卫生陶瓷凝胶注模成型干燥收缩的人工神经网络预测

卫生陶瓷凝胶注模成型工艺的复杂性使其很难控制材料成型后的干燥收缩率,尝试用人工神经网络技术对卫生陶瓷凝胶注模成型工艺过程进行识别和仿真,采用Levenberg-Marquardt算法建立了卫生陶瓷凝胶注模成型工艺中单体、引发剂、交联剂、催化剂含量和坯体干燥收缩的映射网络模型,从而可利用该模型来预测在一定有机成型添加剂含量下卫生陶瓷的干燥收缩.结果表明,其预测平均误差小于0.65%,而且该模型可以分析任意2种工艺因素对陶瓷干燥收缩的偶合作用.     

Fe-Cu-C合金的凝胶注模成形工艺的研究

采用凝胶注模成形工艺制备Fe-Cu-C合金,研究了该合金体系中不同固相体积分数对凝胶注模干燥速率和干燥收缩的影响,以及不同粒度所能达到的最大固相体积分数及其对干燥速率和干燥收缩的影响.并用此工艺制备出了相对密度为90%,抗拉强度为365MPa,抗弯强度为1080MPa,且组织均匀、形状复杂的Fe-PCu-C合金.     

凝胶注模成形技术理论研究

简要概述了凝胶注模成形工艺的研究背景,介绍了凝胶注模成形工艺的原位固化原理、陶瓷浓悬浮体的流变学基础及该工艺坯体干燥物理机制,并对凝胶注模成形工艺研究领域的拓宽进行了预测.     

凝胶注模成形Ti6Al4V钛合金的组织和性能研究

目的 为了实现低成本、低能耗、高效率制备大尺寸复杂形状钛合金的问题,以凝胶注模技术为成形手段,制备近净成形Ti6Al4V合金,并研究其组织及性能.方法 通过溶液包覆法,在Ti6Al4V钛合金球形粉末表面包覆石蜡(PW),分析有机包覆层在凝胶注模过程中的作用机制及流变行为的影响,测定包覆前后不同粉末进行凝胶注模烧结后的组...     

0.94Na0.5Bi0.5TiO3-0.06BaTiO3无铅压电陶瓷凝胶注模成型

为了探索无铅压电陶瓷凝胶注模技术,对0.94Bi0.5Na0.5TiO3-0.06BaTiO3陶瓷的水基凝胶注模成型方法以及对材料结构和性能的影响进行了研究.研究结果表明,在陶瓷浆料悬浮液中加入0.5wt%聚甲基丙烯酸铵(PMAA-NH4)分散剂,调节pH值为9.2,可以得到高固相含量(50vol%),低粘度(<1Pa·s)的稳定陶瓷浆料悬浮液·并用浓度为10wt%的过硫酸铵溶液对生坯进行了8～10h的浸泡预处理,使后续干燥过程容易进行,易于得到无缺陷的陶瓷坯体. SEM形貌分析表明,经凝胶注模工艺制备的陶瓷,其晶粒均匀,结构致密,压电性能优良,其d33=132pC/N,εr=1319,tgδ=0.019.     

水玻璃制备SiO2气凝胶微球的研究

为拓展SiO2气凝胶的应用范围和效率,弥补SiO2气凝胶微球制备技术中的不足,以水玻璃为硅源采用液滴成球工艺在单一油相中制备了直径为毫米级别的SiO2气凝胶微球,并研究了微球原始粒径和干燥工艺对其线性收缩率的影响,结果表明微球收缩率随原始粒径的减小而降低,干燥工艺不同收缩率也有差异.经三甲基氯硅烷(TMCS)表面改性后再超临界干燥的样品收缩率最小,射线衍射(XRD)和孔隙度分析仪对其测试表明为无定型结构,所有孔径均＜80nm,平均孔径为5.5nm,比表面积为181m2/g.     

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.     

烧结温度对8%Y2O3-ZrO2陶瓷结构与性能的影响

研究了烧结温度对水基注模凝胶法成型的8%(摩尔分数)Y2O3-ZrO2材料收缩率、密度、相结构、微观组织及力学性能的影响.结果表明,随着烧结温度的提高,收缩率变大,密度提高.烧结温度较低时,有少量单斜氧化锆相脱溶出来,1600℃×4h烧结时,变为单一立方荧石结构,且晶界平直,晶粒发育较好,抗弯强度高达250MPa.     

陶瓷微器件的软刻蚀成形研究进展

软刻蚀技术是基于传统光刻蚀技术提出的一系列技术,包括微模塑、转移微模塑和毛细微模塑等,其共同特点是利用弹性模作为微结构转移元件,复制其他方法制备的原始模板的微结构,再用此弹性模进行微结构的成形。因其成本低廉、操作过程简单,为陶瓷微器件的制备提供了一种先进的净成形加工技术。其工艺步骤主要包括:弹性模的制备、浆料或陶瓷预聚体的制备、注模、干燥(交联固化)、脱模和烧结。本文按照制备工艺综述了软刻蚀技术成形陶瓷微器件的研究进展,着重讨论了影响微成形的关键因素,并对将来的研究方向进行了展望。     

叔丁醇-水基凝胶注模工艺因素研究

以叔丁醇-水混合介质为溶剂,丙烯酰胺(acrylamide, AM)为单体进行凝胶注模成型,研究了叔丁醇含量、反应温度、引发剂和催化剂加入量等参数对凝胶时间与胶体形态的影响。结果发现,凝胶时间随叔丁醇用量的增加而增加,但随反应温度的提高显著下降;随引发剂含量的增加,凝胶时间先快速降低至一定水平后保持较为稳定的状态,继续增加引发剂用量,凝胶时间基本呈线性增加;随催化剂用量的增加,凝胶时间持续减少,在催化剂加入量较低时凝胶时间变化显著。在反应温度25℃、叔丁醇含量30%(体积分数)、引发剂2.5%(质量分数)、催化剂0.1%(质量分数)时,凝胶时间为25 min,凝胶时间适宜,所得样品表面质量良好,干燥收缩率较低,能够满足实际需要。     

Shape forming of ceramics via gelcasting of aqueous particulate slurries

Gelcasting is a promising technique for shape forming of bulk dense or porous ceramic, metal structures. The process offers a number of advantages over processes such as slip casting, injection molding in forming complex ceramic shapes. It is shown here that the optimization of slurry rheology, choice of mold material, mold design and the drying conditions have a significant role in the overall success of the process. In this process, components of simple or complex shapes can be produced to near net shape by direct casting. If required complex shapes can also be produced by machining the green gelcast bodies. The process of gelcasting also has a lot of potential in forming highly porous ceramic shapes.     

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。     

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.     

Application of alumoxane nanoparticles as precursors for 3D alumina features

Acetate- and methoxy(ethoxyethoxy)acetate-functionalized alumina nanoparticles (A-alumoxane and MEEA-alumoxane, respectively) have been investigated as processable, water soluble precursors to 3-dimensional (3D) ceramic features. The ceramic features were formed by slip-casting aqueous solutions of the alumoxanes into polydimethylsiloxane molds, into which negative images of the desired features were molded. The features ranged from 50 to 450 μm in width and approximately 70 μm in depth. Drying the aqueous solution, and removal from the molds revealed free-standing thin film ‘green bodies’ on which are the positive images of the features, which upon firing (1200°C) resulted in their conversion to α-alumina. The formation of the ‘green body’ upon drying of the alumoxane solution and its sintering to ceramic was studied with regard to shrinkage and cracking. Ceramic 3D features formed from A-alumoxane faithfully reproduced the dimensions of the green body. However, shrinkage and cracking during the drying phase was observed. In contrast, MEEA-alumoxane was found to remain ‘plastic’ in its green body state, allowing for the retention of large features, but the shrinkage upon sintering (due to MEEA-alumoxane’s lower ceramic yield) was often accompanied by cracking of features. Physical mixtures of the two alumoxanes were investigated to determine optimum conditions for the controlled fabrication of ceramic features. The best combination of properties was obtained for a 2:1 mixture of A-alumoxane and MEEA-alumoxane. If metal-doped MEEA-alumoxane was employed, the appropriate aluminate ceramic was formed. Green body and ceramic samples were characterized by SEM, XRD, BET, and Vickers hardness measurements.     

成型工艺对片式PTCR素坯及瓷片性能的影响

将注凝成型、注浆成型与轧膜成型应用于片式PTCR的制备,研究了不同成型工艺对片式 PTCR素坯及瓷片性能的影响。研究发现,用注凝成型和注浆成型工艺制备的素坯比用轧膜成型更加均匀, 其陶瓷颗粒与粘结剂分布规则。在3种成型工艺所得的瓷片中,注凝成型瓷片晶粒生长最均匀,注浆成型瓷片晶粒生长较均匀,而轧膜成型瓷片晶粒生长不均匀。注凝成型和注浆成型工艺所制备瓷片的 PTC性能稍优于轧膜成型。瓷片的耐电压性能与成型工艺有较大的依赖关系。     

干燥法制备聚丙烯腈初生纤维样品的研究

采用湿法纺丝得到聚丙烯腈(PAN)初生纤维,干燥后得到PAN初生纤维样品.利用电阻法确定初生纤维的共晶温度;获得初生纤维的冻干曲线;通过压汞法对初生纤维孔结构进行表征,并对比考察了鼓风干燥、自然风干和冷冻干燥对样品截面形貌的影响.结果表明:初生纤维的共晶温度为-55℃;鼓风干燥会使样品收缩,纤维间发生粘连,原有形貌被破坏;自然风干使样品的截面积和周长分别收缩了20.66%、10.67%,形状系数变化率为3.52%.而冷冻干燥时样品的截面积和周长仅收缩了1.21%、1.15%,形状系数变化率为1.13%.冷冻干燥有效地保留了PAN初生纤维的固有原始结构,可用于制备各种分析的样品.     

超细HMX的真空冷冻干燥工艺优化及性能表征

为改善超细硝胺类炸药浆料的干燥效果,采用单因素实验法和响应面实验设计法,综合分析了真空度、浆料厚度以及分散液中乙醇与水的质量比等主要工艺参数对超细HMX浆料干燥过程的影响规律,建立了超细HMX的最佳干燥曲线拟合模型,获得了最优干燥工艺参数。同时,结合实验进行验证,并采用扫描电子显微镜（SEM）和撞击感度仪分别对干燥前、后超细HMX的微观形貌及安全性能进行了测试、分析。结果表明:超细HMX浆料的干燥速率随真空度的增加先增大后减小,随浆料厚度的增加先减小后增大,随乙醇与水的质量比的增加而增大;超细HMX浆料真空冷冻干燥的优化工艺为:浆料厚度7 mm、真空度50 Pa、乙醇与水质量比0.4;工艺优化后的超细HMX颗粒分散性好,无团聚,安全性不变。     

真空冷冻干燥机节能途径浅析

真空冷冻干燥机在运行时产生较高的能耗.本文在概述真空冷冻干燥技术的基本原理和干燥过程的基础上,分析了影响真空冷冻干燥速率的主要因素,提出有效降低真空冷冻干燥机能耗的途径为:改变物料的形态和浓度、控制预冻速度和物料厚度、采用联合冻干工艺和改进真空冷冻干燥机设计,旨在为真空冷冻干燥机在实际应用中节能降耗提供借鉴.