水解反应诱导凝固成型制备莫来石陶瓷坯体

根据pH值对硅溶胶分散氧化铝浆料稳定性的影响及机理,用一种免脱气水解反应诱导原位凝固成型技术制备了莫来石陶瓷坯体.在pH值为2.0左右,制备得到A12O3固相体积分数为55%、粘度小于1.0 Pa·s符合莫来石化学计量组成的硅溶胶分散氧化铝浆料,利用尿素的自水解反应,将浆料的pH值从2.0调节到5.0,实现浆料的原位凝固成型,浆料无须脱气处理,可成型得到抗折强度为5.H MPa、显微结构致密均匀的莫来石素坯.     

琼脂糖凝胶注模成型制备氧化铝陶瓷的研究

本文利用琼脂糖做凝胶剂,对凝胶注模成型所需的水性无毒氧化铝陶瓷浆料进行了正交实验,分析了各因素对凝胶注模成型浆料制备的影响,经实验确定了形成较好琼脂糖凝胶注模成型的技术条件,所得陶瓷坯体具有较高的强度和较好的表面质量。     

注浆成型法制备氧化铝陶瓷弯管

以氧化铝为主要原料,采用注浆成型法制备氧化铝陶瓷弯管。论文比较详细地研究了pH值、颗粒级配和有机粘结剂对产品性能的影响。结果表明:当pH值为1,粘结剂为2wt%获得的泥浆粘度最小;用颗粒大小4μm的100%α-Al2O3细粉制备的氧化铝陶瓷弯管气孔率最小、表观密度最大、显微结构最理想。     

高固含量氧化铝浆料流变性的关键因素研究

制备高固含量、低粘度的浆料是原位固化成型的关键。本工作研究了搅拌磨转速与时间等工艺参数对氧化铝浆料粘度的影响。结果表明,在75 rpm和150 rpm低转速下,浆料的粘度随球磨时间的延长而逐渐减小;而在300 rpm高转速下,浆料粘度出现先减小后增加的现象。通过研究分散剂类型、分散剂加入量、浆料固含量、粉体种类等因素对粘度的影响规律,发现粉体中镁离子是导致浆料高速搅拌球磨后粘度增大的主要原因。该结果对制备高固含量低粘度的陶瓷浆料,尤其是对浆料制备涉及粉体含杂质和添加烧结助剂具有指导意义。     

凝胶注模工艺成型氧化铝陶瓷的研究

采用凝胶注模工艺成型氧化铝陶瓷，讨论了凝胶注模工艺成型工艺条件及影响因素，通过FESEM等现代测试手段研究了坯体的显微结构与其性能之间的关系。 在凝胶注模成型的工艺过程中，主要研究了如何制得高固相体积含量、低粘度的浆料，讨论了分散剂的选用、含量、pH值、球磨时间及固相含量等对浆料流动性能的影响，研究得出浆料中固相含量为55％时，以聚甲基丙烯酸铵为分散剂，在pH=10时，可获得985mPa·s的低粘度浓悬浮液。分别选择低毒的有机单体N-羟甲基丙烯酰胺和2-甲基丙烯酸羟乙酯，研究了有机单体与交联剂的比例与含量对生坯抗弯强度的影响，引发剂与催化剂的加入量对固化速率的影响。     

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.     

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.     

凝胶注模成形工艺制备高强度的氧化铝陶瓷

本文以氧化铝陶瓷为例,研究探讨了凝胶注模成形工艺中制备低粘度、高固相含量浓悬浮体的关键技术,讨论了分散剂因素对粘度的影响和不同固相含量对坯体强度的影响。     

凝胶注模法制备多孔氧化铝陶瓷的研究

采用凝胶注模和加造孔剂的工艺,用甲基丙烯酸—羟乙酯(HEMA)取代丙烯酰胺(AM)作为单体,用十二烷基硫酸钠作为造孔剂,将样品于1600℃下保温2小时烧结,成功制备出了气孔率为80%的结构均匀的氧化铝多孔陶瓷。     

直接发泡法制备氧化铝多孔陶瓷

为了改善多孔氧化铝陶瓷的性能,考察了陶瓷悬浮液的固含量、造孔剂和其他添加剂种类对生坯体和烧结体机械强度的影响。发现固含量由53％减少至45％和40％时,机械强度大大降低。当向料浆中添加7％三种不同类型的淀粉时,气孔率没有明显提高;当用Al（OH）3替代30％的Al2O3时性能也没有改善。但采用直接发泡法制备多孔隔热陶瓷（Al2O3固含量53％,无添加剂）,热导率与其他三种商用隔热陶瓷砖相比有优势,气孔率达到81％,机械强度达到15MPa。     

Improved Strength of Alumina Ceramic Gel and Green Body Based on Addition‐Esterification Reaction

Ethylene glycol diglycidyl ether (EGDGE), a water‐soluble epoxy resin, was used as a complementary gelling agent to improve the strength of alumina green bodies gelcast using PIBM (a copolymer of isobutylene and maleic anhydride acting as both dispersant and gelling agent) gelling system. The effects of EGDGE on the gelling behavior of PIBM‐EGDGE aqueous solutions and alumina slurries, mechanical properties of the resultant alumina gels, green bodies, and sintered ceramics were evaluated. Gelation of both the solutions and the slurries was accelerated with the addition of EGDGE. The changes in storage modulus (G′) of the slurries during gelation were quite different from those of the solutions. With the addition of 0.6 wt% EGDGE, G′ of the gel from a slurry with 50 wt% solid loading and 0.3 wt% PIBM increased 63% (100 min of testing), and flexural strength of the resultant green body increased 167%. Such gels and green bodies are strong enough for subsequent processing. They resulted in presintered bodies with low porosity and sintered ceramics with high relative density and flexural strength.     

降低高铝瓷烧成温度的研究

从我国能源战略的高度和高铝瓷产业生存、发展的角度,阐述论证了低温烧成的必要性和重要性.基于高铝瓷烧结的内在规律和固有特点,指出低温烧结对高铝瓷性能有改善作用,提出了几种降低高铝瓷烧成温度的可行技术方案.     

Fabrication of porous fibrous alumina ceramics by direct coagulation casting combined with 3D printing

A novel forming method for preparing porous alumina ceramics using alumina fibers as raw materials by direct coagulation casting (DCC) combined with 3D printing was proposed. Porous fibrous alumina ceramics were fabricated through temperature induced coagulation of aqueous-based DCC process using sodium tripolyphosphate (STPP) as dispersant and adding K₂SO₄ as removable sintering additives. The sacrificial coated sand molds was fabricated by 3D printing technology, followed by the infiltration of silica sol solution for the subsequent suspension casting. Stable alumina suspension of 40 vol% solid loading was obtained by adding 2.0 wt% STPP and 40 wt% K₂SO₄. The controlled coagulation of the suspension could be realized after heating at 90 °C for about 35 min. The ceramic sample sintered at 1450 °C for 2 h showed the highest compressive strength of 24.33 MPa with porosity of 57.38%. All samples sintered at 1300–1450 °C had uniform pore size distributions with average pore size of 7.2 µm, which indicated the good structure stability when sintered at high temperature.     

织构PNN-PZT陶瓷的光固化成型制备及其电学性能研究

为高效制备织构压电陶瓷,以球状Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃-PbZrO₃-PbTiO₃ (PNN-PZT) 为基体粉体,片状BaTiO₃ （BT）为模板粉体,采用光固化成型技术代替传统流延技术制备织构压电陶瓷。研究了粉体形貌对打印浆料流动性的影响、浆料的光敏参数以及不同BT含量织构陶瓷的晶体结构和电学性能。结果表明,球状粉体浆料具有低黏度的特性,能够有效提高打印浆料的固含量,最大固含量可达86%（质量）。此时陶瓷浆料的临界曝光量与透射深度分别为127.5 mJ/cm²和21.1 μm。打印后的PNN-PZT-BT陶瓷沿[00l]_c方向生长,BT模板粉体含量从1%增长到5%,陶瓷的织构度由42%增到92%。当BT含量为3%时,样品具有最高的压电常数d₃₃=1047 pC/N。与传统的流延法相比,SLA技术的工艺优势在于制备周期短,稳定性高,能够有效降低织构陶瓷的制备难度。     

织构PNN-PZT陶瓷的光固化成型制备及其电学性能研究

为高效制备织构压电陶瓷,以球状Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃-PbZrO₃-PbTiO₃ (PNN-PZT) 为基体粉体,片状BaTiO₃ （BT）为模板粉体,采用光固化成型技术代替传统流延技术制备织构压电陶瓷。研究了粉体形貌对打印浆料流动性的影响、浆料的光敏参数以及不同BT含量织构陶瓷的晶体结构和电学性能。结果表明,球状粉体浆料具有低黏度的特性,能够有效提高打印浆料的固含量,最大固含量可达86%（质量）。此时陶瓷浆料的临界曝光量与透射深度分别为127.5 mJ/cm²和21.1 μm。打印后的PNN-PZT-BT陶瓷沿[00l]_c方向生长,BT模板粉体含量从1%增长到5%,陶瓷的织构度由42%增到92%。当BT含量为3%时,样品具有最高的压电常数d₃₃=1047 pC/N。与传统的流延法相比,SLA技术的工艺优势在于制备周期短,稳定性高,能够有效降低织构陶瓷的制备难度。     

高固含量乙丙乳液合成工艺的研究

研究了制取固含量〉５０％粘度较低的乙丙乳液的几种途径,结果表明控制加料速度,同时降低反应的和保温温度,并适当延长保温时间和采用预乳化工艺,并在聚合时加入保护胶可制得符合要求的乳液而且以后一种方法效果最好。     

连续聚合法合成高固含低粘度聚合物多元醇的研究

采用间歇法和单釜连续法合成了高固含聚合物多元醇(POP),采用动态光散射和扫描电镜研究了不同工艺下POP分散相粒子的粒径分布。实验结果表明:采用单釜连续聚合工艺能使POP产品分散相粒子粒径分布比较宽,从而能有效降低高固含POP粘度。采用单釜连续聚合工艺合成出了固含量45％,粘度为 5 900 mPa·s(25℃)的POP。     

低粘度高固分水性蜜胺树脂的合成研究

叙述了低粘度高固体分水溶性蜜胺树脂的合成工艺和条件．并研究讨论了反应投料比、温度、ｐＨ值等因素对反应过程和树脂性能的影响．合成的树脂在固体含量高达８５％时，其粘度仅为３０秒以下（涂－４＊坏，２５℃）．还讨论了此树脂与水溶性丙烯酸类树脂区配用作涂料的性能．     

高固含量丙烯酸酯乳液压敏胶制备及性能

以丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸（AA）、丙烯酸羟乙酯（HEA）为共聚单体，以烯丙氧基脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵(SR-10)和烷基聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸二钠（A-102）作为环保型复合乳化剂，通过无种子半连续乳液聚合工艺制备了固含量高达62%的丙烯酸酯乳液压敏胶。考察了硬单体MMA用量对乳液压敏胶性能的影响。结果表明：当MMA用量为10%（以单体总质量计，下同）时，高固含量丙烯酸酯乳液压敏胶玻璃化转变温度（Tg）为-32.6 ℃，初始热分解温度为337 ℃，水接触角为108°，环形初黏为9.53 N/25mm，180°剥离强度为10.08 N/25mm，持黏力超过72 h；与未添加MMA的高固含量乳液相比，添加10% MMA后乳液黏度从361 mPa·s降至155 mPa·s，粒径从375 nm降至350 nm，粒径分布指数从0.144增至0.214。     

复合可聚合乳化剂制备高固含量低黏度聚丙烯酸酯乳液

以DNS-86和F-6为复合可聚合乳化剂APS为引发剂,MMA、BA为单体采用半连续法制备20%固含量种子乳液,以种子乳液为介质,选用4种不同类型乳化剂:非离子可聚合乳化剂F-6,阴离子可聚合乳化剂DNS-86、常规非离子乳化剂OP-10、常规阴离子乳化剂SDS进行不同组合,同时滴加预乳化液、引发剂、缓冲剂直接二次成核制备62%固含量二元粒径分布乳液。重点研究了乳化剂复合方式、用量及配比、反应温度等对聚合稳定性、乳液流变性等的影响。,