中国粉体网讯 陶瓷注射成型(CIM)是将聚合物注射成型方法与陶瓷制备工艺相结合而发展起来的一种制备陶瓷零部件的新工艺，类似于20世纪70年代发展起来的金属注射成型(MIM)，均是粉末注射成型的分支，陶瓷注射成型有如下特点：
1、成型过程具有机械化和自动化程度高、生产效率高、成型周期短、坯体强度高，生产过程中的管理和控制也很方便，易于实现大批量、规模化生产。
2、可近净成型各种几何形状复杂的及有特殊要求的小型陶瓷零部件，使烧结后的陶瓷产品无需进行机加工或少加工，从而减少昂贵的陶瓷加工成本。
3、注射成型过程中加入的粘结剂较多，需先经过低温脱脂工艺，才能进而高温烧结，对于厚度大的制品，脱脂时间可能长达100-200小时。
4、成型时，陶瓷粉末和粘结剂的混合均匀，后期烧结其收缩一致，得到的陶瓷制品各部位密度均匀，因而这类产品具有极高的尺寸精度和表面光洁度。
因此CIM技术成为现有陶瓷成型技术中高精度和高效率的成型方法之一，在国内外得到广泛的应用和研究。
工艺流程
它的工艺流程如下：
其中脱脂过程是最重要的一个阶段，它在某种程度上决定了最终产品的质量。因为陶瓷材料中绝大多数的缺陷都在脱脂阶段形成，比如裂纹、气孔、变形、鼓泡等情况，并且在脱脂过程中产生的缺陷也是无法通过后期的烧结阶段来弥补的。
脱脂工艺
1、热脱脂
机理：通过加热方法把坯体中的有机粘结剂熔融、挥发和裂解来脱除。具体过程是将成形坯加热到一定的温度，使粘结剂蒸发或热分解生成气体小分子，气体小分子通过扩散或渗透方式传输到成形坯表面，最后粘结剂的分解气体从成形坯表面脱离进入外部气氛。
注意事项：由于黏结剂组分受热软化，导致坯体在重力和热应力作用下易产生黏性流动变形，因此热脱脂的速率非常缓慢，脱脂时间特别长，对于厚壁的陶瓷部件更是这样。尤其是在脱脂初期，低熔点的有机物无法排除坯体而在坯体内部产生较高压力，容易导致坯体产生鼓泡、裂纹和变形等缺陷。
解决办法：
1、提高粉末的装载量，增宽脱脂温度分布范围。
2、埋粉。一方面埋粉能够在热脱脂中起到支撑坯体的作用，防止坯体中粘结剂软化的时候坯体因为自重而发生变形，另一方面则是埋粉的毛细吸附作用促进了有机粘结剂排出，这种毛细吸附作用本质上改变了坯体表面的有机粘结剂分布状态，包括液相有机粘结剂的含量和气相的产物的浓度，一般粉末越细，比表面积越大则毛细作用越大，所以脱脂速率也越快；目前使用较多的埋粉主要有：刚玉细粉、石英粉、氧化铝粉、碳化硅粉等。
2、溶剂萃取脱脂
机理：溶剂脱脂是利用溶剂选择性地溶解脱除坯块中的粘结剂组元，以达到比热脱脂更好的精度。其整个过程是：低分子溶剂在生坯中扩散至与粘结剂接触，溶剂溶胀并溶解粘结剂中被溶物质，然后粘结剂中的可溶部分通过扩散到达坯块表面，最后进入溶剂。当部分粘结剂被溶解后，就形成了通道，以利于其它组分的脱除。
注意事项：溶剂脱脂的速率由溶剂类型、温度、生坯厚度、溶解速度、脱脂活化能等因素决定。温度的升高可加快溶剂和被溶组分的扩散，从而使脱脂速率提高。若温度过高则会出现鼓泡、开裂等缺陷，这是因为温度过高会导致脱脂速率过快，粘结剂溶解时溶剂浸入所产生的毛细管力等超过陶瓷粉末颗粒间的结合力，使粉末松散，从而形成各种缺陷。
解决办法：控制温度保持在50-80℃左右。这样在脱脂时粘结剂不会因为软化而导致变形的问题。
3、虹吸脱脂
机理：虹吸脱脂是指将成形坯放置于一多孔基板或多孔粉坯上，将成形坯加热到粘结剂的粘度足够低，能够发生毛细流动的程度，粘结剂将在毛细力的作用下被吸出成形坯并且流入吸料中。
注意事项：吸料粉末的直径要小于成形坯粉末颗粒直径，孔隙率要高，并且应该与成形坯不发生反应。
4、催化脱脂
催化脱脂是近几年才发展起来的一种新脱脂工艺，最早是由德国著名的化工公司BASF公司开发出来的。
机理：利用一种催化剂把有机载体分子解聚为较小的可挥发的分子，这些分子比其它脱脂过程中的有机载体分子有较高的蒸汽压，能迅速的扩散出坯体。
注意事项：热脱脂过程中由于生成液相而导致“生坯”软化，或由于重力、内应力或粘性流动影响而产生的变形和缺陷。
解决办法：催化脱脂的反应温度范围为100～150℃，低于聚甲醛树脂的熔点，以防液相生成和尺寸变形。
除了催化脱脂外，最近几年发展起来的超临界萃取脱脂、微波脱脂以及水基萃取脱脂具有脱脂速率快、脱脂过程中裂纹和缺陷形成少、对产品尺寸要求降低的优点，而且烧结后的最终产品性能大幅度提高，因此受到广泛的重视。
总结
处于快速发展的陶瓷注射成形技术，以其近净成型的特点成为越来越受关注的新型陶瓷成形技术，而脱脂是其中重要的关键工艺。一个成功的脱脂过程就是要保证粘结剂能连续平稳地从成形坯中脱除。由于脱脂过程的复杂性涉及到许多因素，包括粉末的影响、粘结剂的影响、喂料与粘结剂的流变和烧结性能等，在保证制品形状和尺寸精度的前提下，尽量缩短脱脂时间和简化脱脂工艺，并且使其在系统化、规模化方面取得更大进步，为工业化生产提供条件。
参考来源：
[1]宋明等.先进陶瓷注射成型的脱脂工艺进展
[2]彭周等.陶瓷注射成形中脱脂工艺及其新进展
[3]化工仪器网、中国粉体网
注：图片非商业用途，存在侵权告知删除
