流延成型法由于具有設(shè)備簡單,、可連續(xù)操作,、效率高、坯體性能均一等特點(diǎn),已成為制備大面積,、超薄陶瓷基片的重要方法,被廣泛應(yīng)用在電子工業(yè),、能源工業(yè)等領(lǐng)域,如制備Al2O3,、AlN 電路基板,BaTiO3 基多層電容器及ZrO2固體燃料電池等。此外,，引人熱議的手機(jī)陶瓷背板也可以用流延成型工藝制備,。

流延成型的主要優(yōu)點(diǎn)是適于成型大型薄板陶瓷或金屬部件。這類部件幾乎不可能或很難通過壓制或擠制成型,而通過流延成型制造各種尺寸和形狀的坯體則是十分容易的,而且可以保證坯體質(zhì)量,。據(jù)報(bào)道國際上已能成型厚度3μm的產(chǎn)品,，另有研究，在普通流延成型機(jī)上可成型厚度為12μm~3mm 的薄片,。

流延成型用到的原料主要包括陶瓷原料粉體,、溶劑、分散劑,、粘結(jié)劑,、增塑劑，必要時(shí)還需要除泡劑和勻化劑等,。

1,、陶瓷粉體

陶瓷粉體是流延成型漿料的主要部分，陶瓷粉體的性質(zhì)直接影響終產(chǎn)品的性能,。流延成型工藝需考慮陶瓷粉體的以下特征,。

a、雜質(zhì)含量,。陶瓷粉體的化學(xué)組成和特性會(huì)影響甚至能控制終燒結(jié)材料的收縮率和顯微結(jié)構(gòu),所以**嚴(yán)格控制陶瓷粉體中的雜質(zhì)含量,。

b、顆粒尺寸,。陶瓷粉體的顆粒尺寸和形貌對(duì)顆粒堆積以及漿料的流變性能會(huì)產(chǎn)生重要影響,。為了使成型的素坯膜中陶瓷粉體顆粒堆積致密，粉體的尺寸**盡可能小,。但另一方面,顆粒尺寸越小比表面積越大,漿料制備時(shí)所需的有機(jī)添加劑越多,，導(dǎo)致素坯膜的排膠困難,干燥和燒結(jié)后收縮率增加,降低終燒結(jié)陶瓷的體密度。陶瓷顆粒尺寸的范圍一般為1~4μm, 比表面積為2~5m2/g,，顆粒形貌以球形為佳,。

c、顆粒形貌,。球形的顆?？梢员ＷC較高的致密度，但有時(shí)為了使產(chǎn)品具有特別的物理性能(如介電和壓電常數(shù)),，也會(huì)選擇各非球形的顆粒,。

d、團(tuán)聚程度,。陶瓷粉料中不能有硬團(tuán)聚,，硬團(tuán)聚對(duì)顆粒堆積和材料燒結(jié)后的性能產(chǎn)生不良影響,，而軟團(tuán)聚一般在混合球磨過程中被破壞，一般對(duì)成型沒有影響,。

2,、溶劑及分散劑

流延成型是一種濕法成型工藝，需要先將陶瓷粉末制成液體漿料,，因此需要尋找合適的溶劑,。溶劑的主要作用如下：①溶解粘結(jié)劑、增塑劑等添加劑,；② 使陶瓷粉體顆粒分散均勻,；③為漿料提供合適的黏度。按漿料選用的溶劑及有機(jī)添加物不同,流延成型分為有機(jī)流延體系和水基流延體系2類,。有機(jī)流延溶劑多采用乙醇,、甲乙酮、三氯乙烯,、甲苯和二甲苯等,常用的有乙醇/甲乙酮,、乙醇/三氯乙烯、乙醇/甲苯,、甲苯/正丁醇等二元共沸溶劑,。

分散劑通過空間位阻穩(wěn)定或靜電位阻穩(wěn)定機(jī)制使陶瓷粉末在漿料中處于懸浮狀態(tài)。粉料顆粒在流延料漿中分散均一與否直接影響素坯的質(zhì)量及其燒結(jié)特性,從而影響燒結(jié)體的致密性,、氣孔率和機(jī)械強(qiáng)度等一系列特性,。分散劑的分散效果是決定流延制膜成敗的關(guān)鍵。

工藝流程簡述：首先將陶瓷粉體與分散劑加入溶劑(水或有機(jī)溶劑)中,，通過球磨或超聲波振蕩打開顆粒團(tuán)聚,，并使溶劑潤濕粉體，再加入粘結(jié)劑和增塑劑,，通過二次球磨穩(wěn)定、均一的漿料,；再將漿料在流延機(jī)上進(jìn)行成型素坯,；然后進(jìn)行干燥，使溶劑蒸發(fā),，粘結(jié)劑在陶瓷粉末之間形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),，素坯膜；接著對(duì)素坯膜進(jìn)行機(jī)加工,，所需要的特定形狀,；通過排膠和燒結(jié)處理所需要的成品。

傳統(tǒng)的流延成型工藝采用有機(jī)物溶劑流延體系,，所使用的有機(jī)溶劑(如甲苯,、二甲苯等)具有一定的毒性,，使條件惡化并造成環(huán)境污染，且成本較高,。伴隨著現(xiàn)今環(huán)保督查各種嚴(yán)格,，這種制備工藝是不得不有所進(jìn)步。此外,，由于漿料中有機(jī)物含量較高,生坯密度低,脫脂過程中坯體易變形開裂,，影響產(chǎn)品質(zhì)量。針對(duì)上述缺點(diǎn),，研究人員開始嘗試用水基溶劑流延體系替代有機(jī)溶劑體系,。使用水作溶劑可以相應(yīng)降低有機(jī)物的使用量，而且漿料粘度低,，使用合適的分散劑可大大提高漿料的固相體積分?jǐn)?shù),，有利于提高生坯密度，同時(shí)還具有不燃,、無毒,、成本低等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用前景十分看好。

三,、改進(jìn)工藝的流延成型

水基溶劑流延體系雖然能夠克服有機(jī)溶劑體系環(huán)境污染嚴(yán)重,、成本高、生坯密度低,、脫脂過程中坯體易變形開裂等缺點(diǎn),，但也存在一些急需解決的問題。如：漿料對(duì)工藝參數(shù)敏感,，難以形成致密光滑的表面,，干燥時(shí)氣泡容易開裂，生坯內(nèi)容易形成氣泡等,?；谒餮映尚凸に囁嬖诘牟蛔?研究人員也在嘗試通過其他途徑改進(jìn)流延成型工藝。在材料學(xué)科工作者的不懈努力下,，在原有流延成型方法的基礎(chǔ)上,，開發(fā)出了新的水基流延成型方法，如凝膠流延成型工藝,、紫外引發(fā)聚合成型工藝和等靜壓流延成型工藝等,。

1、凝膠流延成型工藝

凝膠流延成型利用有機(jī)物單體聚合的原理進(jìn)行流延成型,。該法是將陶瓷粉體,、分散劑和增塑劑加入有機(jī)單體和交聯(lián)劑的混合溶液中，制備出低黏度并具有高固相體積分?jǐn)?shù)(體積分?jǐn)?shù)大于50%)的濃懸浮液。然后加入引發(fā)劑和催化劑后,，控制溫度并引發(fā)單體發(fā)生聚合反應(yīng),，使懸浮體的黏度增大，從而發(fā)生原位凝固成型,，制備出具有一定強(qiáng)度并且適合機(jī)加工的坯體,。

凝膠流延成型工藝不僅顯著降低漿料中有機(jī)物的用量，而且提高固相體積分?jǐn)?shù),，提高產(chǎn)品的密度和強(qiáng)度,，更有利于資源節(jié)約型及環(huán)境友好型社會(huì)的構(gòu)建。

2,、紫外引發(fā)聚合成型工藝

針對(duì)水基流延成型工藝的缺點(diǎn),，研究人員采用利用紫外引發(fā)原位聚合機(jī)制，將紫外光敏單體,、紫外光聚合引發(fā)劑加入漿料中并引發(fā)紫外原位聚合反應(yīng),，使?jié){料原位固化成型。相對(duì)傳統(tǒng)的流延成型工藝,，紫外引發(fā)流延成型工藝只要在普通流延機(jī)加上紫外光源即可完成,，免去了容易造成材料成型失敗的干燥過程。

3,、等靜壓流延成型工藝

流延成型的漿料的固相體積分?jǐn)?shù)相對(duì)較低,，并且在干燥過程中還伴隨著溶劑的蒸發(fā)，在素坯中留下氣孔,，因此通過流延成型獲得的素坯膜一般都結(jié)構(gòu)疏松,，密度較低，很難通過流延成型直接獲得致密的素坯,。

流延成型獲得的流延膜素坯雖然不夠致密,，結(jié)構(gòu)松散，但其具有較好的延展性,，因此,，可以通過等靜壓二次成型來提高素坯的致密度。但是等靜壓流延成型設(shè)備較為昂貴,，而且會(huì)使工藝變得更加復(fù)雜,，提高成本。