影响高固相含量β-TCP浆料流变性因素的研究

为了制备出高固相体积含量、分散性好的β-TCP陶瓷浆料,系统地研究了影响β-TCP浆料流变性的因素如浆料的pH值、分散剂的用量、固相含量、球磨时间等.实验表明,当pH值=9时,加入2vol%左右的分散剂,球磨8h,能够制备出满足凝胶注模成型工艺的高固相含量、低粘度β-TCP/BG陶瓷浆料.     

氧化铝陶瓷浆料黏度影响因素的探讨

凝胶注模成型工艺的关键是高固相含量、低粘度的氧化铝浆料悬浮液的制备,要有利于注模操作,同时保证产品强度,所以浆料的黏度对于该工艺至关重要。因此,本文通过设计一组三因素三水平的正交实验探讨了分散剂、PH和球磨时间等因素对氧化铝陶瓷浆料黏度的影响。通过实验可以发现分散剂的含量对浆料粘度的影响最大,所以又单独通过实验分析了分散剂对陶瓷浆料粘度的影响。最终通过实验得到的结论为:分散剂加入为2wt%,球磨时间为2个小时,PH值为9,一定体积分数陶瓷浆料的粘度最小。     

氧化铝陶瓷凝胶注模成型工艺的研究

探讨了陶瓷凝胶注模成型的机理和特点,研究了固相体积含量、pH值、分散剂等对制备低粘度、高固相体积含量的氧化铝陶瓷悬浮液的影响.实验结果表明,固相体积分数为55%,浆料的粘度可以满足注模的需要时坯体抗弯强度可达30MPa.控制pH值为9左右,加入8%(质量分数)的PMAA-NH4分散剂,可制得粘度低、流动性好适宜于复杂形状制品注模的陶瓷浆料.     

复杂结构的压电陶瓷成型工艺研究

快速成型和凝胶注模的有机结合是制备复杂结构陶瓷体的有效方法,该工艺的关键是制备高固相、低黏度的注模浆料.采用快速成型和凝胶注模制备复杂结构的PMN-PZT压电陶瓷,重点讨论了分散剂、浆料pH值和球磨时间对注模浆料黏度的影响,并对该工艺和传统模压成型工艺制备的样品进行了形貌分析和电学性能测定.结果表明:当分散剂用量在0.9%~1.1%,pH值为10.5~11.5,球磨时间为8 h时,可以制备出固相含量为55%,黏度小于1 Pa.s的压电陶瓷浆料.使用该浆料制备的复杂结构压电陶瓷体与模压成型工艺相比,显微结构均匀致密、晶粒大小与晶界分布均匀,气孔率更小,电学性能更均匀.     

凝胶注模在PMN-PZT压电陶瓷中的应用

将凝胶注模成型技术应用于三元系压电陶瓷PMN-PZT的制备工艺中,重点讨论了分散剂、浆料pH值和固相含量对注模浆料粘度的影响,制备出固相含量高达55%(体积分数)、粘度<1Pa.s的压电陶瓷悬浮体,使用该浆料可获得达理论密度95%以上的致密PMN-PZT压电陶瓷。     

NiO/YSZ陶瓷料浆的流变性质研究

本工作详细研究了碳黑粉、固含量、球磨时间、分散剂用量和pH值对NiO/YSZ陶瓷料浆流变性质的影响.结果表明:料浆均表现出剪切变稀行为,且为假塑性流体;确定了最佳实验参数,当pH=9,分散剂用量为2%(体积分数),球磨4h的NiO/YSZ水基料浆稳定性好,适合于成型SOFC的Ni/YSZ阳极材料,并最终制备出体积分数为50%,适合浇注的NiO/YSZ陶瓷料浆.     

注凝成型制备ZTA复相陶瓷

讨论了pH值、分散剂添加量、 ZrO₂(3Y)含量和固相体积分数对氧化锆增韧氧化铝(Zirconia toughened alumina, ZTA) 陶瓷注凝成型浆料粘度的影响,研究了注凝成型的烧结样品的性能和显微结构。结果表明,当pH值为8.5、分散剂添加量为0.9%时,可以制备固相体积分数达55%的低粘度ZTA (20%ZrO₂) 悬浮体。高固相悬浮体制备的烧结试样具有结构致密、ZrO₂分布较均匀和t-ZrO₂含量高等特征,其强度和断裂韧性分别达631.5 MPa和7.64 MPa · m1/2。      

蔗糖脂肪酸酯对碳化硅浆料分散性的影响

以蔗糖脂肪酸酯(SE)为分散剂制备得到稳定性好、分散性高的SiC水基浆料,研究SiC浆料pH值、分散剂含量、浆料固相体积分数等因素对SiC浆料分散性的影响,并对SE的作用机理进行分析。结果表明:使用SE作为分散剂,能够均匀有效地分散SiC浆料,且能制备得到分散性优异的高质量浓度SiC浆料;当浆料pH值为10、分散剂质量分数为25%、SiC体积分数为20%～30%时,SiC粉末颗粒能够均匀地分散在水基体系中,此时SiC浆料的流动性和分散性最好,并最终制备SiC浆料的固相体积分数高达65%。     

Fabrication of ZrO2/AI203 green body through gelcasting process using low-toxicity monomer DMAA

采用低毒的单体N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）制备了氧化锆增韧氧化铝（ZrO2／A12O3）坯体。讨论了分散剂的用量、ZrO2／Al203浆料的pH值、粉体中Zr02含量、粉体所占浆料的固相体积分数、球磨时间、预混液中DMAA的浓度（质量分数）对ZrO2／Al203浆料黏度的影响。并研究了注凝成型ZrOz／Al203坯体的性能和显微结构。结果表明,当浆料pH值为9,分散剂的添加量为ZrO2／A1203粉体质量的0．6％,球磨时间为6h,ZrO2／Al203浆料具有最小的黏度。固相体积分数的提高和DMAA加入量的增大都会提高ZrO2／A12O3浆料的黏度,ZrOz的加入会降低浆料的黏度。用DMAA制备得到的ZrO2／Al203坯体结构均匀,抗弯强度达到25MPa。     

不同分散剂在压电陶瓷浆料制备中的作用

高固相、低粘度浆料的获得是凝胶注模成型工艺实现的关键，而分散剂在浆料制备中作用至关重要，采用柠檬酸三胺（TAC）和聚甲基丙烯酸胺（PMAA-NH4）作为压电陶瓷PMN-PZT浆料的分散剂，讨论了两种分散剂对浆料稳定性和流变性的影响。对加入分散剂前后的PMN-PZT浆料进行粒度测定和扫描电镜分析，结果表明：两种分散剂均能减少陶瓷浆料中的颗粒团聚，使颗粒分散更均匀，PMAA-NH4的分散效果优于TAC。     

ZrO2/Al2O3多孔陶瓷的制备与力学性能

采用凝胶-发泡法制备了ZrO2/Al2O3多孔陶瓷,研究了陶瓷浆料的流变性,固相含量对多孔陶瓷坯体显微结构与力学性能的影响,以及烧结助剂MgO含量与多孔陶瓷抗压强度及气孔率之间的关系.结果表明,在分散剂含量为0.4％(质量分数),球磨4 h,pH值为4的条件下,陶瓷浆料的黏度较低,有利于凝胶注模.固相含量增加,坯体气孔率下降.过高的固相含量使浆料流动困难,注模时引入空气导致坯体内形成较大的气孔甚至裂纹,使坯体抗压强度下降.由ZrO2引起的相变增韧及微裂纹增韧可有效改善多孔陶瓷的力学性能.随烧结助剂含量增加,多孔陶瓷气孔支撑体致密化程度增大,气孔率降低,抗压强度明显升高.多孔陶瓷的抗压强度最高达30 MPa.引入适量的ZrO2及烧结助剂,可制备气孔率适中、抗压强度高的多孔陶瓷.     

用凝胶注模成型制备压电陶瓷体及其电学性能研究

对PZT陶瓷浆料胶体化学特性进行了研究,成功制备了高固相含量低粘度的PZT陶瓷浆料.对含不同分散剂凝胶注模成型PZT样品电学性能的研究及其与普通干压法制备样品的比较表明,成型过程中的各种有机添加剂如单体和交联剂等不会对PZT的性能造成影响,而某些无机成份如选择不当的分散剂,则会起到一种掺杂剂的作用,从而影响成型后样品的各种电学性能.本文结果说明,对于电子陶瓷材料,在应用凝胶注模这种成型方法时,必须考虑各种添加剂可能对样品性能造成的影响     

0.94Na0.5Bi0.5TiO3-0.06BaTiO3无铅压电陶瓷凝胶注模成型

为了探索无铅压电陶瓷凝胶注模技术,对0.94Bi0.5Na0.5TiO3-0.06BaTiO3陶瓷的水基凝胶注模成型方法以及对材料结构和性能的影响进行了研究.研究结果表明,在陶瓷浆料悬浮液中加入0.5wt%聚甲基丙烯酸铵(PMAA-NH4)分散剂,调节pH值为9.2,可以得到高固相含量(50vol%),低粘度(<1Pa·s)的稳定陶瓷浆料悬浮液·并用浓度为10wt%的过硫酸铵溶液对生坯进行了8～10h的浸泡预处理,使后续干燥过程容易进行,易于得到无缺陷的陶瓷坯体. SEM形貌分析表明,经凝胶注模工艺制备的陶瓷,其晶粒均匀,结构致密,压电性能优良,其d33=132pC/N,εr=1319,tgδ=0.019.     

CPP/β-TCP双相磷酸钙陶瓷的制备

将聚磷酸钙(CPP)与生物羟基磷灰石(HA)复合制备出非晶态CPP/晶态β-TCP新型双相磷酸钙生物陶瓷,研究了CPP的含量和煅烧温度对其相组分、烧结性能和力学性能的影响.结果表明,高温下HA与CPP反应生成β-磷酸三钙(β-TCP)和水。当初始原料中CPP的含量(质量分数,下同)高于10%时,可制备出新型双相磷酸钙生物陶瓷CPP/β-TCP;当CPP的含量低于10%时,可制备出以HA/β-TCP为主相的复相陶瓷。在CPP含量为0-15%、煅烧温度高于1250℃或CPP含量为15%-30%、煅烧温度为1150-1250℃的条件下,都可制备出抗压强度较高的复相磷酸钙陶瓷。     

冷冻干燥法制备高气孔率、低介电的Si_3N_4陶瓷

采用冷冻干燥法制备具有低介电、定向双峰孔径分布的多孔Si_3N_4陶瓷,并利用Zeta电位、流变仪研究分散剂种类、含量及pH值对浆料的影响。结果表明:当分散剂为聚丙烯酸铵(NH_4-PAA)且其含量为0.8%(质量分数),浆料pH值在10左右时浆料的分散效果最好。利用压汞仪、XRD、SEM与矢量网络分析仪研究了粘结剂含量与固相含量对多孔陶瓷微观结构与性能的影响。结果表明:随着粘结剂含量与固相含量的增加,陶瓷的气孔率下降,力学性能增强。当固相含量由15%(体积分数)增加至40%(体积分数)时,气孔率由82.9%降低至40.6%,抗弯强度由(1.2±0.2) MPa增加到(94.7±5) MPa,抗压强度由(2.1±0.5) MPa增加到(314±8) MPa,介电常数由1.5增加至3.7(12.4～18 GHz波段内)。通过冷冻干燥法制备的多孔Si_3N_4陶瓷在过滤、催化剂载体、透波材料等领域具有更广阔的应用。     

空心涡轮叶片凝胶注模陶瓷浆料的设计与制备

为获得较低的黏度、较好流动性以及高固相含量的陶瓷浆料,采用同轴圆筒旋转黏度计,测试了不同配方双峰级配电熔刚玉粉体浆料的表观黏度,研究了粉体粒径、颗粒形貌以及级配比例对浆料流动性和固相含量的影响规律.研究表明:粗细颗粒的大粒径比、规则球形、宽粒度分布有利于制备低黏度高固相含量的陶瓷浆料.成功制备了表观黏度仅为0.411 Pa·s、固相含量为63%的陶瓷浆料,制备的陶瓷铸型在1 300℃下的强度大于18 MPa,烧成收缩率小于1%.     

Al_2O_3陶瓷膏体3D打印挤出成型流变性（英文）

陶瓷膏体3D打印挤出成型工艺中,膏体具有低粘度,高稠度和流变性是陶瓷膏体配制需要保证的关键性能,对坯体的密度、成形精度等有较大影响,进一步影响陶瓷器件的成品率。陶瓷膏体的流变性受较多因素影响,本研究通过单因素实验和正交实验研究了固相含量、分散剂含量、pH值和球磨时间对陶瓷膏体流变性能的影响,获得了适应于3D打印挤出成型工艺流变性的A12O3陶瓷膏体,并利用得出的膏体进行打印成型实验和性能分析。研究结果表明:随着固含量的增加,膏体的粘度逐渐增加,流变性能下降。相反,随着分散剂含量和球磨时间的增加,膏体的粘度先减小后增加,而流变性能先增加后减小。另外,随着膏体pH值的升高,粘度先增大后减小,而流变性能先减小后逐渐增大。当固相含量、分散剂含量、pH值和球磨时间分别为51vol.%、0.3vol.%、3和36h时,可以获得具有较好流变性能的陶瓷膏体。     

氮化硅粉体的水基流延研究

本文采用国产的α-氮化硅粉(d50=1μm),测定了粉体的zeta电位.根据粉体的表面性质,选用聚丙烯酸钠作为分散剂,分析了pH值、分散剂对氮化硅粉体zeta电位以及浆料粘度的影响,确定了良好分散的Si3N4浆料的pH值和分散剂含量分别为10和1wt%.选用PVA为粘结剂,PEG为塑性剂,二者在浆料中的含量分别为5wt%和2.5wt%.最后,制备了氮化硅水基流延膜,并用SEM对得到的流延膜进行了表征.     

陶瓷凝胶注模成型工艺的研究与发展

论述了凝胶注模成型工艺的几种凝胶体系,包括丙烯酰胺凝胶体系、高聚糖凝胶体系、壳聚糖凝胶体系、蛋白藻酸钠凝胶体系以及尿素-甲醛凝胶体系.分析了分散剂对制备低粘度、高固相浆料的影响,并简要讨论了复相陶瓷的凝胶注模成型工艺.     

α-Al_2O_3稳定浆料的研究

本文研究了分散剂种类及数量、pH值等对大颗粒α－Al2O3陶瓷浆料稳定性的影响，得到了具有一定粘度和流动性适于制备α－Al2O3陶瓷膜管的稳定浆料．