高纯氧化镁陶瓷成型技术：酒精法泥浆浇注的工艺要点解析

在高性能陶瓷领域，如何将高纯度原料制备成形状复杂且性能可靠的制品，始终是工艺控制的核心议题。对于氧化镁坩埚、热电偶保护管、高温炉管及精密绝缘件等产品，酒精法泥浆浇注成型提供了一条兼具精度与纯度控制的有效路径。此方法的成败，直接取决于从原料选择到最终烧结每一个环节的精细化管理。

一、原料纯度：性能的起点

工艺的源头在于原料。采用高纯氧化镁是保证最终制品性能的基础。原料中的杂质，尤其是SiO₂、CaO等，会在高温下形成低熔点相，严重削弱材料的耐火度和高温结构强度。因此，对原料的化学成分进行严格筛选至关重要。

以下是国内部分高纯氧化镁原料的典型化学成分（w/%）：

为了进一步提升纯度并改善材料的烧结活性，通常会将上述原料进行电熔处理，制成高纯电熔镁砂。电熔过程能有效去除部分易挥发的杂质，并形成致密的方镁石晶体。

电熔及后续研磨对化学成分的影响（w/%）：

从数据对比中可以发现，不同的研磨方式也会引入二次污染，例如瓷球磨机会显著增加SiO₂和CaO的含量。因此，精确控制并验证原料及中间产物的化学成分，是确保最终制品性能稳定性的基石。这正是专业检测实验室的核心价值所在。

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二、粉体制备与泥浆调控

获得高纯原料后，将其转化为适合浇注的稳定泥浆是工艺的核心步骤。

首先，将大块的电熔镁砂破碎并粉碎至粒度小于0.5 mm。随后，必须通过强磁选机进行至少两遍的除铁处理，以彻底清除加工过程中混入的铁质杂质。处理后的镁砂需立即存放在完全密封的塑料袋和容器中，其目的只有一个：严防材料与空气中的水分接触而发生水化，水化会严重影响后续的成型和烧结。

泥浆的制备分为两步。先将小于0.5 mm的颗粒料进行干法细磨，使其通过200目筛。接着，转入湿法研磨。这里的关键是使用酒精作为研磨介质，并采用高硬度的刚玉质球磨机，以避免引入杂质。通过湿磨，粉料的粒度被进一步细化，要求粒径小于2 μm的颗粒占到70%以上。如此精细的粉料才能保证浆料的流动性、填充性以及最终烧成品的致密度。

最终调配成的酒精泥浆，其密度需要严格控制在1.9 ~ 2.0 g/cm³范围内。这个密度是浆料稳定性和浇注性能的最佳平衡点。

三、成型、干燥与高温烧结

采用石膏模进行浇注成型。由于从泥浆到最终烧成品的体积收缩巨大，石膏模的设计必须预留13% ~ 14%的放尺率。对于中、小型制品，上注法是常用且高效的成型方式。

浇注成型的坯体在脱模后，先进行自然干燥，待其具有一定强度后，进行精细修坯，去除毛边和多余的浇口，并对表面进行打磨。随后，坯体被送入烘箱，在80 ~ 100°C的温度下进行48小时的彻底干燥，以完全排尽酒精和残余水分。

最后一步是高温烧结，这是赋予制品最终性能的关键环节。坯体被置于高温窑中，在1780 ~ 1800°C的极端温度下保温2 ~ 4小时。整个烧成周期长达35 ~ 45小时。通过这一过程，精细的氧化镁颗粒相互扩散、结合，最终形成致密、坚固、具备优异高温性能的陶瓷制品。