一种电泳沉积陶瓷生坯的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及陶瓷电泳沉积成型技术领域，具体地涉及一种电泳沉积陶瓷生坯的装 置。
【背景技术】
[0002] 电泳沉积是陶瓷成型技术的一个重要领域，其具有设备简单、成型速度快和可规 模化生产等优点。电泳沉积陶瓷的原理是：悬浮于液体溶剂的带电陶瓷颗粒或胶体，在电场 的作用下向带相反电荷的电极表面移动并形成沉积层。与传统的模压和等静压成型技术相 比，电泳沉积可以避免因压力作用下陶瓷晶粒定向排列的问题，从而避免陶瓷制品的物理 化学性能的各向异性，这对于要求物理化学性能一致的先进功能陶瓷来说尤为重要。正因 为电泳沉积陶瓷成型方面的独到优势，电泳沉积在先进功能陶瓷制备方面引起人们极大关 注。
[0003] 在电泳沉积过程中，浆料中悬浮的陶瓷颗粒在电极表面沉积，浆料的密度在不断 减小，浆料的总量也在减少。这使得仅通过测量陶瓷生坯的浮重来判断生坯的实际重量误 差很大。尤其在要求陶瓷制品尺寸精度高的场合，该问题将直接导致很多废品的产生。同 时，浆料在重力作用下也会造成上下的密度差异，从而引起陶瓷生坯的厚度不均。另外，通 常电泳槽的容积是有限的，单次电泳沉积就会造成浆料密度的较大变化，往往就需更换浆 料，不适合连续批量化生产。
[0004] 中国专利CN200510063084. 4公开了一种功能陶瓷材料及其制造技术领域的一种 压电陶瓷膜的制备方法。该方法利用了电泳沉积法获得陶瓷膜，但其未考虑电泳沉积过程 中浆料密度变化带来的影响，不能控制陶瓷生坯的重量和厚度均匀性，也不能满足连续批 量制备的要求。另有中国专利CN102345125A公开了一种利用电泳沉积制备钛硅铝碳陶瓷 涂层的方法，该方法对于电泳沉积装置仅作了原理性的展示，也没有如何考虑解决浆料密 度变化带来的问题，以及涉及如何解决陶瓷生坯连批量续制备的问题。
【发明内容】
[0005] 为了克服上述现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种电泳沉积陶瓷生坯的装置， 本装置通过重量传感器获取浆料初始及沉积过程中重量的变化，采用较少的和简单的工具 装备和程序化的操作方法，解决在电泳沉积过程中因浆料变化而导致陶瓷生坯重量难以控 制的问题，从而保证在连续电泳沉积工艺中获得目标重量一致的陶瓷生坯制品。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是： 一种电泳沉积陶瓷生坯的装置，其特征在于：包括托盘模具、托盘重量传感器、电泳槽、 输送管、双向泵、浆料罐、浆料罐重量传感器、回流管、数字仪表和控制系统及工作电源，所 述托盘模具放置在电泳槽内，用于电泳沉积陶瓷生坯，所述的控制系统及工作电源的正、负 极与托盘模具和电泳槽连接；所述的托盘重量传感器用于对托盘模具进行称重，所述的浆 料罐重量传感器用于对浆料罐进行称重，所述的托盘重量传感器、浆料罐重量传感器均与 数字仪表连接，所述的数字仪表与控制系统及工作电源连接；所述的双向泵通过输送管连 接电泳槽底部与浆料罐底部，所述的回流管连接电泳槽顶部的排液口与浆料罐顶部的入液
[0007] 所述的托盘模具为托盘和模具的组合，二者相互固定，陶瓷生坯沉积于模具表面， 托盘模具由导电材料构成，其与控制系统及工作电源的正极或负极(与浆料中陶瓷颗粒的 带电性相反）连接。
[0008] 电泳槽的腔体为导电材料，其与所述的控制系统及工作电源的负极或正极(与浆 料中陶瓷颗粒的带电性相同）连接，作为阴极或阳极。电泳槽底部有入液口，其顶部有排液 口。在电泳沉积过程中，浆料由底部向上流动，可消除浆料上下的密度差，从而得到厚度均 匀的陶瓷生坯。
[0009] 所述的浆料罐的容积大于电泳槽的容积，以便浆料罐容纳比电泳槽里更多的浆 料；其所容纳的浆料量可满足多次电泳沉积的要求，浆料罐底部和顶部均有入液口；所述 的浆料罐顶部的入液口的高度低于电泳槽顶部的排液口的高度，便于浆料的回流。
[0010] 还包括浆料混匀器，所述的浆料混匀器安装于浆料罐上，用于混匀浆料罐内的浆 料，以保证浆料罐内浆料密度的均匀性。
[0011] 所述的浆料混匀器为搅拌器或超声振动器，或搅拌器与超声振动器的组合。
[0012] 数字仪表为重量显示器或数据采集器，其与托盘重量传感器和浆料罐重量传感器 连接，并与控制系统及工作电源连接，可与控制系统相互通讯。
[0013] 控制系统及工作电源包括了控制系统、工作电源和相关的人机界面，其连接数字 仪表，并向托盘模具和电泳槽提供电泳沉积中所需的工作电压。控制系统通过数字仪表，可 获取浆料初始重量、托盘模具初始重量和托盘模具浮重(浮重，指实际重量减去所排开的浆 料的重量)，以及电泳沉积过程中托盘模具和陶瓷生坯的实时浮重，再根据这些信息计算出 浆料密度的实时变化，从而可精确控制陶瓷生坯的重量。
[0014] 本发明具有以下优点： 1、本发明的电泳沉积陶瓷生坯装置包括托盘模具、托盘重量传感器、电泳槽、输送管、 双向泵、浆料罐、浆料罐重量传感器、搅拌器、回流管、数字仪表和控制系统及工作电源，通 过重量传感器分别与托盘模具和浆料罐进行连接，控制系统通过称重方式获取电泳沉积过 程中的浆料的即时变化信息，可准确判断陶瓷生坯的重量，结构简单可靠、设备投入成本 低。
[0015] 2、本发明的浆料罐中可储存大量浆料，可弥补电泳槽容积小的限制，从而一次加 注浆料便可批量制备陶瓷生坯。另外，浆料罐顶部的入液口的高度低于电泳槽顶部的排液 口的高度，当双向泵把浆料从浆料罐输入电泳槽中达到所需的量时，电泳中过量的浆料则 自动回流到浆料罐中，可使浆料循环利用。
[0016] 3、本发明的浆料混匀器，浆料混匀器可以是搅拌器、超声振动器、或搅拌器和超声 振动器的组合，其安装于浆料罐上，浆料罐内浆料始终处于一个混匀的过程，从而使浆料罐 内浆料的密度分布均匀。同时，在电泳沉积过程中浆料从电泳槽底部向上流动，消除了浆料 上下的密度差异，从而可保证通过电泳沉积获得厚度均匀的陶瓷生坯。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明电泳沉积陶瓷生坯装置的结构示意图。
[0018] 图中标记：1为托盘模具，2为托盘重量传感器，3为电泳槽，4为浆料，5为陶瓷生 坯，6为输送管，7为双向泵，8为浆料罐，9为浆料罐重量传感器，10为浆料混匀器(搅拌器或 超声振动器，或二者组合)，11为回流管，12为数字仪表(重量显示器或数据采集器)，13为控 制系统及工作电源。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例，所 述方法如无特别说明均为常规方法，所述材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。 [00 20] 实施例1 如图1所示，本实施例电泳沉积陶瓷生坯的装置包括托盘模具1、托盘重量传感器2、电 泳槽3、输送管6、双向泵7、浆料罐8、浆料罐重量传感器9、浆料混匀器10 (搅拌器)、回流 管11、重量显示器12和控