TWI262177B

TWI262177B - Injection molding of structural zirconia-based materials by an aqueous process

Info

Publication number: TWI262177B
Application number: TW087115039A
Authority: TW
Inventors: Weeren Remco Van; Jeffrey Goldacker; Philip J Whalen
Original assignee: Allied Signal Inc
Priority date: 1997-09-10
Filing date: 1999-02-09
Publication date: 2006-09-21
Also published as: MY119528A; KR100588097B1; JP2003525828A; AU9380098A; AU741599B2; WO1999012864A1; CN1290239A; CA2303036A1; EP1027305A1; KR20010023855A

Description

1262177 五、發明説明（1 ) 發明智 k發明簌本發明係關於一種自粉末製成陶竞零件之方法，及置中所使用之模製組合物。更特定言之，本發明係針對模製方法與模製組合物，其係形成結構性Zr〇2基底材料之高品質全形與接近全形之複雜零件，並可妳植 ▽ 丁一可經燒成至完全密緻及高強度。 I先前技藝之描诚陶資-般係用於非常特定的應用上，例如關於硬度，耐磨，耐高溫及特定電子或電化學特性等。一般而言，陶瓷材料質脆’但是以Z r 0 2為基底之材料卻能夠展現非常高 <斷裂韌度及強度。基於此理由，該材料可廣泛地應用於多㈣割工具以及汽車應用上。以Zr〇2為基底之材料之性質’係由Zr〇2之相化學加以決^。Zr〇2會表現三種相化學，即從高溫之立方晶相，至低溫之正方晶相及單斜晶相。相圖如圖1(a)所示，此係Zr〇2在釔之存在下之相圖係；然而，鈣或鎂也可當作添加劑。氧化鍺材料有多種”類別”，每一類別各有其個別性質及特定用途。經部分安定之21<〇2(1>82)係在氧化鎂或氧化躬存在下加工，並在相當高溫（約1 6 0 〇 °C至1 9 0 0 °C )下進行馈燒。所得微結構係由5 〇至1 〇〇微米之立方晶粒及含 v 1之正方晶相沈殿物所組成。其示意微結構如圖丨（b)所 7JT 〇正方晶相多晶材料（Υ-ΤΖΡ)通常係在釔存在下，於更低 -4 1262177 A7

之溫度下（約1 3 Ο 〇。〇至1 4 5 0。广、、/、一〇 1 ^ 行烺燒，其展現更細緻々土 1·0微米之微結構。此材料展現非斷裂韌度值。此微紝構之每，余η 強度一俽、、口構足只際實例如圖1 (c)所示。之^晶相氧化锆材料係以較高“量及在較高娘燒溫度加工m料展現立方晶相顆粒之微結構至20¼未，相較於先前二種材料％及γ_τζρ),造 :非常低之強度及斷裂軔度，但是卻展現表現於氧擴散係 oxygen diffunvity))之優異電化學性質。基於此理由:這些材料經常被用於氡偵測應用上。I⑷顯示實際及不意JL万晶相氧化锆（FSZ)微結構之實例。在從通常是燒結溫度之高溫冷卻時，&〇2會經歷麻田散體轉變’從正方晶結構至單斜晶結構。此轉變會造成體積與各向異性形狀改變。在控制條件下，正方晶相係於室溫下保持著，且只有當裂紋與晶粒相交時才會轉變。隨後之轉又會對1紋訑予閉合力，於是增加材料之抗龜裂性。少 f安疋劑譬如Y2〇3之添加，可對正方晶相之安定性具有深返效果。例如，可將純釔安定化之正方多晶氧化锆（γ_τζρ) 材料燒結至高強度或斷裂韌度，依Υ2〇3濃度、晶粒大小及燒結處理（例如無壓力對HIP，ing)。在γ_τζρ材料中之細晶粒大小’會提供咼強度材料，而正方晶相之不安定性（依 Y2〇3 k度而定）則決定韌度。此種材料係揭示於

Masaki & Shingo 之 US 4,742,030、Cassidy 等人之 US 4,866,014 及

Ghoshid等人之US 5,336,282中。Y-TZP材料之一個主要缺點是其環境降解。在曝露於特別潮濕環境及尤其是在15〇_3〇〇t -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1262177 A7 B7 五、發明説明（3 之溫度體系中時，正方晶相自發性地轉變成單斜晶系，急驟地降低其強度。此行為之詳細回顧係由S· Lawson在 J· Europ· Ceram· S〇c·，第 15 卷第 485-5〇2 頁（1995)中提出，標題為氧化錯陶瓷材料之環境降解。添加氧化鋁微粒子至Υ-ΤΖΡ 中，會增加Y-TZP材料之強度與環境安定性兩者。同樣地，在尚溫下之熱處理亦會改良環境安定性。關於Zr〇2為基料之陶瓷材料之應用係為廣泛的，且包括至屬成开y工具、汽車應用、紡織品應用及消費者應用，譬如刀子、男刀、鬲爾夫球桿及其類似物。在大部份此等應用中所使用〈陶$組件，係使用粉末壓製或滑鑄成形技術製成。任何成形方法之一項目的，係為產生在未經燒成狀態中 ^有足在度與粒子充填之物件（後文稱為"生坯，，零件、成形j始、度等），其可經燒結成一種可再現地接近尺寸公差且不含缺陷之形狀。在生坯成形與燒結期間，裂紋、變形及其他缺陷，可能會由於伴隨著粒子壓緊固化程序之收縮而發生。-般明瞭此等產生缺陷之程序，係藉由產生具有週當生坯強度之均質生坯物體而被減輕。成形方法之另一項目的，係為產生具有全形之物件，免除對於下雜作譬如切削之需求，或使其減至最低，以獲得最後零件尺寸。乾屢製係涉及粉末在模中之壓實。在各種成形方法中，乾壓製特別需要以切削及金剛石研磨形式之其他下游加工處里以獲待複雜形狀、非對稱幾何形式及接近公差。在 -6-

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β ~中，係使陶毫粉末、產生粉餅，呈夢由…二：多孔模具中”脫水” 全形零件之特質，但此方法對於複：，具有產生認為相對較緩慢。、複料件《大量製造’被射出成型被認為是複雜陶㈣狀之首要成形方法。其能才疋供勝過其他成形方法之 <初優點，其万式是能夠迅速地以大I製造全形複雜零件。首先士 A \ 屬元射出成型包括將陶瓷粉、：〆:散劑及可變組成之熱塑性有機黏合劑混合之步驟。熔融態粉末/黏合劑混合物係在射出成型程序期間加熱，且被注人相對較冷模具中。於固化後，將零件以類似塑膠 v牛之方式逐出。接著’藉由高溫熱處理移除黏合劑並使零件密緻化。在此方法中，有許多重要階段，其包括與黏合劑之最初混合，混合物之注入模具中及有機基質材料之移除。最初粉末射出成型（piM)方法之主要缺點之一，係為有機媒劑之移除。目前，使用piM方法，對於微細粒子大小之檢截面範圍係為〇·5-〇·75英吋。若粒子大小超過該範圍，則黏合劑移除程序會導致缺陷、針孔、龜裂、氣泡等。黏合劑移除係藉緩慢熱處理進行，其可能花費達數週。在高溫下去黏結期間，黏合劑變成液體，其可能會造成生坯零件由於毛細力而變形。最初ΡΙΜ方法之另一個缺點是相對較高分子量有機物在整個生驻物體中分解之傾向，造成内部或外部缺陷。溶劑萃取之使用，其中一部份有機物係使用有機或超臨界液體移除，有時會使缺陷形成降至最低。溶劑萃取遭遇困難，因為其餘部份仍然需要在本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 1262177 A7 B7

五、發明説明（5 南溫下被移除。但是，溶劑萃取方法允許在整個零件中形成多孔性，其結果是有助於殘留有機物之移除。在黏合劑移除期間，若生坯密度/強度不夠高，則零件坍塌可能會產生問題，尤其是對較大粒子尺寸而言。

因此’ PIM對全形、高尺寸控制及複雜零件之大量自動操作’提供某些優點，但零件大小之限制及極長黏合劑移除時間，伴隨著其對環境之衝擊，故尚未造成此項技術用途之預期成長。篆

已有人對此最初PIM方法施行一些改良，譬如使用水系黏合劑系統。Hens等人已發展一種水可瀝濾黏合劑系統[美國專利5,332,537]。射出成型進料係以調製之粒子大小分佈（以控制流變學）、PVA基料為主之黏合劑及在各黏合劑粒子上之塗層所製成。在模製期間，此等塗層係形成賦予零件剛性之頸部。於射出成型後，有持續數小時之水去黏結。在其餘黏合劑藉UV或化學方法交聯後，零件係進行熱去黏結，其對於一個零件，譬如高爾夫球桿頭，係花費小時。其他水系黏合劑含有聚乙二醇、PVA共聚物或含c〇〇H <聚合體。BASF已發展出一種聚縮醛為基料之系統，其係在適度高溫下模製，然後使用氣態甲酸或硝酸，藉熱處理移除黏合劑。此低溫排除液相之形成，及因此排除生坏愛件由於黏性流動所致之變形。氣態觸媒不會滲透聚合體: 且分解只發生在氣體與黏合劑之界面，於是防止内陷之形成。此等改良係受限於個別黏合劑移除爐及時間之: 求條件，依零件大小而定。 -8 - 1262177 A7

八在杨末射出成型技蟄中仍然需要立即可模製之進料，其 :有正確比例之陶瓷粉末，i必要之黏合劑、液體載劑及 ^他添加齊j，呈立即可用於市購可得之射出成型機中之形發明摘述本發明係提供一種水性氧化錘為基料之模製配料，及一種將其組成材料摻配成均勻混合物與形式之方法，其可用 ^陶瓷物件藉射出成型之低成本製造。於本文中使用之，，氧化t為基f斗’一司’係意謂在燒成陶資中含有5〇_綱重量 /6氧化锆之組合物。本發明之模製配料可有利地含有一些成伤作為均勻混合物，該成份①為藉射出成型以形成零件所必須，及⑼於燒成後產生氧化錘為基料之陶瓷材料。一般而p，根據本發明係提供一種模製配料，其基本上包含陶瓷先質、氧化锆、氧化釔及氧化鋁，呈適合藉射出成型以製造物件之形式。有利的是，本發明之立即可模製氧化錯為基料之配料，係排除對於高模製壓力與特殊去黏結爐之需求。本發明之杈製配料係使用水作為液體載劑，並可在低於約pi之低機械壓力下模製。再者，模製零件係在燒結前藉水之蒸發而被乾燥，而聚合體為基料之模製系統典型之漫長且複雜之去黏結步驟係被免除。於燒成後，獲得具有完全密緻與高強度之Zr02材料。附圖簡述當參考下文本發明較佳具體實施例之詳述及伴隨之附 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

裝訂

線 1262177 A7 ---_____B7 五、發明説^) --- $ ’將更充分瞭解本發明且其他優點將變得顯而易見，其圖1U)為在釔存在下之Zr〇2相圖。圖1 ( b )為由5 0至1 〇〇微米之立方晶粒及更小正方晶相沈澱物之微結構示意圖。圖1U)為正方多結晶性材料（Y_TZP)之微結構圖。圖1 ( d )為互方晶相氧化锆（F s ζ )之實際及示意微結構。圖2為概要表不圖，描述本發明一項具體實施例之基本步驟。圖3為實例1之相結構之Xrd分析圖。圖4為實例丨之微結構之seM顯微照片。發明詳诚八根據本發明之方法，係首先將陶瓷粉末與可形成凝膠之粉末及供該可形成凝膠物質用之溶劑混合。在正常實施中，氧化锆陶瓷材料需要一種安定化添加劑，以防止此物件由於從燒結溫度冷卻時發生單斜晶系相轉移所致之猝變破襄热相敗造氧化锆陶資材料技藝者所已知之任何安定劑，均可使用於此方法中。常用安定劑包括元素γ、&、 Ca及Mg之乳化物，或譬如碳酸鹽、硝酸鹽、含氧酸鹽等之化合物，其會在高溫加工處理期間產生彼等元素之氧化物。安定劑之量可經選擇，以產生正方、立方或單斜晶系，或諸相之混合物。氧化釔為較佳安定劑。氧化鋁之存在會產生某些所要之作用，譬如在環境安定性上之改良。為達到使材料稠密化至完全密緻，及獲得高強度之目的， -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1262177

平均粒子大小應低於1微米。平均粒子大小範圍較佳為約 0.1-0.9微米，且更佳為約〇·3_〇 5微米。於本文中使用之”粒子大小’’ 一詞係意謂等效球體直徑。本發明係提供一種陶瓷模製配料，其基本上包含氧化鈐作為主相’並具有較少量之其他金屬無機化合物、水、黏合劑（選自多醣類），及少量用以改善模製進料加工性能之其他添加劑。本發明進一步提供一種從組成之陶瓷粉2、黏合劑、載劑及其他加工助劑，製造立即可模製進料之方法 S丨貝上係以組成之金屬氧化物化合物為觀點，代表柄燒成陶瓷物體之陶瓷組份，不考慮燒成後所存在之實際相。使用此慣例，則於本文中所揭示之模製配料之陶竞組伤可以式[Zr〇2 ]a [Y2 〇3 ]b [Al2 〇3 ]c表示，其中a範圍為約sops 重量％， b 範圍為約 4 至 6 重量％，及 c 範圍為約〇·45 重量 %。於本發明中，以組成之金屬氧化物為觀點，一種較佳模製配料係由&=約85.85重量％，重量％及^約从3 重量％所組成。以起始陶瓷粉末為觀點，第二種較佳模製配料之實例含有約95重量％氧化誥與5重量％氧化釔。一般而言，粉末在混合物中之量，以混合物之重量計，係在約50與約95 %之間。粉末較佳係構成混合物重量之約 75與約90%之間，且最佳係構成混合物重量之約83與約祕 %I間。此較佳與最佳量係完全可用於製造全形與接近全形之射出成型零件。此模製配料提供一種黏合劑，其提供允許流體材料在模具中定型及以自撐結構被移除之機制。於本發明中，此種 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1262177 A7 B7 五、發明説明（9 ) 角色係藉由一種衍生自被稱為類瓊脂之多醣種類之化合物來充當。類瓊脂已被定義為類似瓊脂但並未符合其所有特徵之膠質（參閱Η·Η· Selby等人，’，瓊脂”，工業膠質期刊，大學出版社，New York, NY，第二版，1973,第3章，第29頁）。但是，在本文中使用時，類瓊脂不僅指任何類似瓊脂膠質，而且指瓊脂及其衍生物，譬如瓊脂糖。採用類瓊脂，是因其在狹窄溫度範圍内顯示快速凝膠化作用，此為其可急驟地增加物件生產速率之一項因素。較佳可形成凝膠之材料為水溶性者，且包括瓊脂、瓊脂糖或角叉菜膠，而最佳可形成凝膠之材料包括瓊脂、瓊脂糖及其混合物。此可形成凝膠之材料係以〇·2重量％與約6重量％間之量存在’以混合物中之固體為基準。可在混合物中採用超過約6重量％之可形成凝膠物質。咸認較高含量對於此方法並不會有任何不利衝擊，惟此種量可開始降低藉由本發明新穎組合物所產生之一些優點。以混合物中固體之重量計，此可形成凝膠之物質最佳係包含約丨百分比與約4百分比之間。刀此模製配料亦提供一種液體載劑，以幫助模製配料沿著射出成型機之機筒輸送至模具。水為在模製配料中之最佳液體載劑’因其理想上係充當雙重目的，作為凝膠形成黏合劑 < 溶劑及混合物中固體組份之液體載劑。此外，由於水 < 低沸點，故其易在燒成之前及/或期間，自已模製零件中移除。水量係經選擇，以賦予模製配料具有必要之流變特性，以提供在射出成型機中之適當行為。適當水量係 -12- ΐ紙張尺度適财_家辟 1262177

在混合物之約10重量％與3〇重量％之間，其中以約15重量 %與20重量％間之量較佳。此模製配料亦可含有多種添加劑，其可充當任何數目之有用目的。已發現極可使用於本發明模製配料中之添加剡，包括分散劑、pH值控制劑、殺生物劑及凝膠強度增強刎（例如金屬硼酸鹽化合物，譬如硼酸鈣、硼酸鎂及硼酸鋅）。殺生物劑可用以抑制模製配料中之細菌生長，尤其是若其欲被儲存長期時間時。 έ知刀散劑與pH值控制劑之使用，可大為改善陶瓷懸浮液之流變性質與加工性能。在本情況中，已發現以聚丙晞酸酯及聚甲基丙晞酸甲酯聚合體主鏈為基礎之分散劑，可用於改良氧化鋁為基料之組合物之加工性能，分散劑在模製配料中义量為約〇·2重量％至1重量％，且較佳為〇·2重量 %至0.8重量％，以陶瓷粉末為基準。同樣地，已發現氫氧化四甲基銨可用以控制懸浮液之ρΗ值，有用阳值範圍為約 8.8至11，且較佳為9.5至10.5。本發明之模製配料係結合陶瓷粉末、液體載劑、黏合劑及加工助劑，呈立即可模製形式。以組成之化合物為觀點，一種較佳組合物為66·9〇重量％氧化锆，4重量％氧化紀，11.7重量％氧化鋁，2 5重量％瓊脂，〇 33重量％分散劑，0.53重量％氫氧化四甲基銨，〇〇2重量％殺生物劑及14 重量％水（其中分散劑係以4〇%水溶液，而ΤΜΑ係以25%水溶液添加）。本發明亦提供一種將模製配料之所有各種組份合併成均勻混合物之方法，該混合物將產生均質模製物 -13- ί紙張尺度適财S Η家標準(CNS) Α4規格(21G X 297公爱) 1262177 A7 __________B7 I、發明説明（~~Γ ~' -- 骨豆，其可經燒成而不含裂紋及其他缺陷。原料陶瓷粉末經常為高度黏聚的，故在其可被製成有用之無裂紋、變形及其他缺陷之陶瓷物件之前，需要解黏聚作用。在各種可採用方法之中，已發現球磨是合宜的，並可用於製造本文中所揭示之水系模製配料，粉末係同時在水性媒質中解黏聚與均化。關於球磨陶瓷粉末之有用濃度範圍，係為5〇重量土 85重量％，較佳範圍在65重量％與go重量％之間。陶瓷懸浮液與黏合劑之摻配，可以多種有效混合器中之任何一種達成，例如Σ混合器或行星式混合器。可將殺生物劑在此方法之摻配階段或视情況在接近球磨循環結束時，摻合至組合物中。在摻配期間，將摻合物在75t至％ °c之範圍内，且較佳係在8(rc與9(rc之間，加熱約15分鐘至120分鐘期間，且較佳係在3〇分鐘與6〇分鐘之間。模製配料必須呈用以進料至射出成型機中之適當形式。於本發明中，係使經摻配之均勻混合物冷卻至低於凝膠形成劑之膠凝點（<37°C )，並自摻合器移除。然後使用典型上用於食品加工之旋轉切刀，將其撕碎成微粒子形式。可將已撕碎之形式直接餵入射出成型機之裝料斗中。可使已撕碎之進料乾燥成特定模製固體，其係藉蒸發，藉由曝露此材料至大氣中，直到獲得所要之水含量為止。在模製配料中之有用固體含量，係在75重量％至88重量％之範圍内，且較佳係在83重量％與86重量％之間。可採用極廣範圍之模製壓力。一般而言，模製壓力係在 2〇psi與約3500psi之間。模製壓力最佳係在4〇psi至約15〇〇_ -14- 本紙張尺度適用巾_家標準(CNS) Μ規格(2, 297公爱）

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之靶圍内。模溫當然必須低於凝膠成形物質之膠凝點，以產生自撐物體。適當模溫可在將混合物供應至模具之前、期間或《後達成。it常模溫係保持在低於枕，且較佳係在約吹與約251之間。在將零件模製並冷卻至溫度低於凝膠成形物質之膠凝點後’將物體自模具移除。生坏物體典型上為足夠自撐性’在從模具移除期間，其不需要特殊處理。在從模具移除後，使零件乾燥。類似滑鑄零件之乾燥，必須小心以控制乾燥行為。依零件大小與複雜性而定，快速乾燥可能會造成裂化。在此種情況中，可使零件在受控濕度環境中乾燥。 ^ 在使零件乾燥後，將物體在高溫下燒結以產生最後產物。根據所採用之粉末狀材料調整燒結時間與溫度，以形成零件。燒結物體之高溫，較佳係為至少125〇它，且更佳範圍為1300至155(TC，及最佳範圍為135〇t：至15〇〇t。在最高溫度下之燒結時間，較佳係低於4小時，更佳為Μ小時，且最佳為1-2小時。本發明因此可用以形成氧化锆基底材料之複雜且厚之全形或接近全形物體，其具有優越強度性質及環境安定性。已發現得自一種含有20體積％氧化鋁而被稱為AS28〇之較佳模製配料之經密緻化陶瓷之物理性質，對於多種結構性應用係為優越的，如表I中所摘錄者。表I· 經射出成型之AS280氧化鋁-氧化锆性質

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1262177 A7 B7 五、發明説明（13 ) 撓曲強度 MPA (ksi) 3-點 970(140) 撓曲強度 MPA (ksi) 4-點 820(118) 硬度公斤/平方毫米 Knoop (100 克） 1518 斷裂韌度 MPa.ni172 壓痕 5.6 彈性模數 GPA(106psi) ASTM C623 239(34.7) 剪切模數 GPA(106 psi) ASTM C623 92(13.4) 泊松比 - ASTM C623 0.3 CTE 50°C 8.9 250〇C ppm/°C ASTM E 228 9.42 500°C (<9膨脹計） 9.98 750〇C 10.31 1000°C 10.5 提出下述實例係為提供對本發明之吏完全暸解。為說明本發明原理與實施所提出之特定技術、條件、材料比例及所報告之數據，係為舉例，故不應被解釋為限制本發明之範圍。實例1 稱量2314.27克HSY-3氧化錘粉末與384.74克Alcan C-901氧化銘粉末，置於1.6加侖Abbethane球磨罐中。添加10.6公斤3/8π 氧化锆介質。經由稱量889.2克去離子水、10.8克Darvan 821Α 聚丙晞酸銨（40%溶液Vanderbilt實驗室）及17.5克TMA (25重量 %溶液，Alfa無機物公司），製成混合物。將此滑劑球磨24 小時，並回收3200克及轉移至Σ混合器。在Σ混合器中攪拌期間，增量地添加72克瓊脂（S-100, Frutarom Meer公司）、 0.62克對-羥基苯甲酸甲酯（Penta Mfg.)及0.45克對·羥基苯甲酸丙酯（Penta Mfg.)。將Σ混合器加熱至190°F，為時45分鐘，然後使溫度降至170°F並再持續混合45分鐘。在使物料冷卻至 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) A7 B7 14

1262177 五、發明説明室溫後’使用食品處理器（KitchenAidKSM9〇)將其撕碎，並使用#5篩網篩濾以移除任何大的與微細的碎片。在模製之前，經由使材料之鬆散床曝露至大氣，使已撕碎之進料㈣至所要之㈣含量。固體裝填量係使用水份天平（Ohaus公司）測定。在Boy 15s與22M兩者之上模製層板。使層板在工作台上慢慢乾燥數小時，然後使其在@1〇〇t真空烘箱中乾燥。在層板乾燥後，使其密緻化@145(rc2小時。切割（軍用3型）標準3-與4-點棒塊，且個別測出彎曲強度為〇 97及〇 82 Gpa。在密緻化後，層板平均密度達到p % 5 6g/cm3。此相當於添加20重量％氧化鋁顆粒之以psz晶相結構為基底之 99 + %密緻材料。經XRD分析，證實該晶相結構係由如圖2 之正方晶相氧化锆所組成。如圖3所示s E M顯微照片證實其係由0 · 1至1 · 0微米大小之微細顆粒之微結構所組成，正如所預期的，其含有較大氧化鋁顆粒之分散物。此機械性質相當於類似之Υ - τ Ζ Ρ。實例2 按實例1製備模製進料，並用以模製多種形狀，譬如孔感測器’’。經燒成零件為圓柱形，公稱上〇·85"長度，具有 3個孔，公稱上〇1”直控，配置於縱向上。進行一個步驟，將每一個零件區分成較大直徑肩部，〇·45，，〇D X 〇·35，，長度，及較小直徑肩部，0.35”〇Dx〇5”長度。模製係在85重量％下施行然後使零件在環境條件下乾燥，及在1450°C下燒成2 小時。於燒成後，平均.密度為5·59 ± 〇〇12克/立方公分。

裝订

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其平均尺寸，對較大直徑為〇·4〇7，，土〇〇〇1，，，對較小直徑為 0.358” 土 0.001Γ ’及對長度為〇 74〇4 ± 〇〇〇2”。對此三種尺寸之平均收縮率，個別為21·6 ± 〇·2%，22 2 ± 〇·2%，及Μ 土 0.2%。 ·— 模製另一批次之零件，後文稱為，，半殼，，零件。此等零件為半圓柱形，在平坦側面上具有數個階層與凹槽。模製係在86重量％下施行，然後使零件在環境條件下乾燥，並在 1450 C下燒成2小時。於燒成後，零件之平均密度為$ 6 土〇·〇1克/儿方公分。燒成長度為公稱上〇 9，，，並具有〇 4"寬度。在84個生坯零件試樣中，平均長度為〇949 ±〇•⑼5,，且平均直徑為0.496 ± 0.003,，。於燒成後，平均收縮率對於長度與直徑個別為2U ± 0.5%與21.4 ± 0.5%。責例3 此實例代表實例1中所述模製配料製備之放大。一種滑劑係製自38.4公斤HSY-3氧化錯/氧化釔、6·24公斤氧化銘、 14.62公斤蒸餾水、〇·179公斤聚丙烯酸銨，並使用τμα調整至pH值11。在球磨後，將％公斤滑劑轉移至行星式摻合器，於其中與L24公斤瓊脂、〇_〇n公斤對-羥基苯甲酸甲酉旨及0Ό077公斤對-苯甲酸丙酯摻合（在三次個別操作中），同時攪拌並加熱。在摻合器達到終點溫度95它後，持續混合i 小時。藉撕碎使材料成為原料形式。、口 3在已以頗為十分詳細之方式描述本發明下，應明暸的 :，不必嚴格地墨守此種細節，反而是對熟諳此藝者而言’各種改變與修正均可由然心纟，其全部均落在如由文 •18- 1262177 A7 B7 五、發明説明（16 ) 後所增補之申請專利範圍所界定之本發明範圍内。 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

Claims

弟〇l7115039號專利申請案 g 中文申請專利範圍年ό月舔六、申請專利範圍 1· 種自氣化锆基底材料形成全形（net-shape)或接近全形（near net-shape)物件之射出模製組合物，該模製組合物由陶瓷粉末、分散劑、液體载劑、凝膠形成黏合劑及添加劑所組成；其中該陶瓷粉末由約1 3 ^ 9 8 %至約4 5 %八12 〇3，約5 〇 %至約8 2 . 〇 2 % Zr〇2及約4 %至約6 % Υ2〇3所構成。 2·如申請專利範圍第1項之模製組合物，其中該陶毫粉末由約 1 3 · 9 8 % 至 1 4 · 3 0 % Al2〇3，約 7 9.7 % 至約 8 2 . 〇 2 % Zr02及約4 %至約6 % Y2〇3所構成。 3·如申請專利範圍第丨項之模製組合物，其中該分散劑係以約0.2重量％至i重量％之量存在，且係以聚甲基丙缔酸曱酿聚合物主鏈為基準。