“陶瓷胶态成型新工艺”荣获2004年度国家发明奖二等奖

日期 2005-05-13　来源：情况交流　作者：工程与材料科学部陈克新高瑞平苗鸿雁　【大中小】　【打印】　【关闭】

　　1994年清华大学黄勇教授课题组首先得到国家自然科学基金资助，开展陶瓷异形部件胶态成型工艺的研究，随后该研究又连续得到国家自然科学基金面上项目和重点项目的资助，并被列入国家863高技术九五研究计划和国家973重大基础研究计划。经过十多年的努力，其研究项目"陶瓷胶态成型新工艺"荣获2004年度国家发明奖二等奖。　　清华大学黄勇教授领导的课题组的研究针对结构陶瓷存在可靠性差、制造成本高，难于实现产业化的状况，提出陶瓷材料使用性能的可靠性和制造成本均与制备工艺密切相关，而成型工艺是核心工艺的论断。他们在陶瓷胶态成型的基础研究和应用研究方面取得了系列创新性成果：　　一、发明陶瓷水基胶态注射成型新工艺，提出压力诱导陶瓷浓悬浮体固化机制，创造性的实现了陶瓷非塑性浆料的注射成型，克服了由温度梯度导致的坯体固化不均匀现象。该工艺自动化程度高，成型的陶瓷产品有机物含量低、坯体均匀性好、烧结体性能优异、制造成本低。研制成功国际上第一台胶态注射成型机，并已成功用于多种高技术陶瓷产品的开发和生产。　　二、发明了异成分体系陶瓷悬浮体的快速均匀混合及可控固化成型新工艺，成功应用于多种陶瓷制品的制造及水基胶态流延快速可控固化工艺，并开发出相应的工艺装备。　　三、发明了一种普适性的制备低粘度、高固相含量陶瓷浓悬浮体新方法。在去除陶瓷粉体中的可溶性高价反离子后，通过加入有机离子型分散剂来调节比离子浓度常数，控制颗粒周围双电层的厚度，可获得低粘度高固相含量陶瓷浓悬浮体。　　四、发明无毒体系胶态成型新工艺，成功地将无毒性天然高分子应用于陶瓷原位固化胶态成型，发展了以明胶、琼脂糖为代表的物理性凝胶成型和海藻酸钠为代表的延迟反应胶态成型新工艺。　　五、发现胶态成型过程中，固化发生前即浓悬浮体仍然处于可流动状态下就存在裂纹缺陷源。发明克服悬浮体失稳过程中产生裂纹缺陷的方法，发明了控制陶瓷坯体中的内应力和消除因氧阻聚导致的坯体表面开裂的新方法。　　该项目获授权中国发明专利14项、授权实用新型专利2项。在国内外刊物、会议上发表学术论文100余篇，其中被SCI收录68篇，被EI收录47篇，被ISTP收录14篇并被同行专家广泛引用。　　目前该项目已建立了陶瓷胶态（注射）成型中试基地，研制成功具有自主知识产权的工艺装备，开发了造纸机全陶瓷脱水元件、高功率金红石陶瓷电容器、超大功率新型复合陶瓷臭氧发生器薄壁管、高性能陶瓷系列微珠等产品。