專利名稱：半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼的制造方法及成型設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于先進(jìn)陶瓷材料制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼的壓力注漿成型工藝，這種新工藝特別適用于制造一體化半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼材料，此外，本發(fā)明還涉及適用于這種新工藝的專用成型設(shè)備。
背景技術(shù)：
陶瓷金屬鹵化物燈是一種高效節(jié)能光源，其光效可達(dá)到9(Tl001m/W，顯色指數(shù)85、5，使用壽命1500(T20000h，色溫260(T4000k。早期的陶瓷金屬鹵化物燈所使用的泡殼材料是采用多個陶瓷塊體組合制成，如圓柱形陶瓷泡殼就采用三件陶瓷部件(中間一個圓柱形體及其兩端帶有毛細(xì)尾管的塞頭)。陶瓷燈泡泡殼外形結(jié)構(gòu)影響著金屬鹵化物燈的使用性能。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，陶瓷金屬鹵化物燈泡泡殼多為半透明氧化鋁陶瓷材料，其外形結(jié)構(gòu)包括一個中空的殼體和兩個帶有毛細(xì)孔道的尾管，這種橄欖形陶瓷燈泡不但可避免陶瓷金屬鹵化物燈冷端的出現(xiàn)，而且提高了陶瓷泡殼壁的有效光負(fù)載，提高了燈具的使用性能。然而，在傳統(tǒng)的制備工藝中，如公開號為CN1282716的中國專利當(dāng)中公開的干壓成型技術(shù)，難以制備這種復(fù)雜外形結(jié)構(gòu)的陶瓷泡殼。陶瓷燈泡泡殼材料的一體化制備技術(shù)目前有專利CN200910042136. 8、CN200910044200. 6報道，它們均采用陶瓷注射成型技術(shù)。這兩個專利的共同特點是采用水溶性有機物制作芯模，然后在有機物芯模表面注射陶瓷漿料，固化后的陶瓷毛坯采用水溶出被生坯包裹的芯模，得到陶瓷生坯。這種陶瓷注射成型技術(shù)制備一體化陶瓷燈泡泡殼材料工藝過程較復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，并且存在泡殼材料透明度差等問題。因此，為了簡化工藝、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，開發(fā)一種先進(jìn)的一體化半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼制造新技術(shù)勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是開發(fā)一種透明度高、成型效率高的一體化半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼的制造方法，本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于上述一體化半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼成型的專用設(shè)備。為了實現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明提供的半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼的制造方法，依次按如下工藝步驟
(1)將水溶性高分子聚合物和高純氧化鋁粉按重量比f5 :100進(jìn)行混合，加入適量的去離子水，充分球磨混勻，形成固含量為3(T40%的陶瓷漿料，所述的水溶性高分子聚合物為聚乙烯醇或聚丙烯酰胺等；
(2)將上述陶瓷漿料經(jīng)真空脫泡后通過壓力注漿機從石膏模具進(jìn)料口壓入石膏模具之中，同時又從石膏模具出料口處流出，調(diào)節(jié)出料口處陶瓷漿料的流速，以制備出壁厚均勻的陶瓷生坯，注漿成型壓力為0. IMpa，注漿時間為l(T60min ；
(3)卸除壓力注漿機中的壓力，迅速將壓縮空氣引入石膏模具的漿料入口處，將石膏模具內(nèi)未固化的陶瓷漿料吹出，形成一中空的陶瓷燈泡泡殼生坯；(4)將上述陶瓷燈泡泡殼生坯干燥后在110(n200°C下完成素?zé)?，素?zé)玫奶沾伤嘏鞣臕 2mol/L濃度的鹽酸溶液中浸泡l(T20h進(jìn)行酸處理；
(5)將上述經(jīng)過酸處理的陶瓷燈泡泡殼素坯放入l 5X10_3MPa的真空爐或推板式氫氣爐中在170(Tl90(rC的高溫下燒結(jié)2 4h，即得到一體化半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼材料。在上述步驟(4)中，所制得的陶瓷燈泡素坯需在2mol/L濃度的鹽酸溶液中浸泡l(T20h，以溶去溶入素坯且對成品有害的CaSO4成份，若微量CaSO4存在于陶瓷素坯之中，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后會使陶瓷體晶粒出現(xiàn)異常長大現(xiàn)象，降低了氧化鋁陶瓷的強度和透光性能。、
上述水溶性聚合物為聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等人工合成大分子材料，起到粘結(jié)劑作用。本發(fā)明提供的半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼的成型設(shè)備，包括至少一個由若干個石膏模具并列且被一付夾具夾持的成型設(shè)備單元，在每個石膏模具的一端面都設(shè)有進(jìn)漿料口，且在每個石膏模具內(nèi)都設(shè)有供一體化陶瓷燈泡泡殼坯體成型的形腔，其特征在于所述的每個石膏模具進(jìn)漿料口相對的另一端面都設(shè)有出漿料口，每個石膏模具的進(jìn)漿料口和出漿料口都有橡膠軟管分別與進(jìn)漿料總管和出漿料總管聯(lián)接。本發(fā)明提供的半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼的制造方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，省去了制芯模工序，且避免了對環(huán)境有污染的石蠟，簡化了半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼的制備工藝，提供的成型專用設(shè)備，可由多個成型設(shè)備單元組合，每個成型設(shè)備單元可實現(xiàn)坯體批量成型，提聞了生廣效率。


圖I為本發(fā)明成型專用設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為按本發(fā)明方法制得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為按本發(fā)明經(jīng)酸處理和不經(jīng)酸處理兩種方式對制品的透光性效果對比圖。
具體實施例方式本發(fā)明采用成型工藝制備半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼材料。其工藝過程如下采用一水溶性聚合物作為粘結(jié)劑，將重量比為廣5%的水溶性聚合物加入到氧化鋁粉料之中，同時加入適量的去離子水，混合后經(jīng)球磨機球磨12 24h后，形成一固體重量比為3(T40%的陶瓷漿料，并對該漿料進(jìn)行真空脫泡處理，然后壓入具有燈泡泡殼外形的石膏模具之中，陶瓷漿料從模具進(jìn)料口被壓入石膏模具之中，同時又從模具出料口處流出，調(diào)節(jié)出料口處陶瓷漿料的流速，在0. f IMPa壓力下壓制l(T60min后，以制備出壁厚均勻的陶瓷生坯。模具經(jīng)吸水后部分陶瓷漿料會固化在模具的內(nèi)壁上，在卸去注漿機中的壓力，將壓縮空氣引入模具的漿料入口處，將模具內(nèi)未固化的漿料吹出，形成一個中空的陶瓷燈泡泡殼生坯，陶瓷燈泡生坯經(jīng)干燥后取出放入素?zé)隣t中在110(Tl20(rC下完成素?zé)?，所制得的陶瓷燈泡素坯需?mol/L濃度的鹽酸溶液中浸泡l(T20h，以溶去溶入素坯且對成品有害的CaSO4成份，這樣經(jīng)酸處理的陶瓷燈泡泡殼素坯置入f5X10_3MPa的真空爐或推板式氫氣爐中在170(Tl90(rC的高溫下燒結(jié)2 4h，即得到一體化半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼材料。本發(fā)明提供的半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼的成型設(shè)備，包括至少一個由若干個石膏模具I并列且被一付夾具2夾持的成型設(shè)備單元，在每個石膏模具的一端面都設(shè)有進(jìn)漿料口，且在每個石膏模具內(nèi)都設(shè)有供一體化陶瓷燈泡泡殼坯體成型的形腔，其特征在于所述的每個石膏模具進(jìn)漿料口相對的另一端面都設(shè)有出漿料口，每個石膏模具的進(jìn)漿料口和出漿料口都有橡膠軟管3分別與進(jìn)漿料總管和出漿料總管聯(lián)接。陶瓷漿料從進(jìn)漿料總管進(jìn)口 4進(jìn)入，通過橡膠軟管從石膏模具的進(jìn)漿料口流進(jìn)石膏模具的形腔，同時又從石膏模具出料口處流出，模具經(jīng)吸水后部分陶瓷漿料會固化在模具的內(nèi)壁上，部分陶瓷漿料會從模具出漿料口通過橡膠軟管匯聚至出漿料總管出口 5流出。進(jìn)漿料總管和出漿料總管都設(shè)有閘閥6。為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實施例I
陶瓷漿料的制備將重量比為1%的水溶性聚合物聚乙烯醇加入到氧化鋁粉料之中，同時加入適量的去離子水，混合后加入球磨機中進(jìn)行球磨12 24h，形成氧化鋁粉重量比為40%的陶瓷漿料；
35W 一體化氧化鋁陶瓷燈泡泡殼的成型將上述所制得的陶瓷漿料移至壓力注漿機的漿桶之中，經(jīng)真空脫泡后，在0. f IMPa壓力下將陶瓷漿料從石膏模具進(jìn)料口壓入石膏模具之中，同時又從石膏模具出料口處流出，調(diào)節(jié)石膏模具出料口處陶瓷漿料的流速，控制流量范圍9 10ml/min，以制備出壁厚均勻的陶瓷生坯。多孔模具經(jīng)吸水后部分陶瓷漿料會固化在模具的內(nèi)壁上，在卸去注漿機中的壓力后，將壓縮空氣引入模具的漿料入口處，將模具內(nèi)未固化的漿料吹出，形成一個中空的陶瓷燈泡泡殼生坯。陶瓷燈泡泡殼的燒制將上述所制得的陶瓷燈泡泡殼生坯經(jīng)干燥后在110(Tl20(rC溫度條件下進(jìn)行素?zé)?，所制得的陶瓷燈泡素坯?mol/L濃度的鹽酸溶液中浸泡IOh,以溶去溶入素還且對成品有害的CaSO4成份,這樣經(jīng)酸處理的陶瓷燈泡素還置入I飛X KT3MPa的真空爐在170(ri900°C的高溫下燒結(jié)3h，即得到一體化半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼材料。實施例2
陶瓷漿料的制備將重量比為5%的水溶性聚合物聚乙烯醇加入到氧化鋁粉料之中，同時加入適量的去離子水，混合后加入球磨機中進(jìn)行球磨12 24h，形成氧化鋁粉重量比為40%的陶瓷漿料；
70W 一體化氧化鋁陶瓷燈泡泡殼的成型將上述所制得的陶瓷漿料移至壓力注漿機的漿桶之中，經(jīng)真空脫泡后，在IMPa壓力下將陶瓷漿料從石膏模具進(jìn)料口壓入石膏模具之中，同時又從石膏模具出料口處流出，調(diào)節(jié)石膏模具出料口處陶瓷漿料的流速，控制流量范圍f 2ml/min，以制備出壁厚均勻的陶瓷生坯。多孔模具經(jīng)吸水后部分陶瓷漿料會固化在模具的內(nèi)壁上，在卸去注漿機中的壓力后，將壓縮空氣引入模具的漿料入口處，將模具內(nèi)未固化的漿料吹出，形成一個中空的陶瓷燈泡泡殼生坯。陶瓷燈泡泡殼的燒制將上述所制得的陶瓷燈泡泡殼生坯經(jīng)干燥后在110(Tl20(rC溫度條件下進(jìn)行素?zé)?，所制得的陶瓷燈泡素坯?mol/L濃度的鹽酸溶液中浸泡20h,以溶去溶入素還且對成品有害的CaS04成份,這樣經(jīng)酸處理的陶瓷燈泡素還置入推板式氫氣爐中在170(Tl90(rC的高溫下燒結(jié)4h，即得到一體化半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼材料。實施例3陶瓷漿料的制備將重量比為5%的水溶性聚合物聚丙烯酰胺加入到氧化鋁粉料之中，同時加入適量的去離子水，混合后加入球磨機中進(jìn)行球磨12 24h，形成氧化鋁粉重量比為35%的陶瓷漿料；
70W 一體化氧化鋁陶瓷燈泡泡殼的成型將上述所制得的陶瓷漿料移至壓力注漿機的漿桶之中，經(jīng)真空脫泡后，在0. 5MPa壓力下將陶瓷漿料從石膏模具進(jìn)料口壓入石膏模具之中，同時又從石膏模具出料口處流出，調(diào)節(jié)石膏模具出料口處陶瓷漿料的流速，控制流量范圍r5ml/min，以制備出壁厚均勻的陶瓷生坯。多孔模具經(jīng)吸水后部分陶瓷漿料會固化在模具的內(nèi)壁上，在卸去注漿機中的壓力后，將壓縮空氣引入模具的漿料入口處，將模具內(nèi)未固化的漿料吹出，形成一個中空的陶瓷燈泡泡殼生坯。陶瓷燈泡泡殼的燒制將上述所制得的陶瓷燈泡泡殼生坯經(jīng)干燥后在110(Tl20(rC溫度條件下進(jìn)行素?zé)?，所制得的陶瓷燈泡素坯?mol/L濃度的鹽酸溶液中浸 泡18h,以溶去溶入素還且對成品有害的CaSO4成份,這樣經(jīng)酸處理的陶瓷燈泡素還置入推板式氫氣爐中在170(Tl90(rC的高溫下燒結(jié)3h，即得到一體化半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼材料。為了更直觀地觀察到微量CaSO4對制品透光性能的影響，將含有CaSO4(圖3左)和 按本發(fā)明方法經(jīng)酸處理后不含有CaSO4 (圖3右)的兩燒結(jié)樣品照片排列比較。從圖可見，CaSO4會對制品的透光性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。
權(quán)利要求
1.一種半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼的制造方法，依次按如下工藝步驟 (1)將水溶性高分子聚合物和高純氧化鋁粉按重量比廣5100進(jìn)行混合，加入適量的去離子水，充分球磨混勻，形成固含量為3(Γ40%的陶瓷漿料，所述的水溶性高分子聚合物為聚乙烯醇或聚丙烯酰胺； (2)將上述陶瓷漿料經(jīng)真空脫泡后通過壓力注漿機從石膏模具進(jìn)料口壓入石膏模具之中，同時又從石膏模具出料口處流出，調(diào)節(jié)出料口處陶瓷漿料的流速，以制備出壁厚均勻的陶瓷生坯，注漿成型壓力為O. IMpa，注漿時間為l(T60min ； (3)卸除壓力注漿機中的壓力，迅速將壓縮空氣引入石膏模具的漿料入口處，將石膏模具內(nèi)未固化的陶瓷漿料吹出，形成一中空的陶瓷燈泡泡殼生坯； (4)將上述陶瓷燈泡泡殼生坯干燥后在110(Tl20(rC下完成素?zé)?，素?zé)玫奶沾伤嘏鞣湃?mol/L濃度的鹽酸溶液中浸泡l(T20h進(jìn)行酸處理，以除去溶入素坯但對制品有害的CaSO4成份； (5)將上述經(jīng)過酸處理的陶瓷燈泡泡殼素坯放入1 5X10_3MPa的真空爐或推板式氫氣爐中在170(Tl90(rC的高溫下燒結(jié)2 4h，即得到一體化半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼材料。
2.一種如權(quán)利要求I所述半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼制造方法的專用成型設(shè)備，包括至少一個由若干個石膏模具并列且被一付夾具夾持的成型設(shè)備單元，在每個石膏模具的一端面都設(shè)有進(jìn)漿料口，且在每個石膏模具內(nèi)都設(shè)有供一體化陶瓷燈泡泡殼坯體成型的形腔，其特征在于所述的每個石膏模具進(jìn)漿料口相對的另一端面都設(shè)有出漿料口，每個石膏模具的進(jìn)漿料口和出漿料口都有橡膠軟管分別與進(jìn)漿料總管和出漿料總管聯(lián)接。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼的制造方法及成型設(shè)備，其工藝特征在于采用壓力注漿成型，在0.1~1MPa壓力下注漿10~60min后，卸除壓力注漿機中的壓力，迅速將壓縮空氣引入多孔模具的漿料入口處，將成型模具內(nèi)未固化的陶瓷漿料吹出，形成一中空的陶瓷燈泡泡殼生坯；將干燥后的陶瓷生坯素?zé)缓髮⑺責(zé)玫奶沾伤嘏鞣湃?mol/L濃度的鹽酸溶液中浸泡進(jìn)行酸處理，再移至真空爐或推板式氫氣爐中在1700~1900℃的高溫下燒結(jié)，即得到一體化半透明氧化鋁陶瓷燈泡泡殼材料。該工藝采用了專用成型設(shè)備，簡化了陶瓷燈泡泡殼生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率和制品質(zhì)量。
文檔編號C04B35/634GK102659415SQ20121012127
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者趙學(xué)國 申請人:景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院