專利名稱：微型陶瓷坩堝的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種微型陶瓷坩堝的制造方法，尤指一利用粉末射出成形以制造坩堝組件的方法。
背景技術(shù)：
目前常見的坩堝制造方法中，有一種如臺(tái)灣公告號(hào)第486453號(hào)所示「超薄壁陶瓷坩堝的制造方法」，其主要為制造一石膏模為模具，然后將陶瓷粉、水及分散劑依適當(dāng)比例盛裝于容器混合后倒入石膏模的模穴內(nèi)，再使石膏模上下翻轉(zhuǎn)后，讓多余的泥漿流出，即可于模穴內(nèi)形成薄薄的一層，待干涸成形后再令石膏模翻轉(zhuǎn)回來，修整模穴口的多余陶瓷胚料后，再翻轉(zhuǎn)石膏模使其模穴朝下，而石膏模內(nèi)的坩堝胚體則因干燥后體積收縮而自動(dòng)掉落，復(fù)將坩堝胚料放入燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)即可成形。
詳觀該種制造方法尚存有不足之處，主要原因歸納如下1、由于石膏模具的使用壽命不長，常常使用到一段時(shí)間之后即無法再使用，故需時(shí)常更新模具，相對(duì)提高制造成本。
2、現(xiàn)有的制造方式主要是利用石膏模上下翻轉(zhuǎn)，讓多余的泥漿流出而于模穴內(nèi)形成薄薄的一層，待其干涸之后即可直接成形；然而，該種利用重力的方式使多余泥漿流出的方式，常因陶瓷粉、水及分散劑的混合程度而有所不同，在實(shí)務(wù)上，很難掌握每一批的混合程度均為相同，故于成形坩堝胚體時(shí)，仍存有厚度不一的缺失。
3、該種方法所成形的坩堝胚料，由于每一批所生產(chǎn)出的坩堝胚料重量常常有所不同，故于進(jìn)行熱差分析儀實(shí)驗(yàn)(DSC)時(shí)，容易因坩堝的重量無法一致而造成了實(shí)驗(yàn)上的一項(xiàng)變量，致使實(shí)驗(yàn)結(jié)果無法達(dá)到百分百的準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種可成形薄壁且重量及壁厚均為相同的一種微型陶瓷坩堝的制造方法。
其制造步驟主要如下(a)、開模利用金屬透氣材質(zhì)制作成具多模穴的公、母模具及心模，模穴內(nèi)徑與心模外徑之間距即為坩堝的壁厚大小；(b)、混煉將黏結(jié)劑及陶瓷粉末均勻混合形成陶瓷泥漿。
(c)、射出成形將陶瓷泥漿均勻射出于模具模穴與心模之間距內(nèi)，其射出量為0.5～5cc，溫度為120℃到180℃之間，而時(shí)間則控制在5至10秒，壓力則處于80到150Mpa之間；(d)、脫脂將坩堝生胚置入內(nèi)有溶劑的容器中浸泡加熱，依設(shè)定的溫度(50～60℃)到達(dá)后將黏結(jié)劑溶出，藉以進(jìn)行脫脂，使坩堝生胚內(nèi)的黏結(jié)劑得予被溶劑釋出；(e)、燒結(jié)將脫脂后的半成品放置于高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)，設(shè)定燒結(jié)溫度1600℃，燒結(jié)時(shí)間0.1～2小時(shí)，在充滿空氣爐環(huán)境下，將已脫脂完成的坩堝生胚予以燒結(jié)成形。
所述黏結(jié)劑優(yōu)選蠟或硬脂酸。
所述溶劑是酒精、丙酮庚烷或其它可溶解蠟、硬脂酸等黏結(jié)劑成份的溶液中的任一種。
所述陶瓷粉末的晶粒小于1μm。
具體實(shí)施方式實(shí)施例一(a)、開模利用金屬透氣材質(zhì)制作成具多模穴的公、母模具及心模，模穴內(nèi)徑與心模外徑之間距即為坩堝的厚度大小。
(b)、混煉將黏結(jié)劑蠟及陶瓷粉末均勻混合形成陶瓷泥漿，陶瓷粉末的粒徑小于1μm。
(c)、射出成形將陶瓷泥漿均勻射出于模具模穴與心模之間距內(nèi)，其射出量為5cc，溫度為120℃，而時(shí)間則在5秒，壓力則控制在80Mpa，如此控制條件之下，可令坩堝生胚強(qiáng)度大于10Mpa。
(d)、脫脂將坩堝生胚置入內(nèi)有溶劑酒精的容器中浸泡加熱，依設(shè)定的溫度(50℃)到達(dá)后將黏結(jié)劑溶出，藉以進(jìn)行脫脂，使坩堝生胚內(nèi)的黏結(jié)劑得予被溶劑釋出。
(e)、燒結(jié)將脫脂后的半成品放置于高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)，設(shè)定燒結(jié)溫度1600℃，燒結(jié)時(shí)間2小時(shí)，在充滿空氣爐環(huán)境下，將已脫脂完成的生胚予以燒結(jié)成形。
實(shí)施例二(a)、開模利用金屬透氣材質(zhì)制作成具多模穴的公、母模具及心模，模穴內(nèi)徑與心模外徑之間距即為坩堝的厚度大小。
(b)、混煉將黏結(jié)劑蠟及陶瓷粉末均勻混合形成陶瓷泥漿，而陶瓷粉末的粒徑小于1μm。
(c)、射出成形將陶瓷泥漿均勻射出于模具模穴與心模之間距內(nèi)，其射出量為4cc，溫度為150℃，而時(shí)間則在7秒，壓力則控制在120Mpa，如此控制條件之下，可令坩堝生胚強(qiáng)度大于10Mpa。
(d)、脫脂將坩堝生胚置入內(nèi)有溶劑灑精的容器中浸泡加熱，依設(shè)定的溫度(55℃)到達(dá)后將黏結(jié)劑溶出，藉以進(jìn)行脫脂，使坩堝生胚內(nèi)的黏結(jié)劑得予被溶劑釋出。
(e)、燒結(jié)將脫脂后的半成品放置于高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)，設(shè)定燒結(jié)溫度1600℃，燒結(jié)時(shí)間1.5～2小時(shí)，在充滿空氣爐環(huán)境下，將已脫脂完成的生胚予以燒結(jié)成形。
實(shí)施例三(a)、開模利用金屬透氣材質(zhì)制作成具多模穴的公、母模具及心模，模穴內(nèi)徑與心模外徑之間距即為坩堝的厚度大小。
(b)、混煉將黏結(jié)劑硬脂酸及陶瓷粉末均勻混合形成陶瓷泥漿，陶瓷粉末的粒徑小于1μm。
(c)、射出成形將陶瓷泥漿均勻射出于模具模穴與心模之間距內(nèi)，其射出量為2.5cc，溫度為180℃，而時(shí)間則在10秒，壓力則控制在150Mpa，如此控制條件之下，可令坩堝生胚強(qiáng)度大于10Mpa。
(d)、脫脂將坩堝生胚置入內(nèi)有溶劑丙酮的容器中浸泡加熱，依設(shè)定的溫度(60℃)到達(dá)后將黏結(jié)劑溶出，藉以進(jìn)行脫脂，使坩堝生胚內(nèi)的黏結(jié)劑得予被溶劑釋出。
(e)、燒結(jié)將脫脂后的半成品放置于高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)，設(shè)定燒結(jié)溫度1600℃，燒結(jié)時(shí)間1小時(shí)，在充滿空氣爐環(huán)境下，將已脫脂完成的生胚予以燒結(jié)成形。
經(jīng)過前述各實(shí)施例的步驟后，可得到其強(qiáng)度≥500Mpa、硬度≥1900kgf/mm2，而韌度≥6Mpa的微型坩堝，由于本發(fā)明的方法采用射出成形，其推進(jìn)的壓力一定，可使陶瓷坩堝更致密化，有助于提升其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。本發(fā)明所揭示的陶瓷坩堝制作方法，其步驟十分簡(jiǎn)便快速，一次可生產(chǎn)出多組陶瓷坩堝，可有效降低其制造成本，使其由傳統(tǒng)一個(gè)美金150元降低至一個(gè)美金3元以下，且坩堝壁厚和重量一致，不會(huì)形成實(shí)驗(yàn)的變數(shù)，可得到較為精確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明所提供的微型陶瓷坩堝的制造方法，其制造方法有助于提升坩堝的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，由于采用粉末射出成形均壓射出，可確保陶瓷坩堝壁厚一致。
權(quán)利要求
1.一種微型陶瓷坩堝的制造方法，其步驟為(a)、開模利用金屬透氣材質(zhì)制作成具多模穴的公、母模具及心模，模穴內(nèi)徑與心模外徑之間距即為坩堝的壁厚大?。?b)、混煉將黏結(jié)劑及陶瓷粉末均勻混合形成陶瓷泥漿；(c)、射出成形將陶瓷泥漿均勻射出于模具模穴與心模之間距內(nèi)，其射出量為0.5～5cc，溫度為120℃到180℃之間，而時(shí)間則控制在5至10秒，壓力則處于80到150Mpa之間；(d)、脫脂將坩堝生胚置入內(nèi)有溶劑的容器中浸泡加熱，依設(shè)定的溫度50～60℃到達(dá)后將黏結(jié)劑溶出，藉以進(jìn)行脫脂，使坩堝生胚內(nèi)的黏結(jié)劑得予被溶劑釋出；(e)、燒結(jié)將脫脂后的半成品放置于高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)，設(shè)定燒結(jié)溫度1600℃，燒結(jié)時(shí)間0.1～2小時(shí)，在充滿空氣爐環(huán)境下，將已脫脂完成的坩堝生胚予以燒結(jié)成形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型陶瓷坩堝的制造方法，其特征在于所述黏結(jié)劑優(yōu)選蠟或硬脂酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型陶瓷坩堝的制造方法，其特征在于所述溶劑是酒精、丙酮、庚烷或其它可溶解蠟、硬脂酸等黏結(jié)劑成份的溶液中的任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型陶瓷坩堝的制造方法，其特征在于所述陶瓷粉末的晶粒小于1μm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微型陶瓷坩堝的制造方法，主要是采用陶瓷粉末射出成形一薄壁且厚薄及重量均為相同的陶瓷坩堝；其制程依序?yàn)殚_模、混煉、射出成形、脫脂及燒結(jié)等步驟，藉由陶瓷粉末射出成形的推進(jìn)壓力一定，而予以成形結(jié)構(gòu)致密化的陶瓷坩堝，以利于提升其強(qiáng)度、簡(jiǎn)化制作程序及降低制造成本。
文檔編號(hào)C04B33/00GK1785628SQ20051012444
公開日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月11日
發(fā)明者詹添印, 林舜天, 李晉升, 陳建成 申請(qǐng)人:遠(yuǎn)東技術(shù)學(xué)院