TWI262177B - Injection molding of structural zirconia-based materials by an aqueous process - Google Patents
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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)
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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
線 -17-
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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 (1)
- 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。
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