3 首創陶瓷膠態注射成型技術
成型技術的目的是為了得到內部均勻和高密度的坯體，提高成型技術是提高陶瓷產品可靠性的關鍵步驟。成型主要分為干法成型和膠態成型。黃勇教授領導的課題組先后就陶瓷的注射成型、壓濾成型、電泳沉積成型、凝膠注模成型、直接凝固注模成型等技術進行了大量卓有成效的研究，大膽創新提出把膠態成型和注射成型結合起來的“陶瓷膠態注射成型新工藝”，即水基非塑性漿料的注射成型…。水溶液注射成型采用水溶性的聚合物作為有機載體，因此能夠降低注射時的溫度和壓力。氣體輔助注射成型是把氣體引入聚合物熔體中而使成型過程更容易進行，氣體的引入造成了成型坯體的中空。
傳統觀念認為，陶瓷非塑性水基漿料無法實現注射成型。黃勇教授領導的課題組經過反復論證認為，只要找到一種使流體快速固化為固體的控制條件，水基非塑性漿料的注射成型完全是有可能的。這一科技設想具有原創性。
陶瓷膠態注射成型必須解決以下兩個重要的關鍵技術：陶瓷濃懸浮體的快速原位固化和注射過程的可控性。通俗而言即漿料在注射之前不能固化，流動性和穩定性良好，注射充模之后要實現快速原位固化，其關鍵之點是要能夠找到一個外界的可控因素，如壓力、溫度、電磁波等，通常采用的是溫度誘發料漿固化。課題組在調試膠態注射成型機時，為尋找如何通過注射壓力和充模排氣的關系進行系統試驗，在試驗過程中發現注射壓力對料漿固化非常敏感引起大家的注意，進一步試驗又發現常溫下料漿也能快速固化。因此發明了壓力誘導陶瓷膠態注射成型技術，這一技術不僅克服了溫度固化帶來的料漿中溫場不均造成固化坯體微觀結構不均勻性以及注射成型機的復雜控制系統，而且具有普適性。
同時，課題組進一步擴大研究成果，研制成功水基快速凝固膠態流延成型新工藝及設備，實現低成本水基快速流延成型；在國際上首次實現粗顆粒體系氮化硅結合碳化硅高級耐火材料的快速凝固成型，得到美國CARBORUNDUM認可和贊賞；并發明了無毒體系酶催化明膠原位凝固和褐藻酸鈉的凝膠注模成型工藝。
4 陶瓷膠態注射成型的創新點
陶瓷膠態注射成型新工藝是將低粘度、高固相體積分數的水基陶瓷濃懸浮體注射到非孔模具中，并使之原位快速固化，再經燒結，制得顯微結構均勻、無缺陷和近凈尺寸的高性能、高可靠性的陶瓷部件，并大大降低陶瓷制造成本。
經過多年的研究攻關，制備的陶瓷材料與制品的性能達到：坯體密度均勻（密度分布差小于0.5%）、坯體強度高（抗彎強度在20 -30MPa）、易于加工；燒結后產品性能優異：氮化硅基陶瓷產品性能，抗彎強度大于900MPa，韋伯爾模數m穩定在20以上，最高可達到33；氧化鋁基陶瓷抗彎強度700MPa，韋伯爾模數m大于15（從部件上取樣的試件）。
4.1 實現了陶瓷非塑性水基漿料的注射成型
陶瓷非塑性水基漿料的注射成型避免了使用大量有機物造成的脫脂難題，可以近凈尺寸成型各種復雜形狀的陶瓷零部件，產品均勻性好，批次穩定性高，燒結變形小，是一種理想的陶瓷制備技術。
4.2 壓力誘導陶瓷非塑性水基漿料的快速原位成型
陶瓷膠態注射成型解決了兩個重要的關鍵技術：陶瓷濃懸浮體的快速原位固化和注射過程的可控性，通過深入研究發現壓力可以快速誘導陶瓷濃懸浮體的原位固化，從而發明了壓力誘導陶瓷成型技術，這一原創性的重大發現為該技術走向規模化生產和商品化奠定了堅實的基礎。
4.3 研制了陶瓷膠態注射成型機
良好的工藝沒有精良設備作保證，很難滿足生產工藝的再現性和重復性，也無法保證產品質量的可靠性。因此，工藝設備是保證工藝過程實現的關鍵環節，而且設備的制造對工藝過程的產業化尤為重要。
現有的注射成型機是針對塑性料的注射成型，因此無法滿足非塑性水基漿料的注射成型，因此必須自主研制一臺陶瓷膠態注射成型機。黃勇教授課題組研制的膠態注射成型機的整個過程分為注射開始、注射保壓和注射返還，自動化效率高，適合于規模化生產。注射腔集攪拌、真空除泡、制冷、注射四者為一體，具有創新性。
5 新舊陶瓷成型工藝比較
5.1 陶瓷業現有的制造工藝見圖1。
圖1 陶瓷業現有的制造工藝見
5.2 陶瓷膠態注射成型新工藝見圖2。
圖2 陶瓷膠態注射成型新工藝
其中脫脂工序和燒結工序是合為一體的。
6 結論
膠態注射成型技術，通過這種成型技術，可以獲得高密度、高均勻性和高強度的陶瓷坯體，這種成型技術可以消除陶瓷粉體顆粒的團聚體，減少燒結過程中
復雜形狀部件的變形、開裂，從而減少最終部件的機加工量，獲得高可靠性的陶瓷材料與部件，陶瓷膠態注射成型新工藝是一種較為理想的凈近尺寸成型技術，
避免了傳統陶瓷注射成型使用大量有機物所導致的排膠困難，實現了膠態成型的注射過程。適合于規模化生產，是高技術陶瓷產業化的核心技術。
