本發(fā)明涉及一種超薄透明陶瓷流延素坯的燒結(jié)防變形方法，屬于薄片陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

透明陶瓷的制備包括陶瓷素坯成型和燒結(jié)兩大工藝步驟。陶瓷素坯成型工藝對(duì)陶瓷成品的透明性較大影響，成型壓力大，素坯密度高有利于燒結(jié)致密，當(dāng)然設(shè)備要求高。目前，比較普遍應(yīng)用的成型工藝有：干壓、注漿成型、等靜壓成型及流延成型等，干壓成型具有工藝簡(jiǎn)單、操作方便、周期短，但效益低、模具磨損大、加工復(fù)雜、成本高、加壓時(shí)壓力分布不均勻?qū)е旅芏炔痪鶆?，以致產(chǎn)生開(kāi)裂、分層等現(xiàn)象。注漿成型可制備形狀復(fù)雜的坯體，但后期排膠周期長(zhǎng)復(fù)雜；等靜壓成型壓力作用效果好；坯體密度高，但不能生產(chǎn)形狀復(fù)雜的坯體。

由于超薄片透明陶瓷的面厚比很大，以上幾種成型工藝不適合制備超薄陶瓷坯體，而流延成型是將漿料流在模帶上干燥，厚度可以通過(guò)刮刀控制，可以制備出超薄陶瓷坯體，此外設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝穩(wěn)定，成型可控，生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。

然而，在制備好陶瓷生坯后，燒結(jié)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的收縮變形等問(wèn)題。盡管素坯密度已經(jīng)比較均一，但超薄素坯防止在平板上燒結(jié)時(shí)，其收縮過(guò)程中會(huì)與平板接觸面不可避免的產(chǎn)生摩擦力，伴隨著收縮過(guò)程，燒成后的陶瓷表面會(huì)有波紋式的“拱起”。雖然可以通過(guò)調(diào)控升溫速率和升溫制度等方式來(lái)控制，但無(wú)法完全解決變形問(wèn)題。普遍經(jīng)驗(yàn)采用的上壓重物的方式也會(huì)阻礙陶瓷的自由收縮過(guò)程，影響致密化。為了解決這一問(wèn)題，專(zhuān)利CN 202885562U設(shè)計(jì)了一種大尺寸薄片陶瓷的承燒板，這種承燒板可以使陶瓷薄片受熱均勻來(lái)達(dá)到收縮均勻的目的，另外再配置一平整壓塊來(lái)燒制平整的陶瓷。專(zhuān)利CN 101219898A采用鋪設(shè)耐火球的方法來(lái)解決陶瓷變形的問(wèn)題。但以上防變形方式不適合薄片透明陶瓷，因?yàn)樘沾珊鼙?，易破碎，造成成品率低，成本增加?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有燒結(jié)過(guò)程中薄片陶瓷素坯變形的問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種超薄透明陶瓷流延素坯的燒結(jié)防變形方法，其特征在于，采用流延成型法制備得到的超薄透明陶瓷素坯經(jīng)排膠后，在真空燒結(jié)獲得致密化的過(guò)程中，將超薄透明陶瓷素坯以“三明治”形式固定于防變形裝置的兩光滑平鎢板間；

所述防變形裝置包括兩塊同尺寸的光滑平鎢板，所述光滑平鎢板四個(gè)邊角的通孔內(nèi)上下貫穿有串聯(lián)螺桿，所述串聯(lián)螺桿兩端套有固定螺母，所述固定螺母與光滑平鎢板表面之間設(shè)有鎢彈簧；所述防變形裝置置于真空爐腔內(nèi)且與水平面呈30°～90°夾角。

進(jìn)一步，所述兩光滑平鎢板間距與超薄透明陶瓷素坯厚度相同為1～3mm，所述光滑平鎢板尺寸為超薄透明陶瓷素坯尺寸的1.2～2.0倍。

進(jìn)一步，所述超薄透明陶瓷素坯經(jīng)預(yù)燒排膠后的面積為(50～300)mm×(50～300)mm，厚度為50μm～2mm。

進(jìn)一步，所述串聯(lián)螺桿與超薄透明陶瓷素坯邊緣保持1～5cm。

以此來(lái)控制燒結(jié)過(guò)程中因坯體收縮不一致產(chǎn)生的面型畸變，保證平整度。

本發(fā)明的有益效果為：

1.本發(fā)明提供了一種制備超薄透明陶瓷的方法，對(duì)設(shè)備要求低、成本低、效率高、厚度可控?？蛇m合規(guī)模化大批量生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量統(tǒng)一度。這種制備方法非常適合制備薄片透明陶瓷。

2.防變形裝置可以有效解決陶瓷燒結(jié)過(guò)程中變形的問(wèn)題。防變形裝置在陶瓷素坯燒結(jié)收縮過(guò)程中，在彈簧的作用下實(shí)時(shí)收縮，持續(xù)使光滑平鎢板與陶瓷坯體保持緊密接觸。與此同時(shí)，防變形裝置具有一定的傾斜度，陶瓷在燒結(jié)的過(guò)程中可以在重力下自由釋放應(yīng)力，可以有效的解決保持變形的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為防變形裝置側(cè)視圖；

圖2為防變形裝置俯視圖。

其中：1、光滑平鎢板；2、串聯(lián)螺桿；3、鎢彈簧；4、固定螺母；5、真空爐腔；6、超薄透明陶瓷素坯。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1及圖2所示，一種超薄透明陶瓷流延素坯的燒結(jié)防變形方法，其特征在于，采用流延成型法制備得到的超薄透明陶瓷素坯6，經(jīng)排膠后，在真空燒結(jié)獲得致密化的過(guò)程中，將超薄透明陶瓷素坯6以“三明治”形式固定于防變形裝置的兩光滑平鎢板1間；所述防變形裝置包括兩塊同尺寸的光滑平鎢板1，所述光滑平鎢板1四個(gè)邊角的通孔內(nèi)上下貫穿有串聯(lián)螺桿2，所述串聯(lián)螺桿2兩端套有固定螺母4，所述固定螺母4與光滑平鎢板1表面之間設(shè)有鎢彈簧3。通過(guò)同步鎖緊固定螺母4，使兩塊光滑平鎢板1間距與超薄透明陶瓷素坯6厚度一致；所述防變形裝置與水平面呈30°～90°夾角，陶瓷在燒結(jié)的過(guò)程中可以在重力下自由釋放應(yīng)力，可以有效的解決保持變形的問(wèn)題。

實(shí)施例一：YAG超薄透明陶瓷

將YAG漿料(n(Y₂O₃)/n(Al₂O₃)＝3:5)流延，排膠后的坯體面積為50mm×300mm，厚度為1mm。將排膠后的超薄透明陶瓷素坯6放置在防變形裝置，且與防變形裝置上的串聯(lián)螺桿2邊緣保持3cm，光滑平鎢板1尺寸為超薄透明陶瓷素坯6尺寸的1.5倍，厚度為2mm。防變形裝置與水平面呈60°。在1850℃下真空燒結(jié)24h，在1200℃下退火8h，得到光滑平整的超薄透明陶瓷薄片。

實(shí)施例二：Y₂O₃超薄透明陶瓷

將Y₂O₃漿料流延，排膠后的坯體面積為100mm×200mm，厚度為50μm。將排膠后的超薄透明陶瓷素坯6放置在防變形裝置，且與防變形裝置上的串聯(lián)螺桿2邊緣保持1cm，光滑平鎢板1尺寸為超薄透明陶瓷素坯6尺寸的1.2倍，厚度為1mm。防變形裝置與水平面呈30°。經(jīng)1500℃空氣預(yù)燒結(jié)8h再在1700℃熱等靜壓燒結(jié)12h，在1200℃下退火8h，得到光滑平整的超薄透明陶瓷薄片。

實(shí)施例3三：AlN超薄透明陶瓷

將AlN漿料流延，排膠后的坯體面積為300mm×200mm，厚度為2mm。將排膠后的超薄透明陶瓷素坯6放置在防變形裝置，且與防變形裝置上的串聯(lián)螺桿2邊緣保持5cm，光滑平鎢板1尺寸為超薄透明陶瓷素坯6尺寸的2倍，厚度為3mm。防變形裝置與水平面呈90°。在1700℃下真空燒結(jié)12h、在1400℃下退火12h，再經(jīng)拋光得到光滑平整的透明陶瓷薄片。