В процессе производства керамических подложек используются керамический порошок, растворители, диспергаторы, связующие, пластификаторы и, при необходимости, пеногасители и выравниватели.
● Керамический порошок
Керамический порошок составляет большую часть литейной суспензии, и его характеристики оказывают непосредственное влияние на производительность конечного продукта. Выбор керамического порошка основан на следующих принципах: (1) Строгое ограничение содержания примесей в керамическом порошке. Поскольку химический состав и свойства керамического порошка будут влиять или даже контролировать усадку и микроструктуру спеченного материала, содержание примесей в керамическом порошке должно тщательно контролироваться. (2) Строго контролируйте размер и форму частиц керамического порошка. Размер частиц и форма керамического порошка оказывают значительное влияние на накопление частиц и реологические характеристики суспензии. Чтобы уплотнить частицы порошка внутри керамического зеленого тела, размер частиц должен быть как можно меньше; однако, чем меньше размер частиц, тем больше удельная площадь поверхности и тем больше органических добавок требуется, что приводит к увеличению усадки керамического спекания и снижению плотности спеченного тела. Как правило, оптимальный диапазон размера керамических частиц составляет 1-4 мкм, удельная площадь поверхности составляет 2-5 м2 /г, а форма частиц сферическая.
● Растворитель
Основное назначение растворителя состоит в том, чтобы растворять связующие, пластификаторы и другие добавки, рассеивать частицы порошка и придавать суспензии соответствующую вязкость. Прежде чем сделать выбор растворителя, необходимо учитывать следующие соображения: (1) он способен диспергировать диспергатор, связующее и пластификатор; (2) Он способен диспергирование керамического порошка; (3) Он поддерживает химическую стабильность в суспензии, предотвращая химические реакции с порошком; (4) Он поддерживает надлежащую вязкость суспензии; (5) Он способен испаряться и выгорать при надлежащей температуре; 6) обеспечивает затвердеть заготовку без дефектов; (7) Он безопасен в использовании, загрязнение окружающей среды минимально, а стоимость скромна. Часто используются бинарные органические растворители, такие как этанол/метиловый спирт, этанол/вода и этанол/трихлорэтилен.
● Дисперсионный агент
Степень, в которой керамический порошок диспергируется в растворителе, оказывает значительное влияние на производительность зеленого тела. Из-за крошечных размеров и высокой поверхностной энергии частиц порошка, используемых в литье, частицы порошка имеют склонность к полимеризации, что делает суспензию нестабильной. В результате литейная суспензия должна включать специфическую дисперсию, которая ограничивает степень агрегации частиц и прочность агломерата. Основная роль диспергатора заключается в увлажняемости поверхности керамического порошка, уменьшении поверхностной потенциальной энергии частиц и повышении потенциального барьера между частицами, что способствует стабилизации суспензии. Эфиры фосфатов, этоксилаты, масло сельди, полиакрилевая кислота, полиметакрилевая кислота и соли аммония являются часто используемыми диспергаторами.
● Пластификаторы и связующие
Связующее используется для соединения керамических частиц и придает зеленому телу прочность. Следует отметить, что выбранное связующее должно соответствовать растворителю следующим образом: оно должно способствовать испарению растворителя и не образовывать пузырьков; он должен иметь более низкую температуру пластического перехода, чтобы при комнатной температуре не происходило конденсации; он должен быть способен стабилизировать суспензию и ингибировать образование частиц. Функция поселения. Пластификатор используется для обеспечения гибкости заготовки пленки, снижения температуры стеклования связующего и для обеспечения потока связующего при более низкой температуре. При воздействии внешней силы молекулы цепи сворастаются и растягиваются, увеличивая степень деформации. PVB / DBP и PVA / PEG являются наиболее часто используемыми комбинациями связующего и пластификатора, хотя также используются две другие комбинации пластификаторов, такие как PVB / DBP + DOP.
