[發明專利]解決陶瓷同心球燒結開裂的方法

無效

• 申請號: 201110187251.1
• 申請日: 2011-06-30
• 公開（公告）號: CN102850052A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 史祖法
• 申請（專利權）人: 史祖法
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種工藝品制造領域，特別是一種解決陶瓷同心球燒結開裂的方法。

背景技術

傳統的同心球一般是用象牙等材料制成。這種同心球制作必須用鏤空雕刻的方法一層一層向里雕刻并把每一層分離成殼狀球面，做到每一層都能活動，層數越多難度越大，材料硬度越高，脆性越大也越難加工，如陶瓷等材料用上述方法就無法加工出同心球。而陶瓷材料在其生坯時可塑性很好，利用陶瓷生坯原料的可塑性和易加工性，用從里向外逐層加工的方法就比較容易實現同心球的加工，為了避免在燒結時陶瓷材料層與層之間的粘連，層與層之間可以填充熔點高于陶瓷燒結溫度的材料作為隔離層。隔離層在陶瓷同心球的陶瓷生坯層間起填充與支撐作用，并且在燒結后可以從同心球的鏤空處取出。但要想使陶瓷同心球的制造成為可能，還需要解決這樣一個問題，即陶瓷材料生坯在高溫爐中燒結時要產生體積收縮，而隔離層材料還沒有達到熔點其體積收縮很小。這樣，在陶瓷層產生體積收縮時就要受到隔離層阻止收縮的力，這種力必然導致陶瓷層材料的開裂，使陶瓷同心球的制造功虧一簣。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對陶瓷同心球燒結時容易開裂的問題，提供一種解決陶瓷同心球燒結開裂的方法。

技術方案：針對陶瓷同心球在高溫燒結時要產生體積收縮而填充層材料體積收縮很小的情況，采取在隔離層材料中混入一定比例的在高溫時容易揮發的材料，使隔離層在高溫燒結時損失部分體積，能與陶瓷層一起產生同步的體積收縮，避免陶瓷層因材料內部產生拉應力而開裂。其方法是：隔離層材料采用氧化鋁細粉或其它耐高溫材料細粉，再混入一定比例的鋸末粉、谷物粉末等有機材料粉末及粘接劑等，這樣在升溫時這些有機材料將逐漸揮發并被氧氣燃燒掉，從而起到使隔離層也產生體積收縮的作用，調節混合比例的原則是使隔離層的收縮率等于或略大于陶瓷層的收縮率，不使陶瓷層在高溫燒結時產生拉應力。

本發明包括以下步驟：

步驟一，測試出陶瓷同心球所用陶瓷材料的燒結收縮率；

步驟二，確定隔離層材料配比，在粉末狀的氧化鋁等耐高溫材料材料細粉中混入一定比例的鋸末等有機材料粉末和粘接劑、水等，使其具有一定的可塑性，并且經高溫后的體積收縮率接近陶瓷層的收縮率；

步驟三，將配制好的隔離層材料用于陶瓷同心球的制作，作為陶瓷同心球層與層之間的填充支撐材料；

步驟四，陶瓷同心球經過高溫燒結后，配入隔離層里的鋸末等粉末和粘接劑等都被高溫揮發和燒掉，隔離層和陶瓷層產生同步體積收縮，隔離層里剩下的氧化鋁細粉等耐高溫材料變成較為松散的粉末狀；

步驟五，從高溫爐中取出燒結好的陶瓷同心球，將已燒成為松散粉末狀的隔離層材料從同心球的鏤空處取出并清理干凈，陶瓷同心球的燒結即告完成。

從上述的同心球燒結過程我們可以看出，由于在配制隔離層材料時按比例配進了在高溫下可以被揮發和燒掉的鋸末等有機物粉末材料，使高溫燒結時隔離層能和陶瓷層一起同步收縮，就可避免陶瓷層因高溫燒結時體積收縮而引起開裂。

有益效果：使用本發明所述的方法，就可以燒結出不開裂的陶瓷同心球。

附圖說明

圖1，陶瓷同心球坯體示意圖，圖中深色區1為陶瓷層，顏色較淺區域2為隔離層。可以看出陶瓷層與隔離層都是互為隔離的同心球結構。

圖2，經過高溫燒結并清除掉隔離層耐高溫材料粉末的陶瓷同心球。

具體實施方式：

如圖所述，本發明公開了一種燒結陶瓷同心球的方法，包括以下步驟：

步驟一，測定用來制作陶瓷同心球的坯料經燒結后的收縮率；

步驟二，根據測定的陶瓷坯料的燒結收縮率，試驗確定隔離層各種材料的配比，這些材料包括氧化鋁細粉等耐高溫的材料、鋸末或其它有機材料粉末、粘接劑、水或其它溶劑；

步驟三，按配比配制隔離層材料并充分混合揉制，使其成為如陶瓷生坯一樣的具有可塑性的坯料；

步驟四，將上一步驟制成的隔離層坯料用于陶瓷同心球制作：在如圖的陶瓷同心球每一層殼狀球面1完成鏤空雕刻后，即將鏤空處用隔離層坯料填充，并在陶瓷層1外面制作出一層殼狀的隔離層2。這一層隔離層2可以作為依次加工下一層陶瓷層1的支撐面，并在其表面加工出下一層陶瓷層1。經過陶瓷層1和隔離層2多次交替制作，即可加工出多層結構的陶瓷同心球坯體，這時的同心球坯體中陶瓷層1和隔離層2都是互為隔離的同心球結構；

步驟五，將陶瓷同心球坯體放入高溫爐燒結，陶瓷層經高溫燒結成瓷，隔離層經高溫后燒掉了混入的有機物而剩下耐高溫材料的松散粉末；