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%.     

多孔氧化铝陶瓷的凝胶注模成型

选用石墨粉作为造孔剂,加入已分散良好的氧化铝浆料中,球磨均匀后注模成型。成型后的坯体在1520℃保温烧结2h,获得了分布均匀,孔径为15－30μm的多孔氧化铝陶瓷。     

多孔氧化铝陶瓷的凝胶注模成型

选用石墨粉作为造孔剂,加入到已分散良好的氧化铝浆料中,球磨均匀后注模成型。成型后的坯体在１５２０℃保温２ｈ,获得了分布均匀、孔径为１５～３０μｍ的多孔氧化铝陶瓷。本文对浆料的配制进行了详细地讨论。     

凝胶注模常温发泡制备氧化铝多孔陶瓷

以高纯氧化铝为原料,通过起泡结合凝胶注模成型的方法制备了孔隙率为77%～85%、孔径为40～200μm的氧化铝多孔陶瓷.多孔陶瓷组成为α-Al2O3.多孔陶瓷的微结构可通过固含量与发泡剂加入量的改变进行调控.多孔陶瓷的耐压强度为9.40～32.50MPa,且对其断裂方式进行了研究.多孔陶瓷在1000℃下的热导率为0.80 W.(m.K)-1.     

碳化硼陶瓷凝胶注模成型工艺研究

研究了分散剂用量、固相体积含量对碳化硼浆料粘度的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)对素坯微观结构进行了表征。结果表明,以正辛醇为分散介质,当分散剂CH-10S用量为3%(质量分数)时,可以制得固相体积含量为55%的碳化硼浆料。素坯的抗弯强度为38MPa,且素坯中碳化硼颗粒堆积紧密,而且颗粒分散均匀。     

凝胶注模工艺制备高强度多孔氮化硅陶瓷

采用凝胶注模成型工艺,成功地制备了具有高强度、结构比较均匀并有较高气孔率的氮化硅多孔陶瓷。本文研究了制得的多孔氮化硅的力学性能和微观结构,并讨论了获得高性能的原因。结果表明,采用适当的成型条件可制备出结构均匀、强度高、加工性能优良的坯体,烧成的多孔氮化硅陶瓷强度均>150MPa,气孔率>50％。SEM照片显示气孔是由长柱状β-Si3N4晶搭接而成的。均匀的气孔分布和柱晶结构是获得高性能的主要原因。     

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.     

精密陶瓷凝胶注模成型工艺评述

陶瓷的成型和加工问题一直是困扰无机陶瓷材料应用的主要技术难点，也是陶瓷材料研究最为重要的课题之一。上世纪九十年代初发展起来的凝胶注模成型工艺，是一种近净尺寸陶瓷成型技术，它为解决陶瓷材料的加工成型问题提供了一条有效的工艺途径。本文简要介绍了陶瓷凝胶注模工艺和陶瓷浆料的基本组成，讨论了影响聚合反应速率、浆料流变性和陶瓷坯体性能的多种因素，并对陶瓷凝胶注模成型工艺的最新进展给予了评述。     

氧化铝基陶瓷凝胶注模成型工艺的研究——(I)悬浮体的制备及流变特性

本文研究了单相α－Ａｌ２Ｏ３及ＺｒＯ２（３Ｙ）－Ａｌ２Ｏ３复相陶瓷的凝胶注模成型工艺,着重研究了低粘度高固相体积分数浓悬浮体的制备及其固化。在碱性条件下,用自制的分散剂ＭＮ制备出固相含量高达６５ｖｏｌ％、粘度为２６７ｍＰａ．ｓ的α－Ａｌ２Ｏ３浓悬浮体,以及低粘度下固相含量达５５ｖｏｌ％的１０ｖｏｌ％ＺｒＯ２（３Ｙ）－Ａｌ２Ｏ３复相陶瓷浓悬浮体。并研究了凝胶注模奄型坯体的性能。     

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.     

HEMA-TBA凝胶体系制备多孔氧化铝陶瓷

采用HEMA-TBA凝胶体系制备具有高气孔率, 高强度的多孔氧化铝陶瓷, 研究多孔氧化铝陶瓷的浆料和坯体制备工艺, 并系统研究了分散剂含量和固相体积分数对浆料粘度和悬浮稳定性的影响、干燥和单体含量对生坯性能的影响以及固相体积分数和烧结温度对烧结体微观结构的影响。结果表明: 加入柠檬酸可以使浆料粘度降低, 稳定性提高, 柠檬酸加入量达到2wt%后浆料粘度和稳定性趋于稳定; 固相体积分数的增加会导致浆料粘度和稳定性的增加; 生坯在干燥过程中的收缩比水基体系小很多, 干燥时间也相对更短; 单体含量对生坯强度影响较大, 当单体含量为25wt%时, 生坯强度较高; 通过选择不同的固相体积分数和烧结温度, 可以有效地控制烧结体的微观结构, 气孔率的变化范围在40%~65%, 同时烧结体强度也会随之发生变化, 变化范围在5.7~91.2 MPa。     

凝胶注模成型生坯强度影响因素的研究

凝胶注模成型优于传统陶瓷成型技术的一个显著特点是坯体具有足够的机加工强度,此强度的大小与单体聚合所成聚合物的聚合度和交联度有很大关系.本实验从自由基聚合角度分析了丙烯酰胺体系注凝成型氧化铝过程中,有机单体、交联剂、引发剂、催化剂、固相含量以及添加剂聚乙二醇的加入量等固化过程的内部因素对坯体强度的影响.结果表明：在注凝成型体系中,这些物质的相对含量对所成生坯的强度有很大影响,在最佳工艺条件下,氧化铝生坯强度可达到32MPa,完全可以满足机加工要求.     

粉料粒度对定向空心叶片陶瓷型芯质量的影响

通过几种陶瓷型芯粉料粒度及其叶片浇成率的对比，力图弄清陶瓷型芯质量不稳定的原因，寻找提高叶片合格率的措施。文中对不同粉料粒度的型芯之烧结机理进行了讨论。     

影响定向空心叶片陶瓷型芯性能的一个重要因素──方石英含量的控制

本文对某型号发动机定向空心涡轮叶片生产中陶瓷型芯的性能进行统计分析，力图弄清方石英含量对陶瓷型芯综合性能及其对定向凝固无余量空心叶片生产的影响。     

硫铝酸盐水泥增强陶瓷模具石膏性能研究

研究了硫铝酸盐水泥(SAC)对陶瓷模具石膏凝结时间、抗折强度、溶蚀率、吸水率的影响,并采用SEMEDS及MIP测试技术对SAC作用机理进行分析。结果表明:SAC对石膏具有促凝作用;SAC增强效果非常显著,随着SAC掺量增加模具石膏抗折强度呈抛物线变化,最佳掺量为8%。SAC显著改善了石膏抵抗泥浆电解质溶蚀的性能。而吸水率则随着SAC掺量增加有小幅度降低。因此,为满足模具石膏综合性能,SAC最佳掺量为8%。此时硫铝酸盐水泥与石膏共同水化生成的针棒状DH与细针状AFt相互搭接交织生长形成网状结构,AH3凝胶及C-SH凝胶则紧密填充于网络结构晶隙间,进一步增加硬化体稳定性及密实性,改变硬化体孔径结构使孔径细化,降低其孔隙率,显著提高模具石膏强度、耐水性及耐溶蚀性。     

基于增材制造技术的空心涡轮叶片精准成形控制

目的 基于光固化快速成形工艺,将一体化陶瓷铸型技术与数值模拟技术相结合,采用型腔反变形方法补偿金属液凝固收缩,实现高复杂空心涡轮叶片的型面精准成形控制。方法 通过数值模拟分析了叶片各方向(叶宽、叶长和叶厚)的凝固变形规律,并建立了各截面的位移场模型。通过仿真迭代补偿凝固收缩,修正了叶身外型面,完成了叶片CAD模型重构。基于光固化快速精铸技术,快速制作了一体化铸型,并完成了叶片浇注实验。结果 对补偿前后叶片叶身外型面偏差进行统计可知,叶身主要部位偏差明显降低,尾缘偏差由−0.335 mm降低至−0.136 mm,前缘偏差由−0.246 mm降低至−0.111 mm,验证了该技术在叶片型面精度控制方面的有效性。结论 实现了涡轮叶片型面精度的有效控制,为高精度空心涡轮叶片的快速制造提供了新的途径。     

旋转叶片在测试陶瓷浆料固化过程流变特性的应用

将旋转叶片应用于应力控制流变仪,测量陶瓷浆料固化过程中的流变特性.在数据处理上,可将添满陶瓷浆料的旋转叶片等效为一个同心圆筒,并按照同心圆筒进行测试参数的设置.我们采用四叶片的旋转叶片测试不同浓度的聚丙烯酰胺溶液的复数模量G*,并与平行板测试数据比较.结果表明旋转叶片存在有效直径.这个有效直径小于叶片直径.确定了在测试陶瓷浆料固化过程流变特性时的有效直径D_eff.并得到陶瓷浆料固化过程的流变曲线.     

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