流延成型是一種目前使用較廣泛，能夠獲得高質(zhì)量、超薄型陶瓷薄片的成型方法。一般在陶瓷粉料中加入溶劑、分散劑、粘結(jié)劑、增塑劑等成分，得到分散均勻的穩(wěn)定漿料，在流延機(jī)上制得要求厚度的薄膜。由于該法具有設(shè)備簡單、可連續(xù)操作、生產(chǎn)效率高、自動(dòng)化水平高、工藝穩(wěn)定、坯體性能均等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此在陶瓷材料的成型工藝中得到了廣泛的應(yīng)用。

目前流延法在陶瓷領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在功能陶瓷，如生產(chǎn)獨(dú)石電容器瓷片、多層布線瓷片、厚薄膜電路基片、片式電阻基片等，流延成型技術(shù)的應(yīng)用，給電子設(shè)備、電子元件的微型化以及超大規(guī)模集成電路的實(shí)現(xiàn)提供了廣闊的前景。

但除此之外，流延成型在結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用上近些年也有了新的進(jìn)展，例如利用流延法制備的層狀結(jié)構(gòu)陶瓷為陶瓷的強(qiáng)韌化設(shè)計(jì)提供了一條新的思路，目前對(duì)于SiC、Si₃N₄、Al₂O₃、ZrO₂等陶瓷材料均有相關(guān)性能優(yōu)化的研究。

流延法制備陶瓷薄片的工藝流程圖

不過，所謂工欲善其事，必先利其器，流延法制備陶瓷的品質(zhì)控制關(guān)鍵除了原材料和工藝，最核心的，便是薄膜生產(chǎn)設(shè)備——流延機(jī)了。

為了加深對(duì)當(dāng)前陶瓷生產(chǎn)工藝的發(fā)展瓶頸的了解，小編近日將目光投向了陶瓷生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，對(duì)一家專注于陶瓷設(shè)備設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造加工的廠家——東陽市圣柏林特種設(shè)備技術(shù)服務(wù)有限公司進(jìn)行了實(shí)地訪問。

圣柏林總經(jīng)理李晶（左）與粉體圈CEO孫柯（右）

圣柏林公司從事電子專用自動(dòng)化設(shè)備研發(fā)與生產(chǎn)已有十多年，特別是在電子陶瓷設(shè)備中的流延機(jī)、球磨機(jī)、脫泡機(jī)、分散機(jī)、過濾器等自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造中有著豐富經(jīng)驗(yàn),產(chǎn)品主要客戶為浙江新納陶瓷新材有限公司片阻陶瓷基板，半導(dǎo)體項(xiàng)目，橫店東磁無線充電鐵氧體項(xiàng)目，福建閩航電子陶瓷發(fā)熱體項(xiàng)目，上海交大燃料電池項(xiàng)目，上海京瓷封裝陶瓷項(xiàng)目，江西創(chuàng)科氮化鋁項(xiàng)目，深圳信維半導(dǎo)體項(xiàng)目，日本太平洋科技等，年生產(chǎn)量15條流延生產(chǎn)線，在溫州和上虞皆建有廠區(qū)，頗具規(guī)模。

據(jù)了解，圣柏林的流延設(shè)備制造學(xué)習(xí)自日本平野和橫山的設(shè)計(jì)理念與制造技術(shù)，并在他們的基礎(chǔ)上做出了優(yōu)化改進(jìn)，至今已對(duì)國內(nèi)多臺(tái)進(jìn)口的平野和橫山流延設(shè)備進(jìn)行成功的改造升級(jí)，大大提高了設(shè)備的流延穩(wěn)定性，為客戶節(jié)約了成本擴(kuò)大了利潤。

大型流延機(jī)

圣柏林生產(chǎn)的流延設(shè)備在行業(yè)內(nèi)有口皆碑，其技術(shù)水平在國內(nèi)可稱前列，但他們并不愿止步于此，因?yàn)樵诹餮釉O(shè)備領(lǐng)域深耕多年，對(duì)于最前沿的技術(shù)方向及目前與國外技術(shù)上的差距有更清晰的認(rèn)知，在與李總訪談的過程中，他提到厚膜市場正趨向飽和，薄膜是一種未來趨勢，現(xiàn)在圣柏林也在往薄膜方向研究。

目前國外的流延薄膜能做到0.5μm，而國內(nèi)在1μm上的設(shè)備需求卻仍舊無法滿足，越是高端的設(shè)備國外越是限制甚至不供應(yīng)，因此想要在薄膜生產(chǎn)技術(shù)上拉近與國外的差距，其瓶頸便是國內(nèi)設(shè)備廠家要在自主研發(fā)尖端設(shè)備上做出突破。

但想要做到1μm的突破，對(duì)設(shè)備廠家來說不光要懂設(shè)備，還要懂工藝，才能做出更加優(yōu)化升級(jí)的設(shè)備。用李總的話來說，“上游要往下游走，不了解工藝就死定了”。

那么，影響流延膜厚度的因素都有哪些呢？

1. 漿料的粘度

流延漿料的粘度是影響流延膜厚度的一個(gè)重要因素。當(dāng)溫度、制備漿料的原材料與配方確定時(shí),漿料粘度的變化意味著漿料中固相體積分?jǐn)?shù)發(fā)生了變化。當(dāng)流延漿料粘度低時(shí),流延膜干燥后的厚度收縮量大,與此同時(shí)通過刮刀間隙的漿料供給增加，其綜合作用影響膜帶厚度。此外,當(dāng)漿料混合不充分,均勻性差時(shí)也會(huì)產(chǎn)生各部位收縮不同,影響厚度一致性。因此漿料的配制十分重要,要求混合均勻,漿料粘度符合規(guī)定范圍,有利于提高流延膜厚度的均勻性。

2. 刮刀的間隙

刮刀是流延機(jī)上的一個(gè)重要部件，流延膜的厚度主要是通過調(diào)整刮刀的間隙來獲得。由于漿料具有一定的鋪展能力,流延時(shí)若采用相同的刮刀間隙流延膜總是出現(xiàn)中心部分較厚而兩側(cè)較薄的現(xiàn)象。當(dāng)流延膜厚度公差要求較高時(shí)，可以采用可調(diào)刮刀刃面曲線的流延機(jī)來流延成型陶瓷薄膜。

3. 漿料槽液面高度

其它條件相同時(shí),漿料槽液面高度提高,漿料槽內(nèi)的壓力增大,使?jié){料通過刮刀間隙的流入速度增加,流延膜厚度增加，因此維持液面高度均衡一致對(duì)控制流延膜厚度均勻性十分重要。

4. 流延速度

流延速度快,膜帶厚度小。因此,為了確保膜帶厚度的均勻,必要保證流延速度的穩(wěn)定。

以上種種因素，每一種的控制都“失之毫厘，謬以千里”，想要做到1μm這種程度，實(shí)在是難度極高的“精細(xì)活”，對(duì)此，李總有著堅(jiān)定的鉆研決心。他提到曾有人勸他不要太執(zhí)著于1μm，先做出5μm，在國內(nèi)也有一定的需求量，但他認(rèn)為一定要沉下心去往1μm的方向去做，沖著把最難的難點(diǎn)解決的目標(biāo)去做，如果只認(rèn)可5μm，那就不可能做出1μm。

這種敢于迎難而上，不聲不響干大事的態(tài)度是一種可貴的品質(zhì)，對(duì)于李總這樣有鉆研精神與進(jìn)取心的人，小編深感敬佩，小編也希望國內(nèi)的企業(yè)早日在這方面做出突破，讓國內(nèi)的陶瓷產(chǎn)業(yè)再上一個(gè)臺(tái)階！

參考來源：

1.流延法制備陶瓷薄片的研究進(jìn)展，西安交通大學(xué)材料學(xué)院，材料強(qiáng)度國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，李冬云、喬冠軍、金志浩。