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            分享流延技術基礎知識內容

            時間:2019-01-18 10:10:37 星期五
            摘要:

              一、何為流延   流延方法便是,于粉料之中加入粘合劑、溶劑等,經球磨、過濾后進行真空脫泡并且將粘 […]

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            一、何為流延
              流延方法便是,于粉料之中加入粘合劑、溶劑等,經球磨、過濾后進行真空脫泡并且將粘度控制于一定范圍。這種有粘性的漿料于恒定的壓力之下,透過漿料刮刀和涂有有機硅的以一定速度運行的膜帶間的縫隙因而流粘于膜帶之上,經過時隔烘干、切邊,于流延機機尾將坯帶和膜帶進行分離(或是絕不分離),依次卷繞得到生坯帶的方法。接著再次進入之下一道工序,如切割、疊層、印刷、燒結等做成所需產品,因而形成的流延制備的工藝。
               流延工藝之中,最為關鍵性的是漿料的制備與流延成型工藝。

            二、流延的應用

            流延法制備陶瓷薄片的工程流程圖
               透過球磨等一系列工序除去漿料之中的有機或是無機殘渣即可得到平穩皆勻的流延漿料,把制備好的流延漿料于流延機之上流延成型,經過潮濕、裁剪、脫脂與燒結即可完成。

            三、漿料之中常見的添加劑介紹
            1.溶劑
              選擇溶劑重要考慮的因素有:(1)必需能溶解其它添加成分,如分散劑、粘結劑與塑性劑等;(2)于料漿之中具有一定的化學穩定性,絕不和粉料發生化學反應;(3)易于揮發和燒除;(4)使用安全性、醫療與對于環境污染難。
               最為常見的溶劑分為有機溶劑和水兩類。
               有機溶劑所得的料漿粘度高,溶劑揮發慢,潮濕時間長,因此流延法制膜之中使用有機溶劑比較余。常見的有乙醇、甲乙酮、三氯乙烯、甲苯、二甲苯等。但是有機溶劑有可燃與有毒的缺點。
               水作溶劑亦有成本高、使用安全性、醫療與便于全面生產等優點,其缺點是:(1)對于粉料顆粒的潮濕性能比較少、揮發快與潮濕時間長;(2)料漿除氣艱難,氣泡的存在會影響素胚膜的質量;(3)水基料漿所用粘結劑余為乳狀液,市場之上產品比較難,使粘結劑的選擇受到限制。溶劑對于粉料的潮濕性能重要和其表面張力有關,表面張力愈大,對于粉料顆粒的潮濕性能愈好。有機溶劑的表面張力比水要高得余,因此其潮濕性能高于水好?;旌先軇┑谋砻鎻埩εc介電常數等綜合性能比較單個組分要好,而且沸點高,對于分散劑、粘結劑與塑性劑的溶解性能亦比較欠佳。作為確保潮濕過程之中除此之外揮發,流延漿之中經常使用二元共計沸混合物。最為常見的有乙醇/甲乙醇、乙醇/三氯乙烯、乙醇/水與三氯乙烯/甲乙酮等。

            2.分散劑
              粉料于流延漿料之中的集中皆勻性間接影響著素胚膜的質量,進而影響材料的致密性、氣孔率與力學性能等一系列特性。流延法制膜之中常見的分散劑有非離子、陰離子、陽離子與兩性離子4 種類型。一般說來,陰離子表面活性劑重要用于顆粒表面帶正電的中性或是弱堿性料漿,因而陽離子型表面活性劑重要用于顆粒表面帶負電的中性或是弱酸性料漿。Mikeska 等,透過對于70 種商用分散劑集中效果的試驗研究表明,磷酸脂、乙氧基化合物與鮮魚油于陶瓷粉料漿液之中的集中效果最佳。其中后面2 種是陰離子型表面活劑,因而鮮魚油絕不屬于表面活性劑。

            3 .粘結劑和增塑劑
              借以和基板材料分離與拿放便于,流延膜必需具有一定的強度、韌性與延展性。作為此,于料漿中須加入粘結劑與塑性劑。選擇粘結劑應考慮的因素有:(1)素胚膜的厚度;(2)所選溶劑類型以及匹配性,有利于溶劑揮發與絕不產生氣泡;(3)應易燒除,絕不留有殘余物;(4)能起到平穩料漿與抑制顆粒沉降的作用;(5)要有比較高的塑性轉變溫度,以此確保于室溫下絕不發生凝結;(6)考慮所用基板材料的性質,要絕不相互粘結與易于分離。粘結劑按起作用的官能團類型分為非離子、陰離子與陽離子3 類。于流延工藝之中使用最為余的是陰離子和非離子型的粘結劑,重要有乙烯基和丙烯基2 類。于非水基料漿之中常見的粘結劑有PVB ,聚丙烯酸甲脂與乙基纖維素等。于水基介質之中常見的粘結劑有聚乙烯醇、丙烯酸乳劑與聚丙烯酸胺鹽等。塑性劑于料漿之中的主要作用是降低粘結劑的塑限溫度Tg,使Tg 達到室溫或是室溫下列,進而確保粘結劑于室溫時具有好的流動性與絕不發生凝結。此外,塑性劑對于粉體顆粒也起潤滑與橋聯作用,有利于料漿的集中平穩,但是加入塑性劑會使素胚膜的強度降低。最為常見的塑性劑有聚乙二醇、鄰苯二甲酸脂、乙二醇等,它們對于料漿流變性的影響作用絕不甚相近。鄰苯二甲酸脂能潤滑粉體顆粒,降低料漿粘度,因而聚乙二醛亦于粉體顆粒棟形成有機橋,能增加料漿的粘度。

            4 其它添加劑
              除此之外,于流延漿料的制備過程之中,也常常加人一些功能性的有機物添加劑,產生一些特定的漿料性質或是完美的干帶性質。

            除泡劑:重要于低分子溶液(PVA )或是高分子集中體系不易產生危害的平穩泡沫的水介質之中有用,尤其是攪拌過程之中(例如使用特定的蠟,或是使用真空攪拌)。防止泡沫產生要高于消除泡沫精確得余。常見的除泡方法是機械法加上化學法。乃于漿料之中加人除了泡劑,接著進行真空攪拌除氣。常見的除泡劑是正在丁醇、乙二醇各半的混合液。

            潤濕劑:重要是溶于液相的表面活化劑,用來減小液體表面張力(尤其是水),提高它們對于粉料與遭作用物的潤濕性。所以,表面活性劑亦遭用作分散劑。皆化劑:用于增加組分的相互溶解性(如環己酮), 由此防止潮濕時起皮。它們亦增加基片的密度與拉伸強度。
            控流劑:有時候加人少量來防止基片的表面潮濕甚慢,防止開裂。
            絮凝劑︰防止集中體系形成這么低密度沉淀的試劑。

            四、有關流延成型
            流延是一項非常光學的工藝,對流延之后的產品質量要求十分嚴苛,以下幾點可供參考:

            1.刮刀的表面光潔度
            流延刮刀通常用工具鋼制成,它的耐磨性好,使用壽命短,但是需注意保養,每次使用之后必需清洗清潔,并且防止硬物刮傷表面,使刮刀保持平滑平整。平滑平坦的刮刀是獲得厚度皆勻,表面平滑膜帶的關鍵。

            2.漿料槽液面最高點
            漿料槽液面最高點提高,漿料槽之內的壓力增大,使漿料透過刮刀間隙的流入速度增加,流延膜厚度增加,所以維持液面最高點平衡相同對于控制流延膜厚度皆勻性十分關鍵。大型的流延設備之中一般需要帶有液面傳感器,控制供漿閥門,控制液面最高點變化于最為大的幅度。
            3.漿料的均勻性
            流延用漿料必需充份分散皆勻,如果有未曾分散好的硬塊、團聚體亦未能過濾掉時膜帶之上便會產生疤痘狀缺陷,或是由于潮濕燒成收縮有所不同產生凹陷。所以必需重視漿料的制備,于使用后必需過篩去除這些硬塊與團聚體。假如漿料之中有氣泡,流延后必需進行除泡處理。

            4.流延厚度
            刮刀間隙的厚度和實際烘干成型厚度,絕不會相同,應為于烘干過程之中有溶劑等的揮發,于漿料平穩,流延其他條件如流速,潮濕溫度一定的情況之下,一般會有一個平穩的比例。通??梢酝高^流延試驗得到精確的參數。

            5.制定并且執行最佳的潮濕工藝
            流延出的漿料膜歷經潮濕便能自基板之上剝落下來。所以,制定適當的潮濕工藝是獲得低質量膜帶的關鍵因素。假如潮濕工藝制定失當,流延膜常會出現氣泡、針孔、皺紋、干裂,而且易于自基板之上脫落等缺陷。制定潮濕工藝的原則是:確保溶劑慢發揮,使膜層內溶劑的擴散速度和表面揮發速度趨于相同,防止表面提早硬化因而引起的末期開裂、起泡、皺紋等缺陷。

            五、 流延工藝的優勢
               自動化程度低,生產效率低。產品質量好,合格率低。適應生產大規?;c多元化基片。

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