铁基粉末凝胶注模成形工艺的研究

本文对凝胶注模成形工艺应用于铁基粉末冶金进行了研究。着重研究了凝胶注模成形工艺中分散剂、固相体积分数对浆料流变性的影响,采用该工艺对铁粉进行了成形与烧结。结果表明,加入分散剂可以使浆料黏度降低,有利于成形为复杂形状;随着固相体积分数的增加,浆料的黏度增加。采用合适的工艺参数,制备了相对密度为90%,抗弯强度为517 MPa,抗拉强度为280 MPa的复杂形状的铁基粉末冶金零件。     

凝胶注模法制备复杂形状钨铜复合材料

利用非水基体系凝胶注模法制备了复杂形状钨铜复合材料坯体。研究了分散剂含量以及固相含量对钨铜浆料黏度的影响,绘制了坯体的室温干燥曲线并制订了干燥制度,同时对坯体微观形貌、抗弯强度等进行了表征和测试。结果表明:分散剂添加量为0.15%(质量分数,基于金属粉末质量)时浆料黏度达到最低,在此基础上浆料的固相含量可达到45%(体积分数),满足凝胶注模的要求;坯体先在室温下干燥10h后放入100℃的恒温干燥箱中干燥8h,可得到表面无变形、无开裂的钨铜坯体;随着固相含量的增大,坯体致密性和均匀性均随之提高;坯体表面质量较好,抗弯强度可达到26.9 MPa。     

水溶性环氧树脂的氧化锆陶瓷凝胶注模成型

用分散剂聚丙烯酸铵(NH4PAA)和海因环氧树脂与ZrO_2粉末以及去离子水混合成ZrO_2陶瓷浆料,采用凝胶注模法制备ZrO_2陶瓷坯体,在1 500℃无压烧结后获得ZrO_2陶瓷材料,研究浆料的流变性能,并分析分散剂加入量、固相含量和烧结温度对凝胶注模ZrO_2陶瓷生坯和烧结体组织与性能的影响。结果表明,当分散剂(NH4PAA)和海因环氧树脂的添加量(均为质量分数)分别为0.8%和8%,固相ZrO_2的体积分数为50%时,获得黏度为0.46 Pa/s的适合浇注的ZrO_2陶瓷浆料,所得的陶瓷生坯表面光洁、不起皮、不开裂,强度达61.05 MPa,经过1 500℃烧结后的ZrO_2陶瓷抗弯强度为672.52MPa,相对密度达98.26%,其结构均匀、致密性好,以四方相t-ZrO_2为主。     

水基凝胶注Ti-6Al-4V合金坯体

将凝胶注模工艺应用于金属Ti6Al4V合金粉末的成形,研究了高固相含量的Ti6Al4V合金粉末的料浆的制备,比较了金属浆料与陶瓷浆料的不同。结果表明粉末的颗粒形状是影响浆料固相含量的重要因素,浆料的固相含量随分散剂的增加而增加。最后制备出了固相含量为54%(体积分数,下同)的钛合金粉末浆料和形状复杂的坯体。坯体的抗弯强度随气雾化(GA)Ti6Al4V含量增加先增大后减小,随着坯体的固相含量增大而减小。当GA-Ti6Al4V含量为80%,固相含量为50%时生坯抗弯强度最大,为18.5 MPa。     

316L不锈钢粉末的凝胶注模成形

本文对316L不锈钢粉的凝胶注模成形工艺进行了研究,分析了影响浆料流变性和凝胶化时间的因素,以及单体含量对固化胶体性状的影响.结果表明:加入聚丙烯酰胺作为分散剂可以显著降低浆料的黏度,使不锈钢粉体的固相体积分数达到54%,满足注凝成形的要求;单体的浓度对固化胶体的性质有很大的影响;引发剂和催化剂的加入量越大,聚合诱导期越短.在最佳形成工艺条件下,凝胶注模成形出的不锈钢坯体性能优良,组织均匀,生坯的抗弯强度可达38MPa,烧结体的相对密度达95%,屈服强度可达160MPa,并可成形出形状复杂的较大尺寸的不锈钢坯体.     

凝胶浇注法制备Ti-6Al-4V合金坯体及坯体性能的研究

将凝胶浇注工艺应用于金属Ti-6Al-4V合金粉末的成形,研究了高固相含量的Ti-6Al-4V合金粉末料浆的制备和坯体的抗弯强度.结果表明,料浆固相含量随粉末的松装密度和分散剂的增加而增加.坯体的抗弯强度随气雾化(GA)Ti-6Al-4V含量增加先增大后减小,随着坯体的固相含量增大而减小.当GA-Ti-6Al-4V的质量分数为80%、固相含量为50%(体积分数)时,坯体的抗弯强度最大,为18.5MPa.     

凝胶离心成形制备YG10硬质合金管

将凝胶离心成形工艺应用于YG10复合粉末的坯体成形,研究了固含量对YG10复合粉末浆料的流变性的影响,分析了凝胶离心成形过程中引发剂量和压力对聚合速率的影响,并研究了离心转速对坯体和烧结体性能的影响。结果表明:以油酸作分散剂,制备稳定且流动性好的浆料最佳固含量为50%(体积分数),引发剂的加入量为5mmol/L(相对于预混液的体积),凝胶离心成形过程中压力能够加速浆料的固化,采用自行设计的离心成型机,选择最佳转速4 000r/min,制备出的坯体密度高、无残留气孔,相对密度57%,强度28.3MPa。坯体经真空脱胶烧结1 420℃保温1h制备出YG10硬质合金管,烧结体收缩均匀无变形,组织结构完整无偏析。     

凝胶离心成形制备TiC-FeCrMo硬质合金

将凝胶离心成形工艺应用于TiC-FeCrMo硬质合金的坯体成形,研究了固含量对TiC-FeCrMo复合粉末浆料的流变性的影响,分析了凝胶离心成形过程中压力和聚合速率的关系,并研究了离心转速对坯体和烧结体性能的影响。结果证明:HEMA凝胶体系对TiCFeCrMo复合粉末具有很好的分散性,以油酸作分散剂,制备稳定且流动性好的浆料的最佳固含量为55%(体积分数),凝胶离心成形过程中压力能够加速浆料的固化,采用自行设计的离心成形机,选择最佳转速2 000r/min,制备出大尺寸棒状钢结合金坯体,坯体密度高、无残留气孔,强度高达30MPa,密度为4.07g/cm3,坯体经过真空脱胶烧结一体化烧结,1 420℃保温1h制备出钢结硬质合金烧结体,其密度为6.52g/cm3,抗弯强度1 580MPa。     

钢渣基浆料黏度对多孔吸声材料结构与性能的影响

钢渣和粉煤灰等资源的高效利用是目前中国资源利用领域的研究焦点。用废弃物制备多孔吸声材料是一种具有高附加值的利用途径。以钢渣和高铝粉煤灰为原料,采用有机泡沫浸渍法制备多孔吸声材料。通过内柱体旋转法研究固相含量和增稠剂与浆料黏度的关系,以及对烧结后样品的显微形貌、吸声性能和力学性能的影响。结果表明,在低剪切速率下,随着固相含量和增稠剂含量增加,浆料的黏度逐渐上升;随着剪切速率增加,浆料黏度逐渐降低,并在达到一定剪切速率后保持稳定,但剪切应力逐渐增大。随着固相含量的增加,样品的抗压强度和抗折强度呈现上升的趋势,孔径和孔隙率则逐渐下降,且吸声性能呈现出先升高后降低的趋势。通过制备黏度低且固相含量高的浆料,可以提升样品的吸声性能和力学性能。通过制备样品的最优工艺(经1 160℃烧结1 h)制得样品的主晶相为钙长石,样品的体积密度为573.98 kg/m³、抗压强度为1.0 MPa、平均吸声系数为0.47。     

凝胶注模成形制备铜锡多孔材料的研究

采用非水基凝胶注模工艺,对铜锡复合粉体进行了成形与烧结的研究。非水基凝胶注模的单体为甲基丙烯酸-2-羟基乙酯,溶剂为1,2-丙二醇,交联剂为二乙二醇丙烯酸酯,引发剂催化剂为过氧化苯甲酰-N,N-二甲基苯胺,分散剂采用聚乙烯比咯烷酮。制备出不同固相含量的悬浮液,经过凝胶成形与烧结,得到铜锡烧结多孔材料。探讨了坯体的性能、烧结过程中的收缩率、孔隙率、显微结构和力学性能。结果表明:经过脱模干燥后的坯体抗弯强度最大能达到12.76 MPa,坯体中的金属粉末颗粒均匀分散在有机三维骨架中,对于烧结多孔材料,随着固相含量的增加,烧结体密度增大,烧结收缩率降低,抗压性能提高。烧结试样孔隙率在20%~40%之间,烧结收缩率小于12%,抗弯强度最大为240 MPa,制备的烧结多孔材料孔隙分布均一、能制备复杂形状的部件。     

纳米Al_2O_3陶瓷粉料喷雾干燥制粒

利用喷雾干燥技术对纳米Al_2O_3粉体进行造粒,研究了浆料固含量、粘结剂含量及分散剂含量对喷雾干燥粉体颗粒形貌、结构、松装密度和流动性的影响。结果表明:当料浆固相含量为50%,分散剂和粘结剂分别为固相质量的0.04%和1.0%时,浆料具有合适的粘度和最佳的分散稳定性,喷雾造粒得到的粉体为球形,表面光滑致密,具有较高的松装密度和流动性,能满足各种压制成型的需要。     

ZrO2悬浮液性能研究

采用乙醇为溶剂，PVB为分散剂和粘结剂，对固相的质量分数为55％的ZrO2悬浮液的制备和性能进行了研究。通过测定悬浮液的粘度和最终沉降体积，确定最佳分散剂含量。悬浮液的制备分两个阶段：第一阶段，悬浮液由ZrO2粉、乙醇和质量分数为0．7％的PVB(分散剂)组成，球磨24h，目的是打开颗粒团聚体和润湿粉料；第二阶段，主要是使悬浮液与粘结剂的混合，分别加入不同量的PⅦ(粘结剂)，球磨24h。结果表明，分散剂含量为粉体质量的0．7％时，能使ZrO2粉末得到良好的分散；当粘结剂含量少于6％时，在涂层坯体过程中容易出现裂纹；而粘结剂含量高于6％时，悬浮液中含有较多的气泡。加入0．7％分散剂和6％粘结剂，可以获得粘度适中、悬浮稳定的ZrO2悬浮液。     

羰基镍粉末悬浮液性能研究

湿法成型在降低粉体团聚、改善素坯显微结构均匀性方面有着明显的优势。本工作采用乙醇为溶剂 ,PVB为分散剂和粘结剂 ,对以固相含量为 55% (质量分数 )的羰基镍粉悬浮液的制备和性能进行了研究。包括 :通过测定悬浮液的黏度和最终沉降体积确定最佳分散剂含量 ;含有粘结剂的悬浮液分两个阶段制备 :第一阶段悬浮液由羰基镍粉、乙醇和 0 2 % (质量分数 )PVB(分散剂 )组成 ,球磨 2 4h ,目的是打开颗粒团聚体和润湿粉料 ;第二阶段主要致力于悬浮液与粘结剂的混合 ,分别加入不同量的PVB ,球磨 2 4h。结果表明 ,分散剂含量为 0 2 %(质量分数 ) (相对于粉体 )时能使羰基镍粉末得到良好的分散。当粘结剂含量少于 6 % (质量分数 )时 ,在涂层坯体过程中容易出现裂纹 ,而粘结剂含量高于 6 %(质量分数 )时 ,悬浮液中含有较多的气泡。含 0 2 % (质量分数 )分散剂 ,6 % (质量分数 )粘结剂时可获得黏度适中 ,能够稳定悬浮的羰基镍粉悬浮液     

助剂用量对反应烧结碳化硅结构及力学性能的影响

以碳化硅、碳黑和石墨为原料, 聚乙烯吡咯烷酮K90、K30为分散剂, 聚甲基丙烯酸铵CE-64为减水剂, 采用注浆成型工艺制备碳化硅素坯, 并在1700℃下对素坯进行反应烧结制备碳化硅成品, 研究了分散剂、减水剂用量对浆料黏度、素坯密度、素坯孔隙率和成品微观组织及力学性能的影响。结果表明: 随着助剂用量的增加, 浆料黏度总体上呈现下降趋势, 素坯密度呈先降后升趋势, 素坯孔隙率呈先升后降趋势。当K90、K30、CE-64的质量分数分别为3.8%、2.0‰、4.3‰时, 所得素坯的孔隙分布均匀, 素坯中碳化硅分布较为疏松, 渗硅通道较多, 有利于碳和硅粉的充分反应, 获得的烧结制品性能优良。     

Preparation of transparent Y2O3 ceramic by slip casting and vacuum sintering

In the present work transparent Y2O3 ceramics were made by slip casting and vacuum sintering of nanopowders with sodium poly-acrylic acid(PAA-Na) as dispersant.The rheological properties of Y2O3 nanopowder slurry were investigated using different amounts of dis-persant and solid contents.The microstructures and transmittance of the sintered ceramics were also studied by means of scanning electron microscopy(SEM) and ultra-violet visible spectrometry.The results showed that rheological behaviors of the Y2O3 nanopowder slurry were effectively promoted by sodium polyacrylic acid.Highly dispersive and stable slurries were obtained as the dispersant was added over 1.0 dwb% under the fixed conditions of pH 11 and 45 wt.% solid content.All the slip cast green bodies were sintered into highly dense ceramics after sintering at 1700 oC for 5 h in vacuum,wherein the sample added with 1.1% sodium polyacrylic acid exhibited the highest relative den-sity of 99.36% and transmission of 30% at 800 nm wavelength.     

非水基凝胶注模成形高氮无镍不锈钢粉末的研究

采用自主开发的非水基凝胶注模工艺,对高氮无镍不锈钢粉末进行了凝胶注模成形的研究.单体为甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(HEMA);溶剂为1,2-丙二醇;交联剂为二乙二醇二丙烯酸酯(DEDA);引发剂为过氧化苯甲酰(BPO);催化剂为N,N-二甲基苯胺(DMA);分散剂为聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP).制备出固相含量为60%的悬浮液,经凝胶注模成形与烧结,得到了高氮无镍不锈钢试样,在保持氮含量的基础上,相对密度为92.4%,硬度为80HRB,抗拉强度为390MPa,且能够制备复杂的形状.所开发的非水基凝胶注模体系能够为金属粉末的成形开辟一种新型的方法.     

Low-Cost Fabrication for ZrO2-Based Electrolyte Thin-Substrate by Aqueous Gel-Casting

Yttria stabilizedzirconia (YSZ)isthemostcom monelectrolyteinSolidOxideFuelCells (SOFCs)be causethematerialpossessesanadequatelevelofoxy gen ionconductivityandexhibitsdesirablestabilityinbothoxidizingandreducingatmospheres[1] .YSZsolidelectrolytewasfabricatedbydrypressingoriginally .Latercommencingsomeothermethods[2 ] ,suchashotpressing ,hotisostaticpressing (HIP) ,plasmaspray ing ,injectionmolding ,skullmelting ,calendering ,chemicalvapordeposition (CVD ) ,electrochemicalvapordeposition…     

Granulation of Nano Alumina Powder for Improved Flowability by Spray Drying

This paper reports on the methodology adopted for obtaining near spherical agglomerated Al₂O₃ powders which enables them to be coated by plasma spray technique on titanium alloys. An attempt was made on spray drying alumina slurries with polyethylene glycol as binder and sodium hexametaphosphate as a dispersant. The effect of pH on the stability and viscosity of the slurry was established and also the rheological behavior of the slurry was studied in detail. Uniform agglomerated particles were obtained by spray drying the slurry containing 22 vol% alumina, 6 wt% polyethylene glycol and 0.02 wt% sodium hexametaphosphate as a dispersant.     

含水量对喷雾干燥钼粉性能的影响

将钼粉末和聚乙烯醇（PVA）水溶液按一定比例配置悬浮浆料,经喷雾造粒后进行连续自动压制成型,研究了不同含水量对喷雾干燥钼粉松装密度、流动性和成型性的影响。结果表明：随着含水量的增加,喷雾干燥钼粉松装密度减小,流动性变差;在自动压制成型过程中,随着含水量的增加,填充密度、成型压力降低,压制回弹减小,水含量为0．08％～0．16％（质量分数）时压制效果较为理想。