陶瓷漿料是結構陶瓷、電子陶瓷與功能涂層等領域的核心中間體。無論是氧化鋁、氧化鋯等結構陶瓷,鈦酸鋇、氮化硅等電子陶瓷,還是各類功能涂層漿料,其制備環節都離不開粉體與液體的混合。漿料分散得好不好、有沒有氣泡,直接決定后續成型與燒結的質量。在眾多漿料制備難題中,團聚、沉降與氣泡是出現頻次較高的三類。
難題一:粉體團聚,坯體缺陷與燒結性能下降
原因:陶瓷粉體顆粒細小、比表面積大、表面能高,顆粒之間容易相互吸附形成團聚體。普通攪拌剪切力不足時,團聚體難以被打開,直接殘留在漿料中。
后果:團聚體進入坯體后,在成型與燒結階段留下氣孔和缺陷,收縮不均勻,導致制品致密度與機械強度下降,廢品率上升。
解決思路:采用高剪切分散配合行星式攪拌,讓粉體在漿料中獲得充分的剪切與對流作用,使團聚體逐步打開并均勻鋪開,從源頭減少團聚殘留。
難題二:高密度粉體沉降,漿料分層與成分不均
原因:氧化鋁、氧化鋯等陶瓷粉體密度高,在重力作用下持續沉降;當漿料粘度不足或存放時間偏長時,分層現象尤為明顯。
后果:上層稀薄、下層濃稠,注漿、涂布或流延時的漿料成分不一致,制品性能波動,同批次產品之間差異明顯。
解決思路:制備階段保證分散充分、體系穩定,使用前重新均化,避免直接使用存放過久的分層漿料;真空行星攪拌可在短時間內完成重新分散與均化。
難題三:高固含量氣泡,燒結空洞與強度不合格
原因:高固含量漿料粘度大,攪拌過程中氣泡難以逸出,被長時間裹在漿料內部;氣泡越小、漿料越稠,排除越困難。
后果:氣泡在燒結階段難以完全排出,冷卻后留下封閉空洞,制品強度不達標,結構件與電子件都可能因此報廢。
解決思路:在真空環境下脫泡,負壓使氣泡體積膨脹、浮力增大,上浮速度成倍提高,多數氣泡在漿料階段就被排出,減少燒結空洞的來源。
傳統方法的局限
人工研磨與過篩效率低,結果依賴個人經驗,質量波動大;球磨工藝時間長、能耗高,磨介磨損還可能引入雜質,小批量多配方的切換也不方便;高速分散機剪切能力強,但轉速一高裹氣就嚴重,氣泡問題反而加劇。三類常用方式各有短板,難以同時兼顧分散均勻、氣體排除與工藝可控。
行星離心加真空的解決邏輯
行星式運動讓漿料同時承受公轉與自轉帶來的離心力與剪切力,粉體被快速分散均勻,同時氣泡在離心作用下向中心聚集;配合真空環境,氣泡在負壓下膨脹、上浮、破裂,分散與脫泡同步完成。這一方式尤其適合小批量、多配方、換料頻繁的實驗室與中試生產,也適合對潔凈度與一致性要求較高的電子陶瓷與功能涂層場景,同時能避免球磨介質污染等附帶問題。
團聚、沉降、氣泡三大難題,歸根結底是「分散是否均勻」與「氣體是否排除」兩個問題。把漿料制備前端的攪拌與脫泡環節做扎實,坯體缺陷、燒結空洞與成分波動都會隨之減少。
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