解决陶瓷同心球烧结开裂的方法

1.一种陶瓷同心球烧结方法，用于解决陶瓷同心球烧结开裂，其步骤如下：
步骤一，测试出陶瓷同心球所用陶瓷材料的烧结收缩率；
步骤二，确定隔离层材料配比，在粉末状的氧化铝细粉中混入一定比例的有机物粉末锯末，再加入粘接剂和水，使其具有一定的可塑性；
步骤三，将配制好的隔离层材料用于陶瓷同心球的制作，作为陶瓷同心球层与层之间的填充支撑材料；
步骤四，陶瓷同心球经过高温烧结后，配入隔离层里的有机物粉末锯末和粘接剂都被高温挥发和烧掉，隔离层和陶瓷层产生同步体积收缩，隔离层里剩下的耐高温氧化铝细粉变成较为松散的粉末状；
步骤五，从高温炉中取出烧结好的陶瓷同心球，将已烧成为松散粉末状的隔离层材料从同心球的镂空处取出并清理干净，陶瓷同心球的烧结即告完成。

解决陶瓷同心球烧结开裂的方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种工艺品制造领域，特别是一种解决陶瓷同心球烧结开裂的方法。\n背景技术\n[0002] 传统的同心球一般是用象牙等材料制成。这种同心球制作必须用镂空雕刻的方法一层一层向里雕刻并把每一层分离成壳状球面，做到每一层都能活动，层数越多难度越大，材料硬度越高，脆性越大也越难加工，如陶瓷等材料用上述方法就无法加工出同心球。而陶瓷材料在其生坯时可塑性很好，利用陶瓷生坯原料的可塑性和易加工性，用从里向外逐层加工的方法就比较容易实现同心球的加工，为了避免在烧结时陶瓷材料层与层之间的粘连，层与层之间可以填充熔点高于陶瓷烧结温度的材料作为隔离层。隔离层在陶瓷同心球的陶瓷生坯层间起填充与支撑作用，并且在烧结后可以从同心球的镂空处取出。但要想使陶瓷同心球的制造成为可能，还需要解决这样一个问题，即陶瓷材料生坯在高温炉中烧结时要产生体积收缩，而隔离层材料还没有达到熔点其体积收缩很小。这样，在陶瓷层产生体积收缩时就要受到隔离层阻止收缩的力，这种力必然导致陶瓷层材料的开裂，使陶瓷同心球的制造功亏一篑。\n发明内容\n[0003] 发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对陶瓷同心球烧结时容易开裂的问题，提供一种解决陶瓷同心球烧结开裂的方法。\n[0004] 技术方案：针对陶瓷同心球在高温烧结时要产生体积收缩而填充层材料体积收缩很小的情况，采取在隔离层材料中混入一定比例的在高温时容易挥发的材料，使隔离层在高温烧结时损失部分体积，能与陶瓷层一起产生同步的体积收缩，避免陶瓷层因材料内部产生拉应力而开裂。其方法是：隔离层材料采用氧化铝细粉或其它耐高温材料细粉，再混入一定比例的锯末粉、谷物粉末等有机材料粉末及粘接剂等，这样在升温时这些有机材料将逐渐挥发并被氧气燃烧掉，从而起到使隔离层也产生体积收缩的作用，调节混合比例的原则是使隔离层的收缩率等于或略大于陶瓷层的收缩率，不使陶瓷层在高温烧结时产生拉应力。\n[0005] 本发明包括以下步骤：\n[0006] 步骤一，测试出陶瓷同心球所用陶瓷材料的烧结收缩率；\n[0007] 步骤二，确定隔离层材料配比，在粉末状的氧化铝等耐高温材料材料细粉中混入一定比例的锯末等有机材料粉末和粘接剂、水等，使其具有一定的可塑性，并且经高温后的体积收缩率接近陶瓷层的收缩率；\n[0008] 步骤三，将配制好的隔离层材料用于陶瓷同心球的制作，作为陶瓷同心球层与层之间的填充支撑材料；\n[0009] 步骤四，陶瓷同心球经过高温烧结后，配入隔离层里的锯末等粉末和粘接剂等都被高温挥发和烧掉，隔离层和陶瓷层产生同步体积收缩，隔离层里剩下的氧化铝细粉等耐高温材料变成较为松散的粉末状；\n[0010] 步骤五，从高温炉中取出烧结好的陶瓷同心球，将已烧成为松散粉末状的隔离层材料从同心球的镂空处取出并清理干净，陶瓷同心球的烧结即告完成。\n[0011] 从上述的同心球烧结过程我们可以看出，由于在配制隔离层材料时按比例配进了在高温下可以被挥发和烧掉的锯末等有机物粉末材料，使高温烧结时隔离层能和陶瓷层一起同步收缩，就可避免陶瓷层因高温烧结时体积收缩而引起开裂。\n[0012] 有益效果：使用本发明所述的方法，就可以烧结出不开裂的陶瓷同心球。\n附图说明\n[0013] 图1，陶瓷同心球坯体示意图，图中深色区1为陶瓷层，颜色较浅区域2为隔离层。\n可以看出陶瓷层与隔离层都是互为隔离的同心球结构。\n[0014] 图2，经过高温烧结并清除掉隔离层耐高温材料粉末的陶瓷同心球。\n具体实施方式：\n[0015] 如图所述，本发明公开了一种烧结陶瓷同心球的方法，包括以下步骤：\n[0016] 步骤一，测定用来制作陶瓷同心球的坯料经烧结后的收缩率；\n[0017] 步骤二，根据测定的陶瓷坯料的烧结收缩率，试验确定隔离层各种材料的配比，这些材料包括氧化铝细粉等耐高温的材料、锯末或其它有机材料粉末、粘接剂、水或其它溶剂；\n[0018] 步骤三，按配比配制隔离层材料并充分混合揉制，使其成为如陶瓷生坯一样的具有可塑性的坯料；\n[0019] 步骤四，将上一步骤制成的隔离层坯料用于陶瓷同心球制作：在如图的陶瓷同心球每一层壳状球面1完成镂空雕刻后，即将镂空处用隔离层坯料填充，并在陶瓷层1外面制作出一层壳状的隔离层2。这一层隔离层2可以作为依次加工下一层陶瓷层1的支撑面，并在其表面加工出下一层陶瓷层1。经过陶瓷层1和隔离层2多次交替制作，即可加工出多层结构的陶瓷同心球坯体，这时的同心球坯体中陶瓷层1和隔离层2都是互为隔离的同心球结构；\n[0020] 步骤五，将陶瓷同心球坯体放入高温炉烧结，陶瓷层经高温烧结成瓷，隔离层经高温后烧掉了混入的有机物而剩下耐高温材料的松散粉末；\n[0021] 步骤六，从高温炉中取出陶瓷同心球，通过镂空处清理干净隔离层剩余的耐高温材料粉末，即得到了各层陶瓷都可以自如活动的陶瓷同心球。至此陶瓷同心球的烧结即告完成。\n[0022] 本发明提供了一种在隔离层混入可高温烧掉的物质，使隔离层和陶瓷层能同步收缩以避免陶瓷同心球开裂的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方案，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。