自1947年，G.N．Howatt首次提出流延成型法后，這項技術便迅速發展，成為目前大面積、薄平面陶瓷材料最有效的方法之一，為電子基板、多層電容器、多層封裝、壓電陶瓷等的生產提供了高效而可靠的解決方案。在流延成型過程中，一般在陶瓷粉料中加入溶劑、分散劑、粘結劑、增塑劑等成分，得到分散均勻、具有適當高粘度和流動性的穩定漿料，在流延機上經刮刀涂覆、制得要求厚度的陶瓷生胚，供后續進一步使用。

隨著市場需求的不斷提升，科研人員不僅改善了傳統的有機流延成型技術，發展出了更環保的水基流延技術，還研究出了多種與先進技術相結合的新型流延成型技術，如流延-溫壓成型工藝、凝膠流延成型工藝、等靜壓流延成型工藝、流延-冷凍法與相轉化流延法等一系列新型的流延工藝，更具針對性地實現多孔或致密陶瓷的制備，除了用于電子行業，還可用于制備燃料電池、多孔薄膜等，大大地擴展了流延技術的應用范圍。

制備致密陶瓷的新型流延技術

流延成型獲得的流延膜素坯通常存在不夠致密，結構松散的問題，制備大尺寸基板優等品率低，要制備出致密性良好的陶瓷生坯可采用結合溫壓、等靜壓或有機單體聚合原理的新型流延技術

1、流延-溫壓復合成型工藝

流延溫壓工藝是由汕頭大學工學院的王雙喜教開發的一項新型流延技術，主要針對流延成型技術在制備大尺寸基板時致密度低、導致優等品率低的問題。

這項技術是先利用常規的流延法制備陶瓷生帶，待干燥之后，剪裁成所需形狀，再將生坯片多層疊壓，在一定溫度下利用溫壓機進行壓制，利用流延生帶中粘結劑的熱塑性，使得層與層之間的顆粒粉體在垂直壓力作用下重新排布連接，制備出高致密度的陶瓷生坯，實現了大尺寸氧化鋁陶瓷基板的可控變形收縮，優等品率高。

流延-溫壓復合成型工藝流程圖

值得注意的是，王雙喜教授利用這項工藝制備陶瓷基板時，還采用了微納米級配混合粒徑粉體替代納米或微米單一粒徑粉體，在溫壓壓制時，小粒子填充大粒子形成的空隙，大小粒徑緊密堆積，形成更加良好的導熱通路，既降低了后續的燒結溫度，也保證了較高的導熱性。

流延-溫壓成型制備出的150×150mm大尺寸陶瓷流延基片

2、凝膠流延成型

水基溶劑流延體系雖然能夠克服有機溶劑體系環境污染嚴重、脫脂過程中坯體易變形開裂等問題，但也存在溶劑蒸發速率低、粘結劑含量高導致排膠時素坯收縮率大，致密度大幅度下降的問題。研究者通過將有機單體聚合原理引入到流延技術中，發明了同時結合水系和有機體系優點的凝膠流延成型技術。

這項工藝通過將陶瓷粉體、分散劑和增塑劑均勻地分散于有機單體和交聯劑的溶液中，得到粘度低、固相含量高的漿料（>50vol%），然后加入引發劑與催化劑，引發有機單體聚合，提高了懸浮體粘度，從而使得粉體原位凝固成型，得到近乎無干燥收縮，并具有足夠強度、韌性的致密生坯體。

由于這項成型工藝采用了高固含量、低有機物使用量的陶瓷漿料，不僅提高了陶瓷坯體的強度和致密度，還減小了有機物溶劑對環境的污染影響，同時坯體的干燥過程與聚合成型同時進行，避免了常規流延成型法干燥、脫脂階段的坯體開裂、易形成氣泡的問題。

3、等靜壓流延成型

流延等靜壓復合成型工藝是將流延成型工藝與等靜壓成型工藝相結合的一種新型流延成型工藝，與流延-溫壓復合成型類似，為了保留流延成型素坯的延展性，先采用傳統有機或水基流延成型技術將漿料流延成陶瓷生坯，在此基礎上將生坯疊片并采用等靜壓二次成型。利用液體介質不可壓縮的性質和均勻傳遞壓力的性質，坯體在各個方向均勻受力，使得生坯收縮、減少其表面與內部的孔洞，彌補了前一成型過程留下的致密度低、結構松散等缺陷。

等靜壓流延成型流程示意圖

制備多孔陶瓷的新型流延技術

制備多孔陶瓷的流延成型方法主要有兩種思路：一是結合冷凍干燥法的流延-冷凍法，二是相轉化流延法。

1、流延-冷凍法

流延-冷凍法是將流延成型與冷凍干燥法相結合的一種制備大面積多孔結構陶瓷材料的新型流延成型技術。這項技術是先將水基流延漿料流延得到生坯，但在干燥過程補并不是采用傳統的熱風干燥方式，而是直接將流延機床移到凍結區，將漿料中的液相冷凍固化成冰，之后通過降低壓力方式使固化的冰直接升華而去除，從而在坯體中留下大量的孔隙，形成多孔結構。

該技術由于可通過控制凍結條件和溫度來調整孔隙的形狀與大小，可制備出不同孔隙率的多孔坯體，目前國內外研究者已利用這種工藝成功制備出了固體氧化物燃料電池的NiO-YSZ多孔陽極以及具有優良光催化效應的多孔Ti O₂厚膜。

采用流延冷凍法（冷凍溫度-45℃）制備的氧化鋁陶瓷生坯縱截面SEM圖

2、相轉化流延法

非溶劑相轉化法是工業上制備微孔膜最常用的方法，相轉化流延法通過將相轉化法與流延成型工藝有機結合，將流延成型的生坯迅速浸泡于非溶劑的凝固浴中，使生坯帶中溶劑與所浸泡的非溶劑在坯體與非溶劑中互相擴散，當交換擴散到一定程度時，生坯成為了熱力學不穩定的體系，發生相分離而導致沉淀，此時坯體中的添加劑包裹著陶瓷粉體析出并固化，從而制備出具有多孔結構的陶瓷胚體。

雙側交換相轉化流延技術制備的平板膜斷面結構

該方法工藝簡單，可以一步制備多孔微觀結構陶瓷材料，同時對膜結構調控手段非常多樣化，可實現對小分子有機物的濃縮、小分子有機物與鹽的分離以及單價鹽與多價鹽的分離等，在制備高通量、具有選擇性篩分特性的納濾陶瓷平板膜上具有顯著優勢。

參考文獻：

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