中國粉體網訊 陶瓷注射成型技術是當下一種很火的近凈成形技術，其產品尺寸精確可控，機械化程度高，易于實現大批量生產，無需或只需少量的機械加工，這些都大大降低了陶瓷的生產成本。對于尺寸精度高、形狀復雜的氧化鋁陶瓷制品，相比傳統成型工藝較高的機械加工成本，注射成型有著特殊的技術工藝優(yōu)勢。
陶瓷的注射成型工藝包括四個步驟：混料、注射成型、脫脂和燒結。脫脂工藝是通過物理或化學的方法將陶瓷坯體內的有機物排出的過程，是注射成型工藝中最關鍵的一步。脫脂過程若控制不當，會導致坯體變形、開裂、鼓泡和應力集中等一系列缺陷。
德國曾發(fā)明了一種高效率脫脂工藝——催化脫脂
德國著名的化工公司BASF，在CIM行業(yè)開發(fā)了一鳴驚人的催化脫脂技術。它的原理是利用硝酸或草酸做催化劑，把聚甲醛等有機載體大分子分解為甲醛，甲醛迅速在胚體中擴散完成脫除。催化脫脂的過程是一個固相轉化為氣相的過程，從而避免了熱脫脂過程中由于出現了液相而導致的生坯軟化，也避免了由于重力、內應力影響而產生的燒結體變形和缺陷，而其最大的優(yōu)勢在于脫脂速度是目前已知所有脫脂工藝中最高的。
這是一項多么出色的脫脂技術呢？據悉，當年BASF公司在推廣該技術時甚至將氧化鋁陶瓷注射成型后的生坯制成了可以彈跳的球體，以證明其生坯的力學強度性能。
與此同時，德國PIM行業(yè)兩大制造商阿博格（Arburg）注塑機公司和克萊默（Cremer）熱處理設備公司，攜手BASF共同成立了行業(yè)的A.B.C聯盟，在氧化鋁CIM產業(yè)中，涵蓋了從原料、注塑到連續(xù)燒結的全過程。
但是，BASF的產品已經申請了專利保護，并將這種以聚醛樹脂（POM）為粘結劑體系的一大類材料（包括多種金屬材料和陶瓷材料）命名為Catamold。因此國內企業(yè)如果想使用這種材料進行氧化鋁CIM的生產，只能花高價購買此材料或支付不菲的專利使用費用。這個技術成本遠遠超過了氧化鋁陶瓷的生產成本，甚至超過了成品價格。這給我國的科技人員和生產企業(yè)一個警示，必須發(fā)展我國獨立的創(chuàng)新技術支撐氧化鋁CIM產業(yè)的發(fā)展，并成立行業(yè)內聯盟，確保團隊作戰(zhàn)，優(yōu)勢互補，達到技術領先的目的。
其它脫脂工藝
目前的脫脂工藝除了催化脫脂這一新方法外，還有水基萃取脫脂和超臨界脫脂等新型脫脂方法，以及熱脫脂、溶劑脫脂和虹吸脫脂等傳統方法。
熱脫脂
熱脫脂是通過加熱的方式使陶瓷坯體內的有機粘結劑熔融、揮發(fā)和裂解的過程，只適合截面尺寸較小的陶瓷部件。如何確定最佳的脫脂加熱程序是熱脫脂的關鍵，常用的方法是對有機粘結劑進行熱失重測試。
溶劑脫脂
溶劑脫脂(又稱溶解萃取脫脂)是通過低分子溶劑(如丙酮、庚烷、己烷等)在坯體中擴散，接觸并溶解粘結劑，形成一種粘結劑-溶劑溶體，最后擴散至坯體表面。相比熱脫脂，溶劑脫脂效率高，所需時間大大減少，但是對設備要求較高，工藝復雜，且大多數溶劑對人體和環(huán)境有害。
虹吸脫脂
虹吸脫脂是指將成形坯體于一多孔基板上，再加熱坯體至粘結劑粘度足夠低，可以毛細流動的程度。此時粘結劑在毛細力的作用下被吸出至吸料中，虹吸脫脂速度快，但是有機載體粉末會附著在陶瓷坯體上難以清除。
水基萃取脫脂
水基萃取脫脂是在溶劑脫脂的基礎上改進而廣泛應用于陶瓷粉末注射成型中。水基萃取脫脂具備脫脂速率快，對坯體損傷小，且對人體和環(huán)境友好的特點，是脫脂體系中重要的研究方向。
超臨界脫脂
超臨界萃取脫脂是目前最先進的物理脫脂技術，利用超臨界流體對陶瓷坯體內粘結劑進行溶解和分離，具有無毒無害，效率高和成本低等優(yōu)勢當氣體(一般采用CO2)處于超臨界狀態(tài)時，具有溶解非極性分子和低分子質量有機物的性質(不溶解極性分子和高分子質量有機物)，可以將坯體中低分子質量有機物先萃取出來，再快速加熱脫除其他部分，最終達到脫脂的目的。
參考來源：
[1]趙靖等.氧化鋁陶瓷注射成型產業(yè)發(fā)展現狀與展望
[2]胡鵬程.陶瓷的注射成型技術及其研究進展
[3]宋秀香等.注射成型制備氧化鋁陶瓷
（中國粉體網編輯整理/山川）
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