陶瓷墙地砖坯体强度分析和强度影响因素及坯体压制特征探讨

根据力学理论综合分析了墙地砖坯体强度的形成机理及影响坯体强度的因素,如层裂、含湿度、致密度等.并对坯体强度与致密度;致密度与压制力及坯料之间的关系以及层裂对强度的影响进行了简要的分析.最后对满足坯体强度压制特征作了初步探讨.     

冷等静压成型压制工艺对坯体性能的影响

将Si粉(粒度≤0.044mm)和聚乙烯醇水溶液(PVA,其中聚乙烯醇质量份数为5%)按85:15的质量比混匀,过筛造粒,振动装料后进行冷等静压成型,研究了成型压力、升压速度和保压时间对硅粉坯体强度和密度的影响。研究表明:对于硅粉来说,随成型压力的增加,坯体的密度和强度随着增大,但压力增大到275MPa后,坯体密度和强度趋于恒定,密度约为1.61g/cm~3,强度约为2.0MPa。保压时间对截面尺寸小的坯体的密度和强度影响不大,密度最大值与最小值相差约0.03g/cm~3,变化率仅为1.96%;强度最大值与最小值相差约0.1MPa,变化率约为6.71%。升压速度对截面尺寸小的坯体的密度和强度影响不大。     

PE–UHMW粉坯压制

在室温下制备了超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)粉坯,考察了压制压力和时间对PE–UHMW粉坯密度和尺寸的影响。结果表明,PE–UHMW粉坯密度随压制压力增大呈现非线性变化,压力较低时,粉坯密度随压力提高快速增大,压力达到40 MPa后,粉坯密度增加缓慢;压制压力越高,粉坯密度达到该压力下极限值的时间越短,压制压力为40 MPa时,压制12 min后粉坯密度便趋于不变;粉坯出模后轴向弹性膨胀随压制压力的提高呈现先增大后减小的趋势,径向弹性膨胀不明显,其值最大仅为1.19%。     

陶陶墙地砖坯体强度分析和强度影响因素及坏体压制特征探讨

根据力学理论综合分析了墙地砖坯体强度的形成机理及影响坯体强度的因素,如层裂、含湿度、致密度等。并对坯体强度与致密度;致密度与压制力及坯料之间的关系以及层裂对强度的影响进行了简要的分析。最后对满足坯体强度压制特征作了初步探讨。     

铁封玻璃造粒粉的制备与性能研究

研究了3种铁封玻璃浆料体系与不同压力式喷雾干燥工艺参数对造粒粉基本性能(颗粒度、流动性、松装密度)的影响,并且研究了由造粒粉压制而成的坯体的密度和强度,以及坯体的排胶率、烧结收缩率和烧结密度等。结果表明,通过选取适当的粘结剂,采用60%~70%(质量分数)的固含量,0.7 mm直径的喷嘴和2~3 MPa的喷雾压力,可以使铁封玻璃造粒粉获得理想的工艺性能,如适当的粘合强度、可压性、可脱模性和可排胶性。     

粉体表面改性对α-Al2O3陶瓷干压成型性能及制品强度的影响

利用有机羧酸与氧化铝等粉体表面的羟基的酯化反应, 将引起团聚的强极性多羟基表面结构改变成为由碳氢长链覆盖的非极性有机表层结构.这种粉体改性消除了粉体间的硬团聚, 降低了压制成型过程中内摩擦力; 大幅度提高了陶瓷坯体和制品的均匀性及致密度; 显著提高了制品的强度.     

固相含量对淀粉原位凝固成型氧化铝陶瓷工艺中浆料流变性能及坯体性能的影响

探讨了固相含量对淀粉-Al2O3悬浮浆料的流变特性、固化行为、成型坯体显微结构和性能的影响。通过酯化淀粉原位凝固成型工艺可成型出结构完好、致密度较高的陶瓷坯体。研究表明浆料表观黏度随固相含量的增加而增加,但即使是固相体积分数为58%的高浓悬浮浆料,表观黏度仍小于1mPa·s,易于注模;随固相含量的增加,坯体的线收缩率和干燥强度下降,而坯体的相对密度不断增加;固相含量对坯体的微观结构和气孔分布也有显著影响。     

超细粉注浆成形制备Y—TZP

对用超细ZrO2粉体制制备料浆进行了研究，调制出流动性良好的ZrO2料浆，注浆生坯密度最大可达3．15g/cm^2，研究了料浆调制过程对坯体烧结性能的影响；注浆坯体在1600℃烧结得到接近致密的TZP材料。     

热膨胀反向承压气氛烧结制备高致密度Ti_3SiC_2陶瓷

介绍了一种新型的Ti_3SiC_2陶瓷的制备方法。通过利用烧结过程中模具及承压粉自身的膨胀产生应力,反向作用于陶瓷坯体,使高温陶瓷坯体烧结致密化。该方法具有工艺可控,无需复杂设备,无尺寸及形状限制等优点。采用此方法实际合成的Ti_3SiC_2陶瓷致密度可以达到95%,接近热压合成Ti_3SiC_2陶瓷的致密度,测试电阻率达到2.8×10~(-7)Ω·m,表面硬度达到329HV,在900℃以下具有良好的抗氧化性,具有广泛的应用价值。     

水分和粘结剂含量对坯体冷等静压成型和性能的影响

以Si粉(粒度≤0.044mm)和聚乙烯醇水溶液(PVA,其中聚乙烯醇质量份数为5%)按一定比例混匀,过筛造粒,振动装料后进行冷等静压成型,研究了水分和PVA含量对硅粉坯体成型和性能的影响。研究表明:当水分含量大于1wt%时,粉料填充密度低,填充不均匀,导致压制时压缩比大,压缩不均匀,坯体外形不规整;当水分在0.5～1wt%时,硅粉填充密度较大,粉料的成型性较好,粉料中水分含量确定为0.5～1wt%。当加入的PVA的量从5wt%增加到15wt%时,坯体强度随PVA含量增加而增加;当加入的PVA的量从15%wt增加到25wt%时,坯体强度有降低的趋势,而且坯体中存在残余颗粒团聚体;当加入的聚乙烯醇溶液质量份数为15wt%时,坯体强度最大(约1.62MPa),并且不存在残余颗粒团聚体,确定粘结剂含量为15wt%。     

颗粒级配对硅碳棒热端密度及性能的影响

采取相同的塑化剂配方和成型压力,研究了碳化硅颗粒级配(粗粉800～1600μm,中粉100μm,细粉1.2～14μm)对硅碳棒热端挤出密度以及电性能和抗氧化性的影响。结果表明:1)在硅碳棒热端塑性挤出工艺中,当粗、中粉之和与细粉(含塑化剂)的体积比为7:5时,坯体的挤出成型密度最高;2)在硅碳棒热端的挤出成型中,粗、细粉的粒径都对坯体密度有较大的影响,当粗粉为1.4mm占40%(体积分数,下同)和600μm占25%,中粉为100μm占10%,细粉为5μm占25%时,制得坯体的密度高达2.56g.cm-3;3)硅碳棒热端的电阻率与碳化硅颗粒烧结颈的多少和粗细有很大关系,合适的级配能使硅碳棒中的碳化硅颗粒基本烧成一体,减少其颗粒之间的界面,从而提高制品的导电性能和抗氧化性能。     

粉体表面改性对α—AI2O3陶瓷干压成型性能及制品强度的影响

利用有机羟酸与氧化铝等粉体表面的羟基的酯化反应，将引起团聚的强极性多羟基表面结构改变成为由碳氢长链覆盖的非极性有机表层结构，这种粉体改性消除了粉体间的硬团聚，降低了压制成型过程中内磨擦力；大幅度提高了陶瓷坯体和制品的均匀性及致密度；显著提高了制品的强度。     

烧结刚玉骨料致密度对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响

为了研究烧结刚玉骨料致密度对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响,首先以工业Al₂O₃粉为原料制备不同致密度的烧结刚玉;然后以不同致密度的烧结刚玉为骨料制备刚玉-尖晶石浇注料,并研究了刚玉-尖晶石浇注料的致密度、强度、抗热震性和抗渣性等性能。结果发现：1)随着工业氧化铝粉成球坯体致密度的增大,制成的烧结刚玉的致密度和晶粒尺寸逐渐增大。2)随着烧结刚玉骨料致密度的增大,刚玉-尖晶石浇注料的需水性减小;烧后浇注料的致密度和常温强度增大,抗热震性变差。抗渣侵蚀性除采用体积密度为3.45 g·cm^-3的烧结刚玉骨料的浇注料明显较差外,其他浇注料的差别不大。3)综合考虑,烧结刚玉骨料的体积密度以3.51～3.55 g·cm^-3为佳。因此,不能片面地认为烧结刚玉的体积密度越大越好;过高的体积密度会导致耐火材料抗热震性能变差,并增加耐火材料单重。     

等静压成形工艺的优化研究

本文研究了等静压成形工艺过程中氧化铝造粒粉料成形后的坯体相对密度和强度随着各成形参数的变化而变化的规律,并进一步研究了其对烧结收缩的影响。实验表明:随着压力的增大,坯体密度逐渐提高,强度也相应增大;保压时间对坯体的相对密度影响不明显;在成形压力范围内,坯体相对密度对烧结之后的试样致密度影响不大。     

α-Si3N4粉体原料对多孔氮化硅陶瓷微观组织和力学性能的影响

以具有相似粒径的国产和进口α-Si_3N_4粉体为原料、Y_2O_3为烧结助剂,1 750℃常压烧结制备多孔氮化硅陶瓷,对比粉体的影响。国产粉的球形度比进口粉要差,但是二者的成形坯体和烧结体均具有相似的致密度,并且进口粉制备的样品具有细棒状晶的微观组织和较高的强度。对2种α-Si_3N_4粉体引入Y_2O_3–Al_2O_3复合助剂体系进行的烧结研究表明:α-Si_3N_4粉体通过影响颗粒重排和溶解–沉淀过程影响不同烧结体的致密化和相转变,国产粉相变速率快而致密化慢,由此解释了多孔氮化硅陶瓷存在微观结构和强度差异的原因。     

陶瓷添加剂对Al_2O_3陶瓷成形工艺的影响研究

陶瓷添加剂是陶瓷制备过程中添加的用以改善陶瓷浆料,坯体等性能的无机或有机精细化工原料。在氧化铝陶瓷浆料制备中,为获取更好流动性的浆体,往往添加一定数量的表面活性剂加以改善;为增强氧化铝成形坯体的强度,可通过添加一定的粘合剂进行改善。本文通过分散剂的基团分析,探究了分散剂分散机理,并研究了分散剂加入对氧化铝坯体致密度的影响;通过对改性淀粉的加热粘度分析,探究了改性淀粉在氧化铝陶瓷制备中的重要应用原理;通过添加消泡剂对气孔率影响的分析,使坯体气孔率有较显著改善。     

改性SiC注浆工艺对坯体密度的影响

主要研究了固相含量与粘度、消泡剂和石膏模对亚氨基二乙酸改性SiC料浆注浆成形坯体密度的影响。结果表明,当料浆固相含量较低、粘度较小时,增大固相含量能提高坯体密度;而当固相含量较高、粘度较大时,降低粘度能有效地提高坯体密度。加入适量合适的消泡剂可适当提高坯体的致密性,同时石膏模的成分和膏水比对坯体密度的影响较大。当半水石膏的两种类型的比例(β/α)为5∶5、膏水比为1.8∶1时,注浆成形坯体密度达最大,为2.589 4g/cm3。     

Co粉粒度对Co基绳锯串珠胎体性能的影响

通过在同一配方条件下,使用不同粒度的Co粉,以相同致密度的工艺条件制作试样块,并综合性能的对比,以此来研究Co粉的粒度对Co基结合剂串珠胎体的影响.实验结果表明,Co粉粒度的减小不仅能提高串珠胎体的致密度和力学性能,还能提高烧结体对金刚石的机械包镶能力.     

添加剂对自反应喷射成形Ti(C_(0.3),N_(0.7))-TiB_2基复相陶瓷结构及性能的影响

为了改善自反应喷射成形Ti(C0.3,N0.7)-TiB2基复相结构陶瓷坯件的组织和性能,以Ti-B4C-C(以蔗糖为前驱体)/5%(质量分数,下同)Al为基础体系,再分别添加不同质量分数的Co粉和Ni-Al合金粉(Co+Ni-Al),进行自反应喷射成形制备陶瓷坯件,所用自反应喷射成形是采用自蔓延高温合成粉体和空气火焰粉未喷涂技术相结合的涂覆成型。比较了Co和Ni-Al对喷射坯件组织结构及性能的影响。研究发现:加入10%(Co+Ni-Al)粉末后,坯件的主相仍为Ti(C0.3,N0.7)和TiB2,但发现少量由TiCo和TiNi组成的白色新相,Ti(C0.3,N0.7)晶粒显著细化,坯件的致密度、硬度和断裂韧性都有明显提高。保持Co+Ni-Al含量10%不变,随Co与(Co+Ni-Al)质量比的增大,Ti(C0.3,N0.7)晶粒尺寸趋于均匀,TiB2晶粒逐渐转变为规则的六方片晶,且晶粒尺寸变大,TiCo和TiNi在坯件中分布趋于均匀,坯件断裂韧性逐渐增加,而硬度和致密度逐渐下降。     

精确控制堇青石玻璃陶瓷的烧成收缩率

液相烧结体系的产品烧成收缩率很难得到精确控制,用粉煤灰作原料烧结堇青石玻璃陶瓷,确定了产品的烧成收缩率与坯体的体积密度有对应的负相关的曲线关系。可以通过这种曲线关系用坯体的体积密度来预测产品的烧成收缩率和产品在不同方向上的收缩率,并且通过控制坯体的体积密度来精确控制产品的尺寸。还从产品制备工艺上确定了粉料加水量,练泥造粒过程,坯体成型压力对坯体的体积密度的影响关系。