膏劑涂敷是影響陶瓷金屬化質量的關鍵工藝。涂敷時在保證膏劑配方組成比例穩定的前提下，應盡量使涂層厚度準確，均勻一致。膏劑涂敷的方法主要有以下幾種：

　　⑴ 手工涂敷

　　手工涂敷是使用最久的一種涂膏方法，其簡單易行、適應性強的特點使其被廣泛使用。但手工涂敷的效率比較低，對操作者的技術要求也較高，涂膏工件的重復精度不高。

　　對于回轉體工件，可以結合使用涂膏機，提高涂膏效率2～3倍，且涂膏層均勻、平整。因此成為當前主要膏劑涂敷方法。

　　⑵ 噴涂法

　　噴涂法是將金屬化膏劑注入儲存罐中，利用壓縮空氣或氮氣將膏劑噴到瓷件表面。這種方法傳統上僅適用于大面積平面或外圓的瓷面涂膏，其他情況很少使用，其中屬于回轉體的大面積外圓噴涂，同樣要結合使用涂膏機。

　　⑶ 輥涂法

　　輥涂是借助輥子的轉動，將混好的膏劑輥涂在瓷件表面，可用于非回轉體工件的涂膏。或使用滾涂器，將膏劑均勻涂敷在工件表面，多用于回轉體工件的涂膏。

　　⑷ 絲網套印法

　　即金屬化膏劑印刷工藝，僅適用于平面工件的涂膏。

　　⑸ 金屬化帶法

　　即通過使用金屬化膏劑制作的金屬化帶，完成大量瓷環端面(平面)的涂膏，多用于大批量生產。對拉帶過程中粘結劑的用量要求嚴格，操作性差，適用范圍窄。

圖1　金屬化扇形片

　　隨著科研、生產水平的不斷提高，各種異型、非回轉體的金屬化瓷件的研制、量產任務越來越多，對金屬化層的厚度、尺寸精度、均勻一致性等提出了很高的要求。如圖1所示，以金屬化扇形片為代表的多品種、小批量的各種高柔性異型金屬化瓷件，其適用的涂膏工藝超出了上述膏劑涂敷方法的范圍。當前只能夠使用純粹的手工涂敷方法，此類非回轉體瓷件進行涂膏。其金屬化膏劑層的尺寸精度、厚度、均勻性、重復精度等均難以保證，且生產效率比較低。

　　為此，本文在傳統噴涂法的基礎上，借鑒噴釉工藝，創新出了噴膏工藝，有效地保證了此類非回轉體、小型化、高精度、高柔性的金屬化瓷件的科研和量產。鑒于噴釉工藝的釉料與金屬化膏劑在密度、顆粒度、粘度等指標上具有相似性，如表1所示。由表1可以看出，噴膏工藝可行。

表1　釉料與金屬化膏劑的密度、顆粒度和粘度

1、實驗方法

　　1.1、實驗條件

　　金屬化膏劑：M11。噴槍：選用與噴釉工藝相同的噴槍中的最小型號，以保證有效噴射區域的最小化，有利于小型化工件的噴涂。工件：95%Al2O3陶瓷平面、圓環、抗拉件；99%BeO陶瓷扇形片。

　　1.2、實驗過程

　　⑴ 將瓷件置于烘箱中以60℃預熱，以利于噴涂在瓷件上的膏劑的附著，避免流膏。

　　⑵ 將金屬化膏劑(M11)經超聲混勻、絲網(300目)過濾，置入噴槍頂置儲料罐中。

　　⑶ 將經過濾芯過濾的壓縮空氣穩壓至0.4MPa。

　　⑷ 根據瓷件的形狀、大小等因素，調整好噴槍的噴孔直徑，使有效噴射區域控制在Φ6cm左右。

　　⑸ 保證與瓷件相同的弧度，以最佳距離(30～50cm)將膏劑噴射到瓷件表面，噴射時間決定了膏劑的厚度。

　　1.3、測試方法

　　⑴ 焊料流散實驗

　　選用異型非回轉體金屬化瓷件常用的Pd-Ag-Cu焊料進行焊料流散實驗，封接參數見表2，焊料流散實驗結果見圖2。

表2　Pd-Ag-Cu封接參數

圖2　Pd-Ag-Cu焊料流散實驗

　　⑵ 封接強度實驗

　　選用標準抗拉件，實驗面噴膏(M11)，中夾可伐片，銀封，封接面積1.22cm2。萬能材料實驗機ZDM　10T/51型，德國。通過德國蔡司IMAGE　A1m 型金相顯微鏡觀察，得到陶瓷-金屬化金相見圖3。抗拉件封接強度如表3所示。

圖3　陶瓷-金屬化界面金相圖

表3　抗拉件封接強度

2、結果與討論

　　通過對圓環曲面、端面，瓷片平面的Pd-Ag-Cu焊料流散實驗，可見焊料流散均勻、光滑、無堆積、基本不間斷、浸潤性較好，符合封接要求。通過封接強度實驗，可見噴膏比手工涂膏的金屬化層更加均勻、一致性好、且致密，強度符合封接行業標準。

3、結論

　　由此，可以初步總結出噴膏工藝的特點：

　　⑴ 相對于傳統的手工涂敷工藝，噴膏工藝能夠比較精確保證膏劑層的厚度、均勻和一致性。

　　⑵ 結合掩膜工藝，保證了膏劑層的尺寸精度。

　　⑶ 與機械精度相結合的噴膏工藝，使以純手工操作為主的涂膏工藝基本可控化，降低了人工因素的錯誤率，提高了成品率。

　　⑷ 噴膏工藝生產效率高于手工涂敷。

　　⑸ 相較于傳統噴涂法，噴膏工藝不僅可以完成回轉體工件的涂膏，更加適用于非回轉體異型工件的涂膏。且不用區分工件大小，加工柔性高。這對于滿足日益增長的非回轉體異型、小型、多品種、小批量的金屬化瓷件的需求尤其重要。某成品見圖4。

圖4　噴膏瓷件

　　⑹ 相較于傳統輥涂法，噴膏工藝可以大幅降低工、模具等輔助成本，有利量產。

　　⑺ 噴膏工藝對金屬化膏劑的性能要求高。本實驗使用M11型金屬化膏劑。

　　⑻ 噴膏工藝與噴釉工藝在很多方面具有相似性。噴釉工藝中的許多成熟經驗成為噴膏工藝的重要基礎。

　　鑒于我們已經在噴釉工藝中引入工業機器人，建成噴釉中心，并已量產。因此，可以在噴膏工藝中同樣引入工業機器人，完全消除噴膏中的人為誤差，實現噴膏自動化。

　　隨著新型掩膜技術的引入，噴膏精度控制的提高，高柔性的噴膏中心將會很快出現，從而使涂膏這一傳統手工操作為主的工藝進入機械自動化，更好地為科研、生產服務。