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。     

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。     

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.     

凝胶注模成型制备纳米复合多孔氮化硅陶瓷

采用凝胶注模成型两步法烧结工艺,利用纳米碳粉增强,成功地制备出了具有高强度、结构比较均匀并有较高气孔率的氮化硅多孔陶瓷。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、Archimedes法和三点弯曲法等方法对多孔氮化硅陶瓷的微观结构和基本力学性能进行了研究。结果表明:在适当工艺条件下可制成平均强度>100 MPa、气孔率>60%的多孔氮化硅陶瓷。SEM照片显示气孔是由长柱状β-Si₃N₄晶搭接而成的,气孔分布均匀。XRD图谱显示有SiC生成。发育良好的柱晶结构、均匀的气孔分布以及反应生成的SiC微晶是获得高性能的主要原因。      

叔丁醇基凝胶注模工艺制备轻质、高强莫来石多孔陶瓷

以叔丁醇为成型溶剂, 莫来石粉为起始原料, 采用凝胶注模成型方法制备出轻质、高强莫来石多孔陶瓷. 莫来石多孔陶瓷中的孔隙形成于干燥过程中叔丁醇的快速挥发, 孔隙分布均匀且相互连通. 随烧结温度升高, 气孔率、开气孔率和比表面积分别由77.8%、76.0%和10.39m²/g下降到67.6%、65.5%和4.26m²/g, 而抗压强度则由3.29MPa显著提高到32.36MPa, 材料孔径大小受烧结温度影响较小, 孔径尺寸呈单峰分布, 且几乎所有的气孔都为开口气孔, 透气度与孔径尺寸具有一致的变化关系. 莫来石多孔陶瓷在高气孔率条件下仍然保持高强度的主要原因是材料中均匀的孔隙结构、孔径尺寸小且相对集中、以及因烧结颈的形成在空间上所表现出的一种颗粒搭接骨架结构.     

凝胶注模成型法制备多孔羟基磷灰石陶瓷

采用凝胶注模成型工艺制备了多孔羟基磷灰石陶瓷,并通过X射线分析了多孔陶瓷的相成分,采用扫描电镜观测了孔隙结构和形貌.结果表明,所制备的多孔羟基磷灰石陶瓷的孔隙率均大于80%;孔隙尺寸主要分布在350～600μm,孔壁上存在孔径为60～190μm的贯通孔;X射线衍射证明烧结过程未引入异质成分.所制备的多孔羟基磷灰石陶瓷具有适宜的孔隙直径和孔隙率,且孔隙间具有良好的贯通性.     

MMA-粉煤灰漂珠体系凝胶注模成型制备多孔陶瓷

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,粉煤灰漂珠为骨料,采用非水基凝胶注模成型工艺制备多孔陶瓷。考察了MMA含量对浆料性能的影响、MMA预聚合方式对浆料成型的影响以及生坯的排胶与烧结方法,并对多孔陶瓷性能进行了表征。研究表明:微波预聚合可缩短诱导期、加速MMA本体聚合;过高的微波功率和引发剂用量使反应加速,不利于聚合稳定;提高预聚合程度有助于缩短浆料固化时间、降低生坯体积收缩;为保证浆料的流动性及生坯的完整性,应将MMA预聚液含量控制在45wt%~60wt%;生坯(MMA 50wt%)在380℃排胶1h、1050℃烧结2h,得到的多孔陶瓷抗弯强度为40.35MPa,显气孔率为42.03%,平均孔径为1.12μm。     

海藻酸钠离子凝胶法制备直通孔氧化铝多孔陶瓷

利用海藻酸钠的离子凝胶过程, 采用溶剂置换结合冷冻干燥的工艺, 成功制备了具有高度有序六方排列的直通孔多孔氧化铝陶瓷, 整个工艺过程及所使用的原料都是环境友好的。研究结果表明, 1500℃烧结2 h样品的孔径尺寸在200 μm左右, 且与固相含量的关系不大, 而孔壁上存在0.3 μm~0.5 μm的小孔。通过控制浆料中氧化铝的固相含量可以对材料的性能进行有效地调控, 研究表明, 随着固相含量从5wt%提高到15wt%, 材料的密度从0.87 g/cm³提高到1.16 g/cm³, 渗透率从2.57×10^-11 m²下降到2.16×10^-11 m², 而抗压强度从(18.9±3.2) MPa提高到(44.2±5.4) MPa, 平行孔道方向的热导率从2.1 W/(m·K)提高到3.1 W/(m·K), 而垂直孔道方向的热导率从1.3 W/(m•K)提高到1.7 W/(m·K), 并且平行孔道方向热导率的增加幅度要明显大于垂直孔道方向。     

凝胶注模法制备多孔碳化硅支撑体

以大颗粒碳化硅(SiC)为陶瓷骨料,采用凝胶注模法制备支撑体生坯,原位反应烧结制备大孔径、高渗透性的多孔SiC陶瓷支撑体,主要考察了有机单体含量和烧结制度对高温气固分离用陶瓷膜支撑体性能的影响.研究结果表明:适宜的有机单体含量有助于SiC颗粒稳定分散在悬浮液中,提高烧结温度和延长保温时间均可增加SiC颗粒的氧化程度,在1 550℃时,XRD图谱显示莫来石相生成,支撑体的抗弯强度有一定程度的提高.采用凝胶注模法制备的生坯在1 550℃,保温4h烧结后具有良好的性能:抗弯强度为20.4 MPa,孔隙率为37%,平均孔径为23μm,气体渗透率为2.01×10-12 m2.     

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.     

网眼陶瓷凝胶成型工艺条件研究

以α-Al₂O₃为主原料制备凝胶注模浆料, 采用浸渍工艺制备了均匀性好、强度高的网眼陶瓷材料. 研究了固相含量、分散剂与pH值等对Al₂O₃浆料流变特性的影响. 实验表明: 在pH=9、分散剂添加量为0.5wt%及固相体积分数为57%时, 可以获得良好流动性(粘度为140mPa·s)的浆料; 研究了聚氨酯泡沫塑料载体表面改性对浆料吸附力的作用, 采用氩等离子体处理并在丙烯酸溶液中接枝反应使聚氨酯泡沫塑料有效吸附浆料量从0.42g/cm³提高到0.71g/cm³. 制备出气孔率为86%、体积密度为0.52g/cm³、耐压强度为3.60MPa和均匀无盲孔的Al₂O₃泡沫陶瓷材料.     

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.     

低毒的丙烯酸羟乙酯聚合体系凝胶注模成型Al2O3陶瓷

凝胶注模成型技术由于使用了具有神经毒性的单体-丙烯酰胺在一定程度上限制了其在工业上应用。本实验利用低毒的甲基丙烯酸羟乙酯凝胶注模成型Al2O3，研究了在该体系下低粘度高固相体积分数浓悬浮体的流变性及其固化过程。对比研究了JN281和柠檬酸铵两种分散剂对Al2O3浆料流变特性的影响，结果表明：对于该新体系JN281比常用的柠檬酸铵更有效。加入适量JN281可得到低粘度的高固相含量（≥50%）的陶瓷浆料。由新体系凝胶注模得到的素坯表面光滑，强度可达18MPa，SEM照片显示素坯具有均匀的显微结构，最终可烧结出均匀致密内部无明显缺陷的陶瓷部件。     

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     

水溶性共聚物为交联剂的凝胶注成型AlN陶瓷的研究

本研究采用一种快速凝胶的氮化铝凝胶通过在氮气气氛下烧结制备AlN陶瓷。将AlN粉体、少量的Y₂O₃粉体(烧结助剂)和去离子水以一定比例混合制得AlN浆料, 在浆料中加入一种新型的水溶性共聚物Isobam(由异丁烯和马来酸酐形成的共聚物)作为交联剂, 所得浆料在室温空气中自发凝胶成型。研究了Isobam和AlN、Y₂O₃粉体表面的有机包裹剂聚亚氨酯对浆料流变性能和凝胶性能的影响。结果表明, 加入0.3wt% Isobam可制备出固含量达52vol%的低粘度(0.2 Pa·s)AlN浆料。将凝胶干燥并脱粘, 获得的AlN素坯在氮气气氛下1800 ℃烧结4 h, 可制备出鳍状AlN陶瓷, 所得陶瓷的密度为3.33 g/cm³, 热导率为204 W/(m·K)。     

ZTA陶瓷注凝成型浆料流变性能的研究

研究了ZTA陶瓷注凝成型浆料流变性能的影响因素.结果表明:单体(AM)在液相中质量百分浓度为10%、交联剂与单体的比(MBAM/AM)较低时,悬浮体粘度较低;浓悬浮体粘度和剪切应力随分散剂掺量增加而减小,拟合的流变模型倾向为Herchel Bulk;ZrO2原料的粒度对浆料流变性有重要影响,较粗ZrO2原料对浆料流变性影响不大,占少量的超细ZrO2决定了ZTA浓悬浮体的性质;试验条件下研磨时间以9h为最佳.     

凝胶注模空心叶片氧化铝基陶瓷铸型的中温强度

使用聚酰亚胺和磷酸铝作为黏结剂,基于三点抗弯强度测试、热重-差热分析、X射线衍射和扫描电镜分析,研究含黏结剂标准试样的抗弯强度、热失重行为、预烧后的物相变化以及显微结构。结果表明:500℃之前,聚酰亚胺通过熔融交联对氧化铝等陶瓷颗粒产生黏结作用,坯体300℃强度由3MPa提高到5MPa以上;升温至约500℃(升温速率为30℃/h),聚酰亚胺基本烧失,对氧化铝基陶瓷铸型增强作用消失。三种磷酸铝(正磷酸铝、偏磷酸铝、磷酸二氢铝)可分别将坯体500℃的"零强度"提高至0.2,0.2MPa和0.8MPa。通过浸渍磷酸二氢铝,成功制备无断芯和偏芯缺陷的空心涡轮叶片一体式陶瓷铸型。