快速升温管式炉，所述气氛可为空气，空气流量可为200～300ml/min；所述氧化交联处理的条件可为：以30min从室温升至100℃，再以240min或480min从100℃升至180～200℃，保温1～3h。
在步骤4）中，所述高温炉可采用1000℃箱式炉，所述惰性气体可采用氩气，氩气的流量可为200～300ml/min；所述高温预烧的条件可为：以60min从室温升至300℃，100min从300℃升至600℃，再以200min从600℃升至700～900℃，保温1～3h。
在步骤6）中，所述高温炉可采用1600℃快速升温管式炉或2000℃快速升温管式炉；所述惰性气体可采用氩气，氩气的流量可为200～300ml/min；所述高温终烧的条件可为：以100min从室温升至500℃，100min从500℃升至800℃，150min从800℃升至1100℃，再以100min从1100℃升至1200℃，保温10min；或以40℃/min从室温升至1800℃。
本发明的优点和技术效果如下：
（1）采用熔融纺丝与先驱体转化法相结合技术，可得到缺陷较少、均匀致密、粗细可控的连续聚碳硅烷细丝，有效地解决了因材料缺陷而导致的陶瓷弹簧使用可靠性下降的问题。
（2）采用类似于三爪卡盘结构的弹簧绕制成型装置制作弹簧，可得到内径可控的陶瓷弹簧，也有效地解决了陶瓷弹簧难以取出的问题。
（3）驱动机构采用二相步进电机和丝杆传动，可得到簧丝直径、弹簧长度可控的陶瓷弹簧。
（4）采用绕制成型的方法制得的陶瓷弹簧和弹簧绕制成型装置一起进行氧化交联、高温预烧，有效地解决了在高温烧结过程中陶瓷弹簧容易发生变形的问题，提高了陶瓷弹簧的尺寸精度。
（5）材料主体为聚碳硅烷，由聚二甲基硅氧烷直接裂解制得，掺杂改性聚碳硅烷可由一锅法直接合成，制备工艺与一般的陶瓷材料相比具有简单易行，可工业化生产等优点。
附图说明
图1为本发明所述陶瓷弹簧成型装置的结构组成示意图。在图1中，各部分的标记为：1是熔融纺丝成型装置，2是聚碳硅烷细丝，3是弹簧绕制成型装置，4是驱动机构，5是支架台。
图2为本发明所述熔融纺丝成型装置的结构组成示意图。在图2中，各部件的标记为：101是固定螺丝，102是固定螺丝，103是上密封盖，104是顶杆，105是料桶，106是固态聚碳硅烷，107是喷丝孔，108是喷丝板，109是下密封盖，110是固定螺丝，111是固定螺丝。
图3为本发明所述弹簧绕制成型装置的轴二测图。在图3中，各部件的标记为：31是弧形卡板，32是圆弧凹槽，34是卡盘体，36是小锥齿轮。
图4为本发明所述弹簧绕制成型装置的俯视图。在图4中，各部件的标记为：31是弧形卡板，34是卡盘体，35是大锥齿轮，36是小锥齿轮。
图5为图4的A-A剖视图。在图5中，各部件的标记为：31是弧形卡板，32是圆弧凹槽，33是平面螺纹，34是卡盘体，35是大锥齿轮。
图6为图4的B-B剖视图。在图6中，各部件的标记为：31是弧形卡板，32是圆弧凹槽，33是平面螺纹，34是卡盘体，35是大锥齿轮，36是小锥齿轮。
图7为本发明所述陶瓷弹簧成型装置的驱动机构的示意图。在图7中，各部件的标记为：41是电动机，42是导线，43是控制器，44是固定板，45是固定螺丝，46是固定螺丝。
图8为本发明实施例所制得陶瓷弹簧的弹性模量曲线图。在图8中，横坐标为应变量Length（mm），纵坐标为载荷Force（N）。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
参见图1～7，所述一种陶瓷弹簧成型装置实施例设有熔融纺丝成型装置1、弹簧绕制成型装置3、驱动机构4和支架台5。
所述熔融纺丝成型装置设有上密封盖103、顶杆104、料桶105、喷丝板108和下密封盖109，所述弹簧绕制成型装置3设有卡盘体34、3个弧形卡板31和卡盘驱动机构，所述卡盘驱动机构设有大锥齿轮35和3个小锥齿轮36，所述驱动机构设有电动机41和控制器43。
所述上密封盖103位于顶杆104顶部，上密封盖103固设于料桶105上，顶杆104设在料桶105内，喷丝板108固定在料桶105底部，下密封盖109设于喷丝板108下方，喷丝板108上设有喷丝孔107，使用时，固态聚碳硅烷106放置于料桶中；
所述3个弧形卡板31外侧分布有圆弧凹槽32，用于防止绕制弹簧时弹簧滑动和形状不规则，卡盘体34与电动机41主轴前端相连接；3个小锥齿轮36和大锥齿轮35啮合，大锥齿轮35的背面设有平面螺纹33，3个弧形卡板31等分安装在平面螺纹33上；当用伏打扳手旋转小锥齿轮36时，大锥齿轮35便转动，大锥齿轮35背面的平面螺纹33使3个弧形卡板31同时向中心靠近或退出；
所述电动机41固定在支架台5上，控制器43外接电源。
所述喷丝孔107的直径为1mm。
所述弹簧绕制成型装置3类似于三爪卡盘。
所述电动机41可由固定板和固定螺丝固定在支架台5上，电动机41采用丝杆传动。
所述支架台5采用不锈钢支架台。
在图2中，标记101、102、110和111为固定螺丝。在图7中，标记42为导线，44为固定板，45和46为固定螺丝。
实施例1
1）获得连续聚碳硅烷细丝：取固态聚碳硅烷50g，然后放入熔融纺丝成型装置料桶105内，组装完后将熔融纺丝成型装置1放入真空炉内，设置的升温程序以100min从室温升至200℃，再以100min从200升至300℃，保温3h，自然炉冷后取出熔融纺丝成型装置，立即放入小型熔融纺丝机，设置喷丝温度为280℃，然后进行喷聚碳硅烷细丝2。
2）聚碳硅烷弹簧绕制成型：用伏打扳手旋转小锥齿轮36，调整3个弧形卡板31构成的圆柱的外径为20mm，装到转速设置为20转/min的电动机41上，用镊子将连续聚碳硅烷细丝拉2至弹簧绕制成型装置弧形卡板的圆弧凹槽32上，然后启动电动机41，待聚碳硅烷细丝2在圆弧凹槽32上绕到40mm后停止电动机41，得到聚碳硅烷弹簧。
3）氧化交联处理：将绕有聚碳硅烷弹簧的弹簧绕制成型装置3从电动机41上取下，然后放在石墨纸载样台上，再放入1000℃快速升温管式炉中，通入空气，空气流量为200ml/min；设置的升温程序以30min从室温升至100℃，再以240min从100℃升至190℃，保温3h，自然炉冷后取出。
4）高温预烧：将绕有经过氧化交联处理过的聚碳硅烷弹簧的弹簧绕制成型装置3放在石墨纸载样台上，然后放入1000℃箱式炉内，通入氩气保护，氩气的流量为200ml/min；设置的升温程序以60min从室温升至300℃，100min从300℃升至600℃，再以300min从600℃升至900℃，保温3h，自然炉冷后取出。
5）取出陶瓷弹簧：将绕有经过高温预烧的聚碳硅烷弹簧的弹簧绕制成型装置3竖直放置（卡盘体34在下，3个弧型卡板31朝上），固定好后用伏打扳手慢慢地旋转小锥齿轮36，带动大锥齿轮转动35，背面的平面螺纹33使得3个弧形卡板31同时向中心靠近，使陶瓷弹簧簧丝完全脱离圆弧凹槽32，然后用镊子小心地将陶瓷弹簧从弹簧绕制成型装置3上取出。
6）高温终烧：把经过高温预烧过的陶瓷弹簧放置在石墨纸载样台上，然后放入1600℃快速升温管式炉内，通入氩气保护，氩气的流量为200ml/min；设置的升温程序以100min从室温升至500℃，100min从500℃升至800℃，150min从800℃升至1100℃，再以100min从1100℃升至1200℃，保温10min，自然炉冷后取出，即得陶瓷弹簧成品。
实施例2
1）获得连续聚铝碳硅烷细丝：取固态聚铝碳硅烷50g，然后放入熔融纺丝成型装置料桶105内，组装完后将熔融纺丝成型装置1放入真空炉内，设置的升温程序以100min从室温升至200℃，再以100min从200升至340℃，保温3h，自然炉冷后取出熔融纺丝成型装置1，立即放入小型熔融纺丝机，设置喷丝温度为320℃，然后进行喷聚铝碳硅烷细丝2。
2）聚铝碳硅烷弹簧绕制成型：用伏打扳手旋转小锥齿轮36，调整3个弧形卡板31构成的圆柱的外径为20mm，装到转速设置为20r/min的电动机41上，用镊子将连续聚铝碳硅烷细丝2拉至弹簧绕制成型装置弧形卡板的圆弧凹槽32上，然后启动电动机41，待聚铝碳硅烷细丝2在圆弧凹槽32上绕到40mm后停止电动机41，得到聚铝碳硅烷弹簧。
3）氧化交联处理：将绕有聚铝碳硅烷弹簧的弹簧绕制成型装置3从电动机41上取下，然后放在石墨纸载样台上，再放入1000℃快速升温管式炉中，通入空气，空气流量为200ml/min；设置的升温程序以30min从室温升至100℃，再以480min从100℃升至180℃，保温3h，自然炉冷后取出。
4）高温预烧：将绕有经过氧化交联处理过的聚铝碳硅烷弹簧的弹簧绕制成型装置3放在石墨纸载样台上，然后放入1000℃箱式炉内，通入氩气保护，氩气的流量为200ml/min；设置的升温程序以60min从室温升至300℃，100min从300℃升至600℃，再以300min从600℃升至900℃，保温3h，自然炉冷后取出。
5）取出陶瓷弹簧：将绕有经过高温预烧的聚铝碳硅烷弹簧的弹簧绕制成型装置3竖直放置（卡盘体34在下，3个弧型卡板31朝上），固定好后用伏打扳手慢慢地旋转小锥齿轮36，带动大锥齿轮转动35，背面的平面螺纹33使得3个弧形卡板31同时向中心靠近，使陶瓷弹簧簧丝完全脱离圆弧凹槽32，然后用镊子小心地将陶瓷弹簧从弹簧绕制成型装置3上取出。
6）高温终烧：把经过高温预烧过的陶瓷弹簧放置在石墨纸载样台上，然后放入2000℃快速升温管式炉内，通入氩气保护，氩气的流量为200ml/min；设置的升温程序以40℃/min从室温升至1600℃，不保温，自然炉冷后取出，即得陶瓷弹簧成品。
表1
Figure BDA0000443030180000081
用此装置和方法制备的陶瓷弹簧主要性能如表1所示。

Claims (10)

1.一种陶瓷弹簧成型装置，其特征在于设有熔融纺丝成型装置、弹簧绕制成型装置、驱动机构和支架台；
所述熔融纺丝成型装置设有上密封盖、顶杆、料桶、喷丝板和下密封盖，所述弹簧绕制成型装置设有卡盘体、3个弧形卡板和卡盘驱动机构，所述卡盘驱动机构设有大锥齿轮和3个小锥齿轮，所述驱动机构设有电动机和控制器；
所述上密封盖位于顶杆顶部，上密封盖固设于料桶上，顶杆设在料桶内，喷丝板固定在料桶底部，下密封盖设于喷丝板下方，喷丝板上设有喷丝孔，使用时，固态聚碳硅烷放置于料桶中；
所述3个弧形卡板外侧分布有圆弧凹槽，用于防止绕制弹簧时弹簧滑动和形状不规则，卡盘体与电动机主轴前端相连接；3个小锥齿轮和大锥齿轮啮合，大锥齿轮的背面设有平面螺纹结构，3个弧形卡板等分安装在平面螺纹上；当用伏打扳手旋转小锥齿轮时，大锥齿轮便转动，大锥齿轮背面的平面螺纹使3个弧形卡板同时向中心靠近或退出；
所述电动机固定在支架台上，控制器外接电源。
2.如权利要求1所述一种陶瓷弹簧成型装置，其特征在于所述喷丝孔的直径为1mm。
3.如权利要求1所述一种陶瓷弹簧成型装置，其特征在于所述电动机由固定板和固定螺丝固定在支架台上，电动机采用丝杆传动。
4.如权利要求1所述一种陶瓷弹簧成型装置，其特征在于所述支架台采用不锈钢支架台。
5.一种陶瓷弹簧的制备方法，其特征在于，采用如权利要求1～4中任一所述一种陶瓷弹簧成型装置，所述制备方法包括以下步骤：
1）将固态聚碳硅烷放入熔融纺丝成型装置的料桶内，组装完后将盛有固态聚碳硅烷的熔融纺丝成型装置放入真空炉内，升温后并保温，再自然炉冷后取出熔融纺丝成型装置，将熔融的聚碳硅烷放入熔融纺丝机，设置好喷丝温度，然后进行喷聚碳硅烷细丝，在喷丝孔处得到连续聚碳硅烷细丝；
2）用伏打扳手旋转小锥齿轮，调整3个弧形卡板构成的圆柱的外径后，装到设置好转速的电动机上，用镊子将连续聚碳硅烷细丝拉至弹簧绕制成型装置弧形卡板的圆弧凹槽上，然后启动电动机，待聚碳硅烷细丝在圆弧凹槽上绕到所需长度后停止电动机，得到聚碳硅烷弹簧；
3）将绕有聚碳硅烷弹簧的弹簧绕制成型装置从电动机上取下放在石墨纸载样台上，再一起放入高温炉中，通入气氛，氧化交联处理后，自然炉冷；
4）将绕有经过氧化交联处理过的聚碳硅烷弹簧的弹簧绕制成型装置放在石墨纸载样台上，然后放入高温炉内，通入惰性气体保护，高温预烧，自然炉冷后取出；
5）将绕有经过高温预烧的聚碳硅烷弹簧的弹簧绕制成型装置竖直放置，卡盘体在下，3个弧型卡板朝上，固定好后用伏打扳手旋转小锥齿轮，使3个弧形卡板同时向中心靠近，使陶瓷弹簧簧丝完全脱离圆弧凹槽，然后将陶瓷弹簧从弹簧绕制成型装置上取出；
6）把经过高温预烧过的陶瓷弹簧放置在石墨纸载样台上，然后放入高温炉内，通入惰性气体保护，高温终烧，自然炉冷后取出，即得陶瓷弹簧成品。
6.如权利要求5所述一种陶瓷弹簧的制备方法，其特征在于在步骤1）中，所述升温后并保温的条件为：用100min从室温升至200℃，再用100min从200℃升至280～300℃，保温1～3h；所述喷丝温度可为270～350℃。
7.如权利要求5所述一种陶瓷弹簧的制备方法，其特征在于在步骤2）中，所述外径为15～35mm；所述电动机可选用深圳兴大传动元件有限公司产的型号YK42HB47-01A二相步进电机，其技术参数为：外形尺寸：42X47L（mm），电机重量：0.36kg，步距角：1.8°，额定电流：1A，额定电压：4V，额定转速：500rpm，保持转矩：0.32N.m，相电阻：3.3Ω，相电感：2.8mH，转动惯量：68g.cm2，控制器为二相步进电机配套控制器；所述长度可为30～50mm。
8.如权利要求5所述一种陶瓷弹簧的制备方法，其特征在于在步骤3）中，所述高温炉采用1000℃快速升温管式炉，所述气氛可为空气，空气流量可为200～300ml/min；所述氧化交联处理的条件可为：以30min从室温升至100℃，再以240min或480min从100℃升至180～200℃，保温1～3h。
9.如权利要求5所述一种陶瓷弹簧的制备方法，其特征在于在步骤4）中，所述高温炉采用1000℃箱式炉，所述惰性气体可采用氩气，氩气的流量可为200～300ml/min；所述高温预烧的条件可为：以60min从室温升至300℃，100min从300℃升至600℃，再以200min从600℃升至700～900℃，保温1～3h。
10.如权利要求5所述一种陶瓷弹簧的制备方法，其特征在于在步骤6）中，所述高温炉采用1600℃快速升温管式炉或2000℃快速升温管式炉；所述惰性气体可采用氩气，氩气的流量可为200～300ml/min；所述高温终烧的条件可为：以100min从室温升至500℃，100min从500℃升至800℃，150min从800℃升至1100℃，再以100min从1100℃升至1200℃，保温10min；或以40℃/min从室温升至1800℃。
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