轧膜成型法

轧膜成型(Tape Rolling)是一种可塑成型技术，适宜生产1 mm以下的薄片状制品。轧膜成型的基本原理是将黏结剂和塑化剂加入到陶瓷氧化物中得到黏稠松软的坯料，然后将其在两个轧辊之间挤压成膜。通过调整辊间距，并经过几组间距逐渐递减的轧辊，最后得到合适厚度的膜片。

工艺流程轧膜成型的工艺流程包括制料、配料、粗轧、精轧以及剪裁五步。其中粗轧是将坯料进行混炼，使陶瓷粉体表面均匀地包覆上一层黏结剂和塑化剂，经连续挤压作用将坯料中的气泡不断排出，混炼的同时伴随着吹风，使添加剂逐渐挥发，从而形成较厚的膜片。精轧是将膜片90°转向，并逐步缩小辊间距，多次轧制，从而得到具有良好致密度、均匀度、光洁度和厚度的薄膜。

特点轧膜成型的显著特点是练泥和成型同时进行，为使坯料混合均匀，添加剂与粉料充分接触，必须保证有足够的混炼时间，且不宜过早把轧辊调近。轧膜次数对生坯性能也有很大影响，如果轧膜的次数过少，会使得坯料不够均匀，膜片易干裂，气孔率大，烧成后电解质膜致密度差。随着轧膜次数增加，生坯内陶瓷晶粒接触点增多，生坯密度增大。在烧结过程中，由于黏合剂挥发比较均匀，有利于陶瓷晶粒均匀生长，故密度较高。但如果轧膜次数过多，轧膜过程中溶剂过度挥发，膜片容易干裂，气孔率增大、难以致密化。

意义由于轧辊的工作方式，使坯料只有在厚度方向和前进方向受到碾压，在宽度方向受力较小，对坯料内粉体和添加剂具有一定的定向作用，使坯体的机械强度和致密度呈现各向异性，导致膜片容易纵向撕裂，干燥和烧结时横向收缩大。故在轧制过程中必须将坯料不断地进行90°倒向，将各向异性尽量降低。不过，虽经多次倒向，但最后一次精轧留下的定向作用仍无法消除，这也是轧膜成型无法解决的问题。

轧膜成型作为一种可塑成型方法，在制备大面积陶瓷厚膜及薄膜方面具有突出的技术和经济优势，既可以单独制备电解质薄膜，也可以一体成型电极和电解质，生产效率高，膜片厚度均匀，且产品烧成温度通常比干压成型低10～20℃。但是轧膜成型不适宜轧制50μm以下的薄膜，其质量难以控制，容易出现厚薄不均或穿孔，且轧辊磨损也大，为确保产品质量，常采用流延法取代轧膜法。1

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李斌 - 副教授 - 西南大学