碳化硅材料凝胶注模成型工艺的研究

系统研究了碳化硅材料凝胶注模成型过程,研究了固相体积含量、分散剂、有机单体、交联剂和引发剂对碳化硅凝胶注模成型工艺的影响.实验结果表明:固相体积分数为50%,加入0.05%的分散剂,1%有机单体,0.05%交联剂,0.07%引发剂可以得到强度大,显微结构均匀的素坯.     

通过凝胶注模成型和无压烧结制备碳化硅陶瓷

以四甲基氢氧化铵为分散剂,糊精为碳源,通过静电稳定作用,制备了高固相含量、分散良好的碳化硅陶瓷浆料。以水溶性N,N–二甲基丙烯酰胺为单体,N,N’–亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用实验室开发的偶氮[2–(2–咪唑啉–2–基)]丙烷HCl引发体系,在45～50℃引发单体聚合,制备出水基凝胶注模碳化硅素坯,素坯的相对密度达58%,抗弯强度大于40MPa。进一步通过无压烧结制备相对密度高于98%,硬度达28GPa,强度达530 MPa的SiC陶瓷。对素坯和SiC陶瓷的微结构和力学性能进行了测试和表征。结果表明:采用糊精作为碳源可以提高凝胶注模浆料的分散性,避免凝胶过程中的碳阻聚问题,有利于制备出高性能的碳化硅陶瓷材料。     

氧化铝陶瓷凝胶注模成型工艺研究

本文介绍了氧化铝陶瓷的凝胶注模成型工艺。所制备的浓悬浮体的固相体积分数高达60vol%,粘度低于200mPa.S。脱脂后的坯体密度可达理论密度的62%,抗弯强度达19Mpa。研究了球磨时间、固相体积含量和助烧剂对悬浮体的粘度的影响,并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。     

凝胶注模SiC陶瓷的烧结特性

以Al2O3/Y2O3为烧结助剂,对凝胶注模SiC陶瓷进行了研究。讨论了埋粉组成和烧结温度对SiC陶瓷的烧成质量损失、线收缩、密度以及相组成的影响。当埋粉组成为SiC/Al2O3/Y2O3,在1950℃氮气氛中烧结1h时,制备了98%理论密度的SiC陶瓷。与传统的干压成型方法相比,凝胶注模成型工艺制备的SiC陶瓷坯体具有更高的烧成质量损失。     

SiC陶瓷凝胶注模成形研究

采用丙烯酰胺单体及合适的外加剂，可较好地实现SiC陶瓷的凝胶注模成型，SiC浆料注模成形合适的pH值为10，热固化温度为60℃，脱模时间为6小时。每100克SiC中加入8克丙烯酰胺时，坯体强度可达7.42MPa。     

石墨凝胶注模工艺研究

采用凝胶注模成型工艺制备了石墨浆料,研究了石墨粉体类型、pH值、分散剂加入量和固相含量对浆料粘度的影响,浆料温度对凝胶固化时间的影响,以及乙酰丙酮对素坯强度的影响.实验结果表明:当采用等静压石墨粉,pH值为7,分散剂加入量为4wt%,固相含量为50vol%时,可制备流动性良好的石墨浆料;浆料温度为3 ℃时,凝胶固化时间为5.6 min;当乙酰丙酮加入量为0.6wt%时,素坯强度达到15.8 MPa.     

凝胶注模成型法制备PZT压电陶瓷

本文研究了凝胶注模成型法制备PZT陶瓷工艺.分别单因素分析了pH值、搅拌时间、分散剂的用量及固相体积含量对PZT陶瓷浆料粘度的影响,并对该工艺不同固相含量的陶瓷样品以及传统模压成型工艺制备的样品进行了电学性能测定.实验表明当pH值等于12,搅拌时间为15 min,分散剂的质量分数为0.1％时,浆料的流变性最佳,当固相含量为52.5vol％时,粘度为249 mPa·s,陶瓷样品的电学性能最佳,此样品可以达到传统模压成型法制备的PZT陶瓷所具有的电学性能.     

注模法用SiC混合料的粘度

通过对高温下不同混合料的粘度进行分析,即对同一条件下各粘度值和各粘度—温度关系曲线进行比较,对采用不同的有机添加剂的SiC注模法的可行性进行了研究。在所有研究的配方中,基本有机组分为石蜡和硬脂酸,但也添加了聚乙烯、聚丙烯、甘油和鱼油。在研究条件下,含甘油和聚乙烯的配方没有呈现流动性;在温度升至20℃,甚至在更高的温度下,含聚丙烯的配方用注模法无法成型。含鱼油的配方出现了一些令人满意的结果。然而,含石蜡和硬脂酸的最简单的配方效果最佳。详细研究了三种含85％～89％(质量)[63％～71％(体积)]陶瓷粉末的此类配方的粘度。研究认定,对含89％(质量)[71％(体积)]的最大加料量的陶瓷粉末的混合料进行加工,即对注模法混合料接近临界固相含量的配方进行制备,不仅是可能的,甚至是更适用的。     

无压烧结SiC凝胶注模成型工艺研究

研究了固相烧结碳化硅的素坯凝胶注模成型工艺。对浆料的分散条件进行了探讨,并对单体的加入量和成型后的素坯的显微结构进行实验。结果表明:用1%氢氧化四甲基铵作为分散剂,分散效果好。单体的加入能降低浆料的粘度,当单体加入量为3%时,素坯密度和脱模时间最佳。成型后的素坯显微结构均匀,结合紧密。     

凝胶注模成型工艺的研究

综述了陶瓷凝胶注模工艺的产生、工艺过程、常用的凝胶体系，并和相关成型技术进行了比较，论述了其发展状况和存在的问题，展望了其发展趋势，尤其是在功能陶瓷成型的应用方面。     

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。     

复杂形状陶瓷件的凝胶注模成型

为降低成本，简化工艺，对Al2O3复杂形状陶瓷件采用凝胶注模工艺成型。本文着重就有机单体含量与配比对固化胶体性状的影响、料浆加入引发剂后的凝胶固化行为、低粘度高固相含量浆料的调制、坯体复杂外形与内腔的形成以及坯体在干燥脱脂过程中的收缩变形等进行了研究。     

水基SiC浆料的喷雾造粒特性

以水为液体介质,制备分散稳定的水基SiC料浆,并利用喷雾造粒技术对水基SiC浆料进行造粒,研究了碳化硅浆料固含量及喷雾干燥工艺对造粒粉特性的影响。研究结果表明:浆料固相含量对造粒粉体粒径分布影响明显,粉体粒径随固含量的增加而增大。在最佳的干燥工艺条件下,碳化硅粉体流动性得到较大改善,素坯密度增加,陶瓷力学性能提高。     

水基料浆凝胶注模法制备氧化锆陶瓷刀具的研究

本文采用水基料浆凝胶注模法制备出了高质量的氧化锆陶瓷刀具。解决了高固相体积分数水基料浆的配制、注模、凝胶固化和脱模操作等一系列问题。研究结果表明,其尺寸精度和表面质量良好。证实了水基料浆凝胶注模法制备氧化锆陶瓷刀具是一种新的低成本制备技术,值得推广应用。     

SiCw增韧Al2O3／TiB2陶瓷复合材料的研究

根据对晶须与基体材料的热胀失配的分析，计算得出了Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２／ＳｉＣｗ三元复合材料中ＳｉＣｗ的临界体积分数。采用ＴｉＢ２颗粒增韧和ＳｉＣｗ增韧两种途径来改善Ａｌ２Ｏ３的脆性，得到此复合材料的抗弯强度为７４０ＭＰａ，断裂韧性为７．７ＭＰａ·ｍ＾１／２。分析表明：当ＳｉＣｗ含量大于临界体积分数时，强度大幅降低的主要原因是由于致密度的降低和热残余拉应力的增大。     

99氧化铝陶瓷基板注凝成形工艺的研究

以注塑成型技术为基础，研究99氧化铝陶瓷基板的制备工艺，实验研究了影响料浆性能及坯体均匀性的因素，确定了合理的制备工艺参数。     

粉末电热体加热法合成碳化硅晶须的研究

介绍了一种低成本、大批量生产碳化硅晶须的新方法。以炭黑和SiO2微粉为原料、以氯化钴作催化剂、利用粉末电热体加热技术在较低的合成温度1500℃下、较短的合成时间2h内得到了平均直径为0．52μm、平均长度为16μm、生成率达63％(质量分数)的碳化硅晶须。实验结果表明：与常规加热法相比，粉末电热体加热法不但具有设备投资少、制作简单、操作方便的优点，而且碳化硅晶须的合成温度低、时间短、产量大，易于实现规模化生产。     

热处理对无压烧结氮化硅的显微结构与强度的影响

系统地研究了添加MgO·Al_2O_3和ZrO_2的无压烧结氮化硅经热处理后显微结构与强度的变化。结果表明:试样在纯净的氮气气氛中热处理时,晶界玻璃相中可析出堇青石晶体和顽火辉石晶体;热处理后的试样常温抗折强度有所降低而高温抗折强度大大提高。     

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     

激光驱动气相反应合成SiC超细粉末的实验研究

利用 CW-CO_2激光驱动气相化学反应的方法,以 SiH_4和 C_2H_4作为原料气体合成了 SiC 超细粉末。本工艺方法的特点是反应器壁是冷的,无潜在的污染源,不存在热表面;反应体积小,以保持陡的温度梯度;反应气体直接吸收激光辐射而反应,容易得到高温;反应区的条件容易控制。另外,通过控制反应条件,能够有效地控制 SiC 超细粉末的纯度和粒度。