多层低温流延法制备片状氧化铝多孔陶瓷

为了避免金属/陶瓷复合散热片两相共烧,并减小因两相热膨胀系数不同而造成在使用过程中的开裂失效问题,采用水基Al2O3陶瓷浆料在低温下进行多层流延,经定向冷冻、低温干燥及烧结工艺,制备出具有小孔径、直通孔结构的片状Al2O3多孔陶瓷.研究了浆料固体含量和冷冻温度对多孔陶瓷片孔隙率和孔尺寸的影响,观察了孔的微观形貌并测试了其热疲劳性能.结果表明:随着浆料固体含量从30％(质量分数)增加到40％,多孔陶瓷片的孔隙率(体积分数)从62.1％减小至51.4％,随着冷冻温度从-15℃降低至-45℃,多孔陶瓷片孔道尺寸逐渐减小;固体含量为40％、冷冻温度为-45℃的多孔陶瓷片在热疲劳实验中裂纹出现最晚,达到695次,其热疲劳性能最好;多层低温流延法制备的多孔陶瓷片层间孔道相互连通.     

多孔SiC陶瓷的制备与应用

多孔SiC陶瓷具有高温强度高、抗氧化、耐磨蚀、抗热震、较高的热导率及微波吸收能力等特点,在过滤材料、复合材料骨架、催化剂载体和吸声材料方面应用广泛。本文从产业化及应用的视角,综述多孔SiC陶瓷的多种制备技术及工艺特点,介绍多孔SiC陶瓷的应用情况,展望其发展方向并提出技术发展建议。     

SiC多孔陶瓷预成形坯的制备

本文采用真空烧结方法制备SiC多孔陶瓷预成形坯,研究了不同助烧结剂Al2O3-Y2O3、Si、Co和高岭土以及造孔剂羧甲基纤维素(CMC)含量对SiC多孔陶瓷预成形坯气孔率和形貌的影响。结果表明,多元助烧剂Al2O3-Y2O3有利于降低烧结温度和形成液相烧结,并有利于提高SiC多孔陶瓷的孔结构稳定性;羧甲基纤维素含量对烧结预成形坯气孔率和体积密度的影响较大,随着造孔剂CMC含量的增加,SiC多孔陶瓷的气孔率也相应地增加,其体积密度相应减少。     

流延成型法制备高性能阳极支撑固体氧化物燃料电池

开发高性能的阳极支撑固体氧化物燃料电池（SOFC）有助于实现其低温化,而电池的制备工艺及结构参数对电池的性能影响显著。流延成型法是一种廉价且可以实现批量生产的电池制备方法。采用流延成型法制备阳极支撑SOFC,并研究阳极支撑体造孔剂种类、阳极功能层的厚度及孔隙度、电解质厚度等因素对电池性能的影响。当使用PMMA作为阳极支撑体造孔剂、阳极功能层厚度约12μm且功能层内不添加造孔剂时,阳极结构最好;减少电解质厚度能显著地降低Ohmic阻抗,但电解质过薄也会导致电解质的强度不够,影响电池的稳定运行。采用优选的阳极结构、电解质厚度为8μm的阳极支撑SOFC在800℃的最大功率密度达到1.2 W·cm^–2。     

原位反应制备SiC多孔陶瓷材料

以碳化硅(SiC)和氧化铝(A12O3)为起始原料,石墨为造孔剂,通过原位反应结合工艺制备SiC多孔陶瓷。XRD分析表明多孔陶瓷的主相是SiC,结合相是莫来石与方石英;SiC多孔陶瓷的密度在温度1450~1500℃的范围内,随着温度的升高而增大,当温度超过1500℃的密度又随着温度的升高而降低;而密度随着试样中石墨含量的增加而减小。多孔陶瓷中气孔率与密度呈相反的变化趋势,二者呈负相关关系。多孔陶瓷具有较为均匀的气孔结构,具有良好的耐酸腐蚀性,而耐碱腐蚀性相对较低。     

陶瓷材料流延成型工艺的研究进展

流延成型是制备电子器件用陶瓷基板的关键技术,本文系统地论述了流延浆料的组成,如陶瓷粉末、溶剂、分散剂、粘结剂、增塑剂以及其他添加剂,并且介绍了这些组分的功能以及选择的原则;概述了致密陶瓷材料与多孔陶瓷材料的几种新型流延成型工艺的研究现状,如流延-温压成型工艺、凝胶流延成型工艺、等静压流延成型工艺、流延-冷冻法与相转化流延法等;根据流延技术的最新研究成果,对流延成型技术进行展望,并提出了一些见解     

制备电子陶瓷基片用的流延成型工艺

流延成型是目前生产电子陶瓷薄片常用的方法之一.本文简要介绍了流延成型工艺过程,综述了流延成型技术中的浆料组成、厚度控制、干燥工艺、脱脂工艺等关键工艺的研究现状,并分别对影响各工艺的因素进行了分析.     

水基流延工艺制备陶瓷材料的研究

流延法作为制备片层材料的重要工艺已经被陶瓷研究者广泛应用.但是,有机流延体系带来的环境污染、毒性及易燃性等问题已被社会所关注.因此,研究无毒、无污染的水基流延工艺已得到材料界的广泛重视.本文主要概述了国内外水基流延工艺的研究现状,重点介绍了PVA体系、丙烯酰胺凝胶流延体系、纤维素类粘结剂体系及乳胶体系的不同特点;从粘结剂、分散剂、增塑剂等多个角度分析了影响水基流延工艺的技术因素,并提出了很好的解决方法,最后介绍了乳胶体系水基流延工艺在制备片状或层状陶瓷材料方面的应用.     

流延法制备陶瓷薄片的研究进展

流延成型是一种目前使用较广泛,能够获得高质量、超薄型陶瓷薄片的成型方法.本文论述了流延成型时有机物(包括溶剂、分散剂、粘结剂、增塑剂等)的选择原则、浆料的制备以及流延工艺过程,并对影响流延膜厚度和流延膜质量的因素进行了分析讨论,同时提出了改进流延膜质量的措施.     

离心法制备气孔梯度氧化铝陶瓷

选用两种粒径大小不同的氧化铝粉体,通过选择分散工艺配制了适合离心成型的流变性好的浆料.用此浆料以离心成型工艺成功制备了具有气孔梯度的材料,并对材料的微观形貌、气孔率以及孔径分布进行了分析.结果表明:引入分散剂后pH值为9～10时,粉体的zeta电位绝对值最大,此时浆料流变性能最好.用此浆料制得的陶瓷样品经过1400℃烧制后具有梯度分布的粒径和气孔,样品底部气孔率为29.2%,气孔尺寸在0.2～1.0 μm左右;顶部气孔率只有18.6%,而气孔尺寸则小于0.2μm.     

不同助烧结剂及造孔剂对SiC多孔陶瓷的影响

采用真空烧结方法制备了SiC多孔陶瓷，研究了不同助烧结剂Al2O3-Y2O3、Si以及不同造孔剂丙烯酰胺聚合物、羧甲基纤维素（CMC）对SiC多孔陶瓷形貌和气孔率的影响。结果表明：与Si相比较，Al2O3-Y2O3更有利于促进SiC的烧结；以Al2O3-Y2O3为助烧结剂的试样比以Si为助烧结剂的试样具有较高的气孔率。     

碳化钛水基流延膜的制备研究

为了提高TiC粉体的分散性,首先对粉体表面进行处理,测定了粉体的zeta电位。根据粉体的表面性质,选用阳离子型聚合物作为分散剂,研究了pH值、分散剂含量等对zeta电位及浆料分散性的影响。采用PVA为粘结剂,甘油为塑性剂,流变测试发现,浆料为触变性流体,呈现明显的剪切变稀,适合于流延成型。最后,制备出了碳化钛流延膜,并用SEM对得到的流延膜进行了表征。     

低温制备SiC多孔陶瓷及性能

采用SiC微粉为骨料,聚碳硅烷为粘结剂,混合后溶于THF中干燥过筛,经模压成型后于1000℃保护气氛下低温烧结制备SiC多孔陶瓷。运用XRD、SEM及孔隙率测定手段对陶瓷样品的物相结构、微观形貌及孔隙率进行研究,考察了不同聚碳硅烷含量对SiC多孔陶瓷抗弯强度、线收缩率及气孔率的影响。结果表明,随着聚碳硅烷含量的增加,SiC多孔陶瓷的线收缩率和失重比均增加,抗弯强度和显气孔率均先增加后下降,抗弯强度在聚碳硅烷含量为13%时达到最大值为58.45MPa,开口气孔率在PCS含量为5%时达到最大值为37.2%。     

注浆成型工艺制备高耐磨氧化铝陶瓷

以氧化铝粉末为原料,采用注浆成型工艺制备高耐磨氧化铝陶瓷.采用正交设计的方法来优化胶态成型工艺参数,聚丙烯酸的加入量(质量分数)为1.0%,球磨时间为10h,pH值为11时浆料可达到最大的沉降高度.利用最佳注浆成型工艺,1 200℃烧结1 h和1 540℃烧结2h制备的氧化铝陶瓷结构致密,晶粒大小均匀,微孔较小,体积密度为3.86 g/cm3,硬度为11.02GPa,断裂韧性为3.31 MPa·m1/2.氧化铝陶瓷烧结体的摩擦实验结果表明:在水润滑条件下的摩擦系数比在干摩擦时小得多,磨损量则较大.利用扫描电镜对于摩擦和水润滑条件下磨损实验后的氧化铝陶瓷的微观形貌进行了分析,发现在干摩擦条件下,主要是黏着脆性磨损;在水润滑条件下,主要是化学腐蚀磨损.     

水基流延法制备掺杂ZnO-TiO_2系微波介质陶瓷及性能研究

利用低温共烧陶瓷(简称LTCC)技术设计制造片式多层微波器件已成为当今的研究热点。ZnO-TiO2系微波介质陶瓷具有介电常数适中、介电损耗低、频率温度系数可调和低温烧结等特点,它是具有开发价值的LTCC微波介质材料。实验结果表明:在ZnO-TiO2系统中加入微量的添加剂MgCO3与ZrO2,构成双元复合取代掺杂系统Zn1-xMgxTi1-xZrxO3,当x值取0.07时,最佳介电性能为:εr为29.4,Qf为4285GHz,τf为-8ppm/℃,且该微波介质陶瓷适合于水基流延成型和低温烧结,为LTCC微波介质陶瓷产业化打下了良好的基础。     

Mo-(Fe-B)-Fe混合粉末流延成型薄层坯体技术研究

以无水乙醇和丁酮的共沸体系为溶剂 ,三油酸甘油酯为分散剂 ,聚乙烯醇缩丁醛为粘结剂 ,丙三醇和邻苯二甲酸二正辛酯为增塑剂 ,环己酮为均化剂 ,将Mo -(Fe -B) -Fe混合粉末制备成均匀分散、稳定悬浮的流延料浆。利用此料浆 ,采用玻璃模具浇制法流延成型出颗粒分布均匀、结构致密、厚度可控、具有适宜柔韧和拉伸强度的薄层坯体。对流延成型薄层坯体技术中的主要工艺参数和影响因素进行了研究     

莫来石纤维多孔陶瓷负载性能研究

用酸性偏磷酸盐作粘结剂、加压排液法成型制备了孔隙率高达96％的莫来石纤维多孔陶瓷，采用真空浸渍法，对其负载稀土复合金属氧化物La0.8Sr0.2CoO3的性能进行了研究，考察了浸渍时间、浸渍次数对负载量的影响，得出最佳浸渍时间为60min，浸渍次数为2次。通过扫描电镜(SEM)表征了内部架构，最后指出莫来石纤维多孔陶瓷有望成为具有较好效果的新型催化剂载体。     

堇青石质多孔陶瓷的制备及性能研究

采用氧化铝、烧高岭、烧滑石为原料,可溶于水的有机物质尿素作为造孔剂,TiO2为添加剂,于6MPa压力下干压成形,1350℃下保温60min进行烧成,制备出以堇青石为主晶相的多孔陶瓷体。通过XRD分析手段对不同温度合成堇青石主晶相进行了分析,并用SEM观察了烧结后多孔陶瓷的微观结构。探讨了可溶性造孔剂用量、TiO2添加量、烧成制度等因素对堇青石质多孔陶瓷性能的影响。制备的多孔陶瓷体气孔率接近于70%,抗压强度达到3.310MPa。