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。     

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。     

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观察分析.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.     

凝胶注模成型碳化硅陶瓷的烧结和性能

研究了用La2O3:Y2O3=4:1作SiC陶瓷的烧结助剂，同时添加Al2O3改变液相的性质，研究发现；该添加剂系统能有效地降低碳化硅陶瓷的烧结温度，Al2O3的引入提高了液相与碳化硅颗粒的反应性，增加了液相对碳化硅颗粒的润湿性，从而对促进碳化硅的烧结十分有利，烧结温度为1850℃，Al2O3:La2O3:Y2O3=4:4.8:1.2(摩尔）时烧结的碳化硅陶瓷具有最佳性能。     

凝胶注模成型SiAlON-SiC材料的烧结性能

以SiC、Si、SiO2 和Al为原料 ,采用凝胶注模成型工艺制备了SiAlON -SiC材料。研究了SiC的粒度组成、β SiAlON的设计组成 (z值 )及烧成温度等因素对SiAlON -SiC材料的烧结性能的影响。研究表明 :对于凝胶注模成型的SiAlON -SiC来说 ,当其β SiAlON的设计组成 (z值 )为 2 ,烧成温度为 1 5 70℃时 ,试样具有最佳的烧结性能 ;由两种粒度的SiC配成的试样比由单一粒度的SiC或 3种粒度的SiC配成的试样具有更好的烧结性能 ,所得试样具有最佳的体积密度、抗折强度和显气孔率     

固含量对凝胶注模成型碳化硅陶瓷性能的影响

碳化硅陶瓷具有优良的性能,广泛应用于各个领域。凝胶注模成型是通过有机单体的聚合反应实现原位固化的成型方法。成型的坯体具有结构均匀、致密度高、强度大等特点。本文采用凝胶注模成型工艺和无压烧结制备了碳化硅陶瓷材料,研究了固含量对无压烧结碳化硅陶瓷微观结构和性能的影响。研究结果表明:随着固含量的增加,碳化硅料浆的粘度值逐渐增加,流动性变差,而制得的碳化硅陶瓷弯曲强度和断裂韧性随固含量的增加而增加。     

氧化锆陶瓷的凝胶注模成型研究

研究了氧化锆陶瓷凝胶注模成型工艺中单体、引发剂、固相含量、固化温度对料浆的凝胶固化时间的影响及坯体在干燥、烧成中的影响因素.     

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.     

无压烧结制备Al2O3/SiC纳米复合陶瓷

用沉淀法包裹微米级SiC颗粒，通过常压、埋烧制备Al2O3／SiC纳米复合陶瓷。通过XRD、TG和SEM等分析了煅烧和烧结过程中相组成的变化、烧成收缩和显微结构。结果表明：利用SiC粉埋烧及碳粉制造还原气氛，含8wt％SiC(平均粒径为5mm)的复合粉末经800℃煅烧、成型，试样于1550℃，2h烧结，可制备Al2O3／SiC纳米复合陶瓷，其相对体积密度达95．2％，在烧结过程中由SiC氧化形成的无定形SiO2及与基质氧化铝反应形成的莫来石前躯体可大大促进烧结。     

陶瓷的凝胶注模成形技术及应用

1.前言陶瓷材料烧结后机械加工非常困难且大幅度增加生产成本。故陶瓷零件的近尺寸精密成形技术是保证陶瓷零件质量,降低成本和使所研制的新材料能够得到实际应用的关键环节。近几十年来,除了传统的陶瓷坯体成形技术如干压、冷等静压、注浆、挤制、流延、热压铸以及注射、压滤等成形技术继续应用于生产实际并得到不同的改进和提高外,自90年代以来新发展起来的几项湿法成形专利技术特别引人注目,它们是:1)Nonaquous Gel Casting(有机基凝胶注模成形)     

氧化铝凝胶注模成型的工艺研究

以α-Al2O3为主要原料,外加单体丙烯酰胺,水溶性高分子聚乙烯醇.引发剂过硫酸铵.催化剂四甲基乙二胺,分散剂羧甲基纤维素,助烧剂氧化镁、二氧化钛、长石粉,消泡剂无水乙醇等,采用凝胶注模成型工艺,制备出了抗折强度为2.202MPa,体积密度为1.764g/cm3且均匀性好的陶瓷坯体.通过对凝胶注模成型后坯体的体积密度和抗折强度的测定,探讨了工艺参数对坯体成型的影响规律.     

颗粒的整形工艺对注浆成型碳化硅素坯密度的影响

对碳化硅粉进行整形后分级得到1.2μm(细粉)和100肛μm(租粉)2种颗粒.对整形前后碳化硅粉的颗粒形貌、粒径分布、振实密度、素坯密度和料浆表观黏度的变化作了对比研究后发现:整形后的碳化硅颗粒球形度明显提高;细粉粒径由原始的双峰分布变为接近正态分布;细粉和粗粉的振实密度分别由原始的1,16g/cm3和 1.71 g/cm3提高到1.495g/cm3和1.905g/cm3;素坯的体积密度由2.501 8g/cm3提高到2.623 3 g/cm3,在剪切速率为0.3s-1的条件下,细粉配制料浆的表观黏度由6700mPa·s降至1100mPa·s.结果表明:颗粒粒径接近正态分布,颗粒球形度得以提高是注浆碳化硅料浆粘度得以降低、成型素坯密度得以提高的主要原因,其中,细粉的整形对料浆表观黏度的降低和注浆素坯体积密度的提高贡献最大.     

SiC粉体表面改性对其成形坯体含水量的影响

研究了阳离子型表面活性剂溴化十六烷基吡啶对SiC粉体进行表面改性的效果。表面活性剂吸附在SiC粉体表面后,其表面zeta电位升高至27mV;用旋转粘度计表征了表面活性剂的加入对SiC浆料流变性的影响,当HBH的加入量为0.2%时,SiC浆料的触变性最小。当HBH的加入量为0.08%时,SiC浆料的含水量最低,约为8.3%,此时对应的生坯密度为2.42g/cm3。     

高压烧结纳米钛酸钡陶瓷的结构和铁电性

在压力为6GPa和温度为1000℃的条件下烧结得到了钛酸钡(BaTiO3)陶瓷,其晶体的平均尺寸约为30nm,相对密度大于96%.在-190～200℃,用Raman光谱确定晶体的结构,用介电转变峰表征晶体的铁电性.结果表明:随温度升高,在30nm BaTiO3陶瓷中,发生从三方相→正交相→四方相→三方相的连续相变;在室温,晶体的正交相和四方相共存.当频率为1kHz时,在120℃附近有1个宽的介电转变峰,介电常数为1920.铁电性分析表明:高压烧结得到的BaTiO3陶瓷的铁电性消失的临界尺寸小于30nm.     

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.     

反应烧结形成氮化硅/碳化硅材料

介绍了反应烧结形成氮化硅／碳化硅材料的制备工艺，对该材料的微观结构、性能及其影响因素进行了阐述，并介绍了该材料的应用背景。     

电泳沉积-烧结两步法制备C/SiC复合材料

采用电泳沉积法在石墨基体上制备厚度可控的Si涂层,考察了电泳沉积参数(电压、沉积时间、固含量及添加剂量)对涂层沉积量的影响。所制备的Si涂层通过烧结与石墨基体发生在位反应形成SiC涂层。涂层成分的XRD分析表明烧结后生成β-SiC。用SEM观察涂层烧结前后的形貌,烧结后Si渗入基体内部。孔径分布数据表明所形成的SiC涂层导致石墨孔径变小。1200℃的抗氧化实验表明涂层起到了良好的防护作用。实验提供了一种制备C/SiC复合材料的新方法。     

中,高压浇注成型坯体的特性

卫生陶瓷中，高压浇注成型工艺是当今世界上的最新工艺，而该工艺在我国目前处于研究阶段未被广泛应用。本文在实验的基础上，对压力浇注成型坯体的特性（干燥粒子的堆积密度、坯体的残留水份、干燥收缩与坯体的结构等）进行了研究，得出了一些有价值的结论。     

放电等离子烧结工艺合成Ti3SiC2的研究

以元素单质粉为原料，当原料配比为n(Ti):n(Si):n(Al):n(C)=3:(1.2-x):x:2，其中：x=0.05-0.2时，在1200－1250℃温度下经放电等离子烧结成功制备了高纯、致密Ti3SiC2固溶体材料。原料中掺加适量Al能改善Ti3SiC2的合成反应并提高制备材料的纯度。当x=0.2时，所合成的固溶体形貌为板状结晶，分子式近似为Ti3Si0.8Al0.2C2，晶格参数a=0.3069nm,c=1.767nm。在1250℃温度下烧结，得到平均厚度达5μm，发育完善均匀的致密多晶体材料。材料Vickers硬度为3.5-5.5GPa，具有与石墨相似的加工性能。     

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。