采用热压工艺成型的粉体原料则不需加入粘结剂。若采用半自动或全自动干压成型,对粉体有特别的工艺要求,需要采用喷雾造粒法对粉体进行处理、使其呈现圆球状,以利于提高粉体流动性便于成型中自动充填模壁。70年代至80年代中期,世界许多国家如美国、日本、瑞士等国家,都对氧化物陶瓷,特别是耐磨陶瓷生产厂进行了广泛的研究和应用。此外,为减少粉料与模壁的摩擦,还需添加1~2%的润滑剂,如硬脂酸,及粘结剂PVA。
欲干压成型时需对粉体喷雾造粒,其中引入聚乙烯醇作为粘结剂。近年来 上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Al203喷雾造粒的粘结剂,在加热情况下有很好的流动性。除常压烧结外,还有热压烧结及热等静压烧结、微波烧结法、电弧等离子烧结法、自蔓延烧结技术等。喷雾造粒后的粉体必须具备流动性好、密度松散,流动角摩擦温度小于30℃。颗粒级配比理想等条件,以获得较大素坯密度。
氧化铝陶瓷的耐磨性相当于锰钢的266倍,高铬铸铁的171.5倍。其密度为3.5g/cm3,仅为钢铁的一半,可大大减轻设备负荷,在同等工况下,可至少延长设备使用寿命十倍以上。采用挤压成型或注射成型时,粉料中需引入粘结剂与可塑剂,一般为重量比在10-30%的热塑性塑胶或树脂,有机粘结剂应与氧化铝1粉体在150-200温度下均匀混合,以利于成型操作。从全球主要市场来看,日本、美国和欧洲市场的氧化铝陶瓷发展具有代表性。
氧化铝陶瓷具有机械强度高,绝缘电阻大、硬度高、耐磨、耐腐蚀及耐高温等一系列优良性能,可以制作厚膜集成电路、耐火炉管、绝缘材料、耐磨材料等器件和材料。而机械式压机施加压力大小因粉体充填多少而变化,易导致烧结后尺寸收缩产生差异,影响产品质量。中国的氧化铝陶瓷广泛应用于陶瓷、纺织、石油、化工、建筑及电子等各个行业,是目前氧化物陶瓷中用途广、产销量较大的陶瓷新材料。
耐磨陶瓷生产厂是以ZrO2为主要成分的生物惰性陶瓷,其显著特征是具有高断裂韧性、高断裂强度和低弹性模量。耐磨陶瓷生产厂具有极高的化学稳定性和热稳定性(Tm=2953K),在生理环境中呈现惰性,具有很好的生物相容性。同时,焊接耐磨陶瓷的厚度更大,普遍大于5mm,较高可达20mm,使用寿命更长,性价比更高。纯氧化锆具有三种同素异型体,在一定条件下可以发生晶型转变(相变)在承受外力作用时,其 t 相向 m 相转变的过程需吸收较高的能量,使裂纹尖1端应力松弛,增加裂纹扩散阻力而增韧,因而具有非常高的断裂韧性。