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。     

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     

反应烧结碳化硼低压注射成型用浆料粘度的研究

针对反应烧结B_4C陶瓷材料低压注射成型用浆料的制备问题,研究了颗粒级配、分散剂含量(质量分数)和B_4C固含量对浆料粘度的影响.研究结果表明:当B_4C粉体颗粒级质量比为m_((F320))∶m_((F800))=6∶4,分散剂质量分数为1%,B_4C固含量(质量分数)为80%时,浆料的粘度适合于低压注射成型,低压注射成型坯体中B_4C颗粒分散均匀,坯体的体积密度为1.79 g/cm~3,气孔率为2.07%,脱蜡坯体显微结构较为均匀.脱蜡坯体经过1550℃渗Si烧结后,材料的抗弯强度、断裂韧性、维氏硬度分别可达322.7 MPa、3.33 MPa·m~(1/2)、25.7 GPa.本实验通过控制颗粒级配,分散剂含量及B_4C固含量实现了低粘度、高固含量B_4C(w(B_4C)=80%)浆料的制备,并有效地提高了脱蜡坯体和反应烧结B_4C复合材料的性能.     

氧化铝悬浮稳定研究

通过改变球磨时间、分散剂用量对氧化铝悬浮液浆料的稳定性、分散剂以及流变性进行了研究.结果表明:球磨时间和分散剂用量对氧化铝悬浮液的稳定性和分散剂有着显著影响.最佳球磨时间在20 h左右;纯氧化铝粉体的等电点在pH为8.1,分散剂的加入使等电点朝低pH方向移动,且可以显著改善浆料在碱性条件下的稳定性.     

TiC含量对钢结硬质合金组织和性能的影响

以雾化铁粉为粘结相、TiC颗粒为硬质相,通过球磨、模压成形、真空烧结制备钢结硬质合金。研究表明,通过1 350℃真空烧结,钢结硬质合金致密化程度较好,组织和性能达到预期效果。随着TiC含量升高,钢结硬质合金晶粒的规则性和均匀性提高,密度和抗弯强度降低,硬度增加。当TiC含量为50%时,合金密度和抗弯强度达到最高,分别为6.11g/cm3和1 579.48 MPa;当TiC含量为60%时,合金硬度最高,为HRC86.3。     

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。     

3D冷打印钨镍铁合金零件的研究

以军标钨粉、镍粉和铁粉为原料,利用3D冷打印技术制备90W-Ni-Fe合金零件。研究了粘结剂含量和固相含量对金属浆料粘度的影响,并对素坯的组织均匀性进行分析;通过TG-DTA曲线对脱脂烧结工艺进行优化,并分析了烧结体的形貌、金相组织和密度。结果表明:粘结剂添加量为4%、固相含量为70%～75%的W-Ni-Fe浆料,最适合3D冷打印;素坯垂直方向组织均匀性较好,金属颗粒较为均匀地填充在PVB构成的三维网状结构中,固相颗粒分布均匀且无明显的沉降现象;打印过程中,素坯厚度非线性增长,宽度不稳定,浆料固化速度仍有待提高。素坯脱脂后在1 440℃下烧结2h,获得密度为16.26g/cm~3的烧结体,致密度高达94.83%。     

氧化铝悬浮液稳定性的研究

通过改变球磨时间、分散剂用量对氧化铝悬浮液浆料的稳定性、分散性以及流变性进行了研究。结果表明：球磨时间和分散剂用量对氧化铝悬浮液的稳定性和分散性有着显著影响。最佳球磨时间在20h左右；纯氧化铝粉体的等电点在pH=8．1左右，分散剂的加入使等电点朝低pH方向移动，且可以显著改善浆料在碱性条件下的稳定性。     

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。     

分散剂对石墨烯正极浆料的影响

以脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO9）为分散剂,添加到含少层石墨烯粉末的三元材料LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂正极浆料中,制备出分散性较好的含石墨烯三元正极浆料。通过扫描电子显微镜（SEM）、电池测试系统及电化学工作站对含不同质量的分散剂的正极极片的形貌、电性能和内阻进行表征。研究表明,加入0.4 %的分散剂制作出的正极极片导电率最高,有效抑制正极浆料中石墨烯颗粒的团聚现象,降低正极材料界面内阻,提高循环性能;在2.75~ 4.2 V电压范围内,以1 C充电6 C放电情况下,循环500次后,容量从126 mAh/g衰减至106.2 mAh/g,容量保持率为84.2 %,而未加分散剂含石墨烯的容量保持率为80%。      

等离子喷涂用ZrO_2-MoSi_2复合粉末的制备及其影响因素

选用纳米Zr O2粉末作为Mo Si2基复合材料室温增韧和高温弥散强化的第二添加相,利用喷雾造粒方法制备了用于等离子喷涂的Zr O2-Mo Si2复合粉末。采用标准漏斗法测量了复合粉末的松装密度,通过RISE-2008激光粒度分析仪测试了复合粉末的粒度及其分布,借用扫描电镜(SEM)观察了复合粉末的表面形貌与结构,结合试验测定结果及理论计算结果分别研究了起始粉末的球磨时间、料浆中固含量、粘结剂含量及分散剂含量、喷雾干燥条件对粉末造粒的影响规律。结果表明:当球磨时间为12 h时,粉末的粒度分布于1~2μm之间;当料浆成分中固含量为70%,粘结剂含量为10%,分散剂含量为1%时,料浆具有良好的流动性及稳定性;喷雾干燥过程中,进风温度为200℃,出风温度为120℃,蠕动泵速率为2 ml·min-1,进气气压为0.2 MPa时,所制备的团聚型复合粉末成球度较高,表面致密且分散,颗粒之间无粘结现象,颗粒粒径的平均值为42μm,松装密度为2.17 g·cm-3,经1200℃真空烧结热处理后的团聚型复合粉末具有较高的流动性。     

低松装密度片状银粉制备的研究

采用滚筒球磨方法,通过调整银粉和球的比例、酒精和分散剂加入量、球磨时间制备出低松装密度片状银粉。讨论了不同球磨时间和不同分散剂对银粉松装密度和形貌的影响,结果表明:球磨24h,可制的平均粒径为2.7μm,松装密度在0.70-0.90g/cm3导电性良好的片状银粉,满足低银含量浆料的使用要求。     

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。     

银粉对薄膜电路用导电银浆导电性的影响分析

比较了在相同的银含量条件下,银粉对薄膜电路用银浆导电性的影响;对比了微晶银粉分散剂、粒径及银粉片式化程度的对导电浆料导电性的影响;实验表明含有羧基的分散剂与银浆聚酯体系配合时浆料方阻低,随着粒径、片径增加并控制片厚的银粉可降低浆料方阻;     

粉末冶金法制备SiCp/Cu复合材料及组织性能研究

以高纯SiC粉、Cu粉为原料,通过机械球磨、真空热压烧结制备SiC颗粒弥散强化铜基(SiCp/Cu)复合材料。采用SEM、XRD等方法,研究了球磨粉末形貌、粒度及成分均匀性的变化规律,同时研究了真空热压烧结SiCp/Cu复合材料微观组织、力学性能和物理性能。结果表明:球磨转速为250 r/min、球料比为10:1(质量比)时,球磨10 h获得的SiC/Cu复合粉末成分均匀,无团聚现象;真空热压烧结复合材料的相对密度达到92%以上,SiC颗粒均匀弥散分布,具有很好的力学性能和导热导电性能;其中,烧结温度850℃、保温1 h制备的材料综合性能更佳,致密度达到96.2%,热导率为221.346 W/(m·K),电导率为65.3%IACS,抗压强度为467.46 MPa,断裂应变可达20.87%。     

金属薄膜的流延工艺研究

流延成形方法应用于金属薄膜的生产中,由于金属粉末自身比重大以及流延工艺的制备过程复杂,金属薄膜易变形开裂。实验研究了金属流延浆料中各添加剂含量对金属薄膜成形过程和烧结后性能的影响。结果表明：粘结剂含量与粘度对金属薄膜性能起决定性影响,加入10%含量的造孔剂,有效控制了颗粒团聚现象,膜层孔径分布集中,气体透过率提升。实验验证了固含量对流延坯片均匀性的影响;固含量过低,易造成膜层表面开裂,厚度不均匀,烧结后大孔缺陷多,强度差;而固含量过高,会导致膜层气体透过率下降,同时,膜层的柔韧性也会降低。造孔剂可以显著改善膜层表面团聚现象,提高颗粒之间的结合力。     

粉浆浇注制备铁基梯度复合材料

利用粉浆浇注-熔渗法制备Fe-WC-Cu复合材料,研究球磨时间、pH值和(NaPO3)6含量对粉浆流动性的影响.利用浇注方向上等距离位置硬度的变化,定性地研究WC的分布,并用金相结果进行佐证.结果表明:球磨时间为24 h,pH值为11,(NaPO3)6含量为0.5%时,粉浆具有最好的流动性;粉末装载量(质量分数)为75%时,样品具有最高的生坯密度;WC沿粉末沉降方向呈现明显的梯度分布,重力场和Clogging效应引起的颗粒偏析是导致梯度分布的原因;加入(NaPO3)6能提高浆料稳定性,阻止WC梯度的形成.     

分散剂对由矿浆电解铜粉分散性能的影响

超细铜粉在导电料浆等领域具有广泛的用途,利用矿浆电解直接将铜精矿制备成超细铜粉是矿浆电解新的应用领域.实验采用铜精矿为原料,通过机械活化预处理,直接在矿浆电解过程中添加分散剂进行表面改性处理,可直接在矿浆电解槽中将铜精矿制备成粒度100%小于3.5 μm的超细铜粉.研究了动物胶、硅酸钠和六偏磷酸钠对超细铜粉粒度和形貌的影响.结果表明:矿浆电解过程中添加适量的分散剂有利于提高超细铜粉的分散性能,分散剂有一最佳用量,不同种类的分散剂其最佳用量不一样,在最佳用量范围内,随着分散剂用量的增加,铜粉粒度不断下降,比表面积不断上升;但当分散剂用量超过最佳值时,铜粉反而产生团聚现象.铜粉的分散性能和分散剂的种类有关,动物胶、硅酸钠和六偏磷酸钠相比,六偏磷酸钠的分散效果较好.     

球磨工艺对制备超细WC粉末的影响

通过对粉体粒径和微观形貌的分析,作者研究了球磨过程中球料比、转速、球磨时间和分散剂PEG对WC粉体(D_(FSSS)=2μm)的影响.实验在行星式高能球磨机上进行,采用湿法球磨,以无水乙醇为介质方式.结果表明,球料比过高将导致粉体不均匀化加剧,球料比由5∶1增加至10∶1,粒径降低约30%;提高转速可显著增大球磨效率,从150增加至250 r/min,粉体粒径减小约43%;随着球磨时间的延长,球磨效率逐渐降低,球磨前期效率较高,球磨8 h后粉体粒径细化约73%;然而,WC粉体在球磨12 h后发生团聚.添加PEG可明显达到分散效果,粉体粒径也相对较小.PEG/WC粉体经傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)分析,表明PEG在球磨过程中会逐渐反应裂解,研磨24 h后添加PEG将无分散效果.     

分散剂对二氧化钛包膜的影响研究

金红石型二氧化钛浆料pH值在9.0~10.0时,Zeta电位最大,在水中的分散性最好。探讨了硅酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠和磷酸二氢铵作为分散剂时,包膜过程的黏度变化情况,发现硅酸钠和六偏磷酸钠作为分散剂时体系黏度最低。利用硅酸钠作为分散剂,加入量为0.15%,一次性加入时,包膜过程体系黏度最低。采用比表面积和扫描电镜能谱对包膜产品表面成分的分析可知,包膜过程黏度低时,包膜剂在二氧化钛表面沉积比较均匀、致密。