陶瓷成型是為了得到內(nèi)部均勻和密度高的陶瓷坯體，是陶瓷制備工藝中重要的一環(huán)，成型技術(shù)在很大程度上決定了坯體的均勻性和制備復(fù)雜形狀部件的能力，并直接影響到材料的可靠性和最終陶瓷部件的成本。

陶瓷成型方法很多，可以歸納為下圖。

圖 陶瓷成型方法

表 各種成型技術(shù)的比較

上述各種成型方法，成型原理和過(guò)程不同，因此特點(diǎn)也不同，各自均有優(yōu)缺點(diǎn)。且陶瓷的成型技術(shù)對(duì)于制品的性能具有重要影響。陶瓷成型方法的選擇，應(yīng)當(dāng)根據(jù)制品的性能要求、形狀、尺寸、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益等綜合確定。那么，今天我們就來(lái)簡(jiǎn)要介紹一下這些陶瓷的成型方法。

一、干壓成型

干壓成型又稱模壓成型，是最常用的成型方法之一，也是手機(jī)陶瓷背板主流的成型工藝之一，小米MIX系列的陶瓷后蓋都是干壓成型的。干壓成型是將經(jīng)過(guò)造粒、流動(dòng)性好，顆粒級(jí)配合適的粉料，裝入金屬模腔內(nèi)，通過(guò)壓頭施加壓力，壓頭在模腔內(nèi)位移，傳遞壓力，使模腔內(nèi)粉體顆粒重排變形而被壓實(shí)，形成具有一定強(qiáng)度和形狀的陶瓷素坯。

圖 單向和雙向加壓時(shí)壓坯密度沿高度的分布，（a）單向加壓，（b）雙向加壓

影響干壓成型的主要因素：

（1）粉體性質(zhì)：粒度、粒度分布、流動(dòng)性、含水率等；

（2）粘結(jié)劑和潤(rùn)滑劑的選擇；

（3）模具設(shè)計(jì)；

（4）壓制過(guò)程中壓制力、加壓方式、加壓速度與保壓時(shí)間.

綜上，如果坯料顆粒級(jí)配合適，結(jié)合劑使用正確，加壓方式合理，干壓法也可以得到比較理想的坯體密度。

干壓成型的優(yōu)點(diǎn)：

（1）工藝簡(jiǎn)單，操作方便，周期短，效率高，便于實(shí)行自動(dòng)化生產(chǎn)。

（2）坯體密度大，尺寸精確，收縮小，機(jī)械強(qiáng)度高，電性能好。

干壓成型的缺點(diǎn)：

（1）對(duì)大型坯體生產(chǎn)有困難，模具磨損大、加工復(fù)雜、成本高。

（2）加壓只能上下加壓，壓力分布不均勻，致密度不均勻，收縮不均勻，會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂、分層等現(xiàn)象。但隨著現(xiàn)代化成型方法的發(fā)展，達(dá)一缺點(diǎn)逐漸為等靜壓成型所克服。

應(yīng)用：特別適宜于各種截面厚度較小的陶瓷制品制備，如陶瓷密封環(huán)、閥門用陶瓷閥芯、陶瓷襯板、陶瓷內(nèi)襯等。

圖 小米MIX2全陶瓷尊享版，圖片來(lái)自官網(wǎng)

二、流延成型

流延成型（tepe-casting）又稱為刮刀成型。它的基本原理是將具有合適黏度和良好分散性的陶瓷漿料從流延機(jī)漿料槽刀口處流至基帶上，通過(guò)基帶與刮刀的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使?jié){料鋪展，在表面張力的作用下形成具有光滑上表面的坯膜，坯膜的厚度主要由刮刀與基帶之間間隙來(lái)調(diào)控。坯膜隨基帶進(jìn)入烘干室，溶劑蒸發(fā)有機(jī)黏結(jié)劑在陶瓷顆粒間形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成具有一定強(qiáng)度和柔韌性的坯片，干燥的坯片與基帶剝離后卷軸待用。然后可安所需形狀切割，沖片或打孔，最后經(jīng)過(guò)燒結(jié)得到成品。

流延成型工藝可以分為非水基流延成型、水基流延成型、凝膠流延成型等。

流延成型制備陶瓷基片工藝包括漿料制備、流延成型、干燥、脫脂、燒結(jié)等工序，其中最關(guān)鍵的是漿料的制備和流延工藝的控制。

圖 流延成型法制備陶瓷基片的工藝流程圖

圖 模坯加工過(guò)程

優(yōu)點(diǎn)：流延成型可制備出幾個(gè)微米至1000μm平整光滑的陶瓷薄片材料，且設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝穩(wěn)定，可連續(xù)操作，便于自動(dòng)化，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品性能一致，因此是當(dāng)今制備單層或多層薄片材料最重要和最有效的工藝。

缺點(diǎn)：粘結(jié)劑含量高，因而收縮率可達(dá)20％～21％。

應(yīng)用：獨(dú)石電容器瓷片、厚膜和薄膜電路用Al2O3基片、壓電陶瓷膜片、結(jié)構(gòu)陶瓷薄片、電容器、熱敏電阻、鐵氧體和壓電陶瓷坯體，混合集成電路基片等。

圖 小米6 陶瓷蓋板，圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

三、注射成型

陶瓷注射成型（ceramic injection molding，CIM），是將聚合物注射成型方法與陶瓷制備工藝相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的一種制備陶瓷零部件的新工藝。

陶瓷注射成型的制造過(guò)程主要包括四個(gè)環(huán)節(jié)：

（1）注射喂料的制備：將合適的有機(jī)載體與陶瓷粉末在一定溫度下混煉、干燥、造粒，得到注射用喂料；

（2）注射成型：混煉后的注射混合料于注射成型機(jī)內(nèi)被加熱轉(zhuǎn)變?yōu)檎吵硇匀垠w，在一定的溫度和壓力下高速注入金屬模具內(nèi)，冷卻固化為所需形狀的坯體，然后脫模；

（3）脫脂：通過(guò)加熱或其它物理化學(xué)方法，將注射成型坯體內(nèi)的有機(jī)物排除；

（4）燒結(jié)：將脫脂后的陶瓷素坯在高溫下致密化燒結(jié)，獲得所需外觀形狀、尺寸精度和顯微結(jié)構(gòu)的致密陶瓷部件。

圖 注射成型流程圖

注射成型的優(yōu)點(diǎn)：

(1) 可近凈成型直接各種幾何形狀復(fù)雜及有特殊要求的小型陶瓷零部件，使燒結(jié)后的陶瓷產(chǎn)品無(wú)需進(jìn)行機(jī)加工或少加工，從而減少昂貴的陶瓷加工成本。

(2) 機(jī)械化和自動(dòng)化程度高，成形周期短，僅為澆注、熱壓成形時(shí)間的幾十分之一至幾百分之一，坯件的強(qiáng)度高，可自動(dòng)化生產(chǎn)，生產(chǎn)過(guò)程中的管理和控制也很方便，適宜大批量生產(chǎn)。

(3) 由于粘結(jié)劑有較好的流動(dòng)性，注射成形坯件的致密度相當(dāng)均勻。

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