SiC凝胶浇注成型:不同引发剂引发浆料固化

研究了SiC凝胶浇注成型工艺中,不同引发体系引发浆料固化过程的流变特性,发现SiC粉体对丙烯酰胺(AM)自由基聚合存在阻聚作用.引发剂体系分别为过硫酸铵(APS)、过硫酸铵-四甲基乙二胺(APS-TEMED)氧化还原体系和2,2-偶氮[2-(2-咪唑啉2-基)丙烷]盐酸盐(AZIP·2HCl).3种引发剂引发的浆料固化过程中均存在阻聚作用.AZIP·2HCl引发时,阻聚作用尤为明显,浆料在120min内不能完全固化.烧结助剂的加入可降低阻聚作用对浆料固化的影响,但浆料仍需较长的时间才能完全固化.煅烧处理可消除粉体的阻聚作用,表明粉体表面的不明有机物可能是阻聚作用的原因.对比3种引发体系引发浆料固化过程的流变曲线,得出APS-TEMED是SiC凝胶浇注成型的理想引发体系的结论.     

离心凝胶注模技术制备梯度ZrO_2/HA复合材料

采用离心-凝胶注模成型技术制备梯度ZrO2/HA复合材料,研究浆料固相含量、ZrO2含量对浆料粘度的影响。观察ZrO2/HA浆料的凝胶固化过程,分析离心成型工艺参数对ZrO2/HA生坯密度梯度的影响。观察烧结产物的显微组织并对复合材料的力学性能进行测试。结果表明,浆料固相含量为40%(质量分数),ZrO2含量为15%(质量分数)时,ZrO2/HA浆料粘度为223.5mPa·s,具有良好的分散性。当催化剂含量为1.5%(质量分数)和引发剂含量均为0.6%(质量分数)时,起始凝胶和终止固化时间与离心成型工艺相匹配。当在1 500r/min的转数下离心10min后,离心-凝胶注模成型所得生坯具有良好的密度梯度,经1 200℃烧结2h后试样顶部、中部和底部中ZrO2形成良好的梯度。当ZrO2含量为15%(质量分数)时,复合材料的抗弯强度和断裂韧性达到最大值84.2 MPa和1.76MPa·m1/2,比基体提高了159.8%和117.2%。     

Centrifugal gel forming of 316L - TiC composites

将凝胶离心成型工艺应用于316L-TiC复合粉末的坯体成型,研究了固含量对316L-TiC复合粉末浆料流变性的影响以及引发剂的加入量对粉末浆料固化时间的影响,分析了凝胶离心成型工艺中离心转速与316L-TiC坯体的密度和强度的关系。结果表明：以油酸作分散剂,制备稳定且流动性好的浆料的最佳固含量为55％（体积分数）;引发剂的加入量为0．7％（占预混液的质量分数）,采用自行设计的离心成型机,选择最佳转速3000r／min,制备出的坯体密度高、无残留气孔,相对密度64．3％,强度26．3MPa。坯体经真空脱胶1380℃烧结保温1h制备出316L-TiC合金管,烧结体收缩均匀无变形,TiC颗粒呈均匀分布。     

亚微米A12O3浆料的流变性优化研究

研究了多种高聚物类分散剂对亚微米氧化铝浆料流变性的影响,通过优化pH值、分散剂用量等因素,使颗粒间排斥力达到最大,获得了固含量高达58vol％的适合浇注的Al_2O_3浆料.以该浆料为原料,采用凝胶浇注的方法成型氧化铝陶瓷,获得了显微结构极其均匀的素坯,经1600℃烧结2h,烧结体的相对密度>98％.     

BaTiO3陶瓷粉体凝胶注模成型的研究

为了研究BaTiO3粉体的凝胶注模成型，以聚甲基丙稀酰胺(PMAA—NH4)为分散剂，通过球磨制备稳定分散的BaTiO3浆料．采用正交实验设计原则，讨论了有机单体、交联剂和引发剂的用量对浆料的固化时间、坯体强度和密度的影响，确定最佳加入量(质量分数)分别为4％，1．5％和0．02％．在1340℃下烧结得到的BaTiO3陶瓷的晶粒尺寸均匀，气孔较少，致密度高，具有良好的PTC特性。     

用包裹纳米复合粉体制备ZTA陶瓷

用非均匀成核法和液相共沉淀法相结合的方法制得ZrO2(3Y)包裹Al2O3纳米复合粉体,经干压成型,常压烧结制备ZTA复相陶瓷.通过XRD、TEM对粉料的物相组成和显微形貌进行表征,研究了包裹粉体中煅烧温度和ZrO2含量对烧结体的烧结性能和力学性能的影响.结果表明:随着前驱体粉料煅烧温度的升高,包裹后的Al2O3-ZrO2(3Y)复合陶瓷粉体比表面积降低,粒径变大;ZrO2含量为20wt.%的Al2O3-ZrO2(3Y)复合陶瓷粉体,经过1000℃锻烧后,干压成型制备的烧结样品的抗弯强度和断裂韧性分别高达454.9MPa和11.6MPa·m1/2,SEM观察结果表明烧结体结构致密.     

素坯高压成型对纳4YSZ烧结的影响

在纳米4YSZ粉中加入少量纳米Al2O3粉，素坯两次400MPa加压成型后在4GPa高压下再成型，素坯相对密度达72．4％，降低了烧结密温度，超密实坯体在1100℃常下烧结2小时，陶瓷体密度达99．2％。烧结样品的晶胞四方度atct^-1为1．012，晶胞体积V为0.132nm^3，1100℃常压煅以烧，烧结体晶粒大小在40－70nm。烧结体研磨成粉后含有12－14％的单斜相。     

氮化硅复合陶瓷的制备及其显微结构分析

以Si3N4、SiC为原料,Y2O3、Al2O3、MgO为助剂,在1500℃氮气气氛下采用无压烧结的方式进行烧结。利用SEM和XRD观察分析了材料的组织结构和物相组成,研究了材料的配方、制备工艺和烧结性能之间的关系。结果表明,当SiC含量为5％时,烧结体的空隙率为22．9％,抗弯强度为395MPa,显微结构均匀、晶粒细小。     

基于SLS/CIP工艺SiC陶瓷的制备及其性能

以喷雾干燥的SiC-Al_2O_3-Y_2O_3造粒粉为原料,使用机械混合法得到复合粉体,通过激光选区烧结/冷等静压技术并结合液相烧结工艺制备出SiC陶瓷,对SiC陶瓷的物相组成、显微结构、抗弯强度及密度进行表征。结果表明:喷雾造粒粉平均粒径为39.43μm,球形度较高,流动性良好,适用于SLS成型;SLS成型最优参数为激光功率7W、扫描间距0.15mm、扫描速率2200mm/s、单层层厚0.15mm且CIP压力为80MPa时, SiC陶瓷素坯的性能最佳,抗弯强度为(2.23±0.10)MPa,密度为(1.31±0.05)g/cm^3;在1950℃下烧结2h后,样品发生了致密化,SiC陶瓷密度为(1.95±0.17)g/cm^3,相对密度为(60.81±5.31)%,抗弯强度为(55.43±4.04)MPa。     

颗粒整形对碳化硅陶瓷密封材料成型及烧结性能的影响

采用球磨对SiC粉体颗粒进行整形,并借助反应烧结制备SiC陶瓷密封材料,考察了颗粒整形对反应烧结SiC陶瓷成型、烧结性能、显微结构和力学性能的影响规律。结果表明,整形后的SiC颗粒的球形度高,粒径分布更为均匀;整形SiC粉体的振实密度和素坯密度明显提高,烧结体的显微结构更加均匀,主晶相为6H-SiC和Si,分布均匀,残炭很少;颗粒整形明显改善SiC陶瓷的成型性能及力学性能,当压力为15MPa时,整形后的SiC素坯密度为2.08g/cm~3,烧结体密度为3.06g/cm~3,抗弯强度和断裂韧性分别达到456MPa和3.87MPa·m1/2。