NiFe2O4陶瓷U型套管的注浆成型和无压烧结

采用注浆成型和无压烧结技术制备铝电解测温热电偶NiFe₂O₄陶瓷U型保护套管, 对浆料稳定性、生坯烧结行为和组装热电偶的测温性能进行了研究。结果表明: 添加10wt% NiFe₂O₄纳米粉和5wt%纳米粘结剂能有效提高浆料体系的Zeta电位, pH在10.0~11.0之间时浆料体系的稳定性较好。升温至1100 ℃以上生坯开始大量收缩, 随烧结温度的升高线收缩和线收缩速率逐渐增大, 在1300 ℃时线收缩速率达到最大值; 烧结初期活化能为295.11 kJ·mol ^-1, 受体积扩散和晶界扩散共同控制。测温结果表明组装热电偶在升降温过程中温度响应及时, 具备良好的抗熔盐腐蚀性能和抗热震性能, 满足工业铝电解测温热电偶套管的要求, 具备工业应用前景。     

8YSZ陶瓷成型与烧结工艺的优化

为了改善8YSZ陶瓷的力学性能,以8YSZ双粒度粉体为研究对象,对其进行干压成型、无压烧结实验。对成型压力、保压时间及黏结剂用量等成型工艺参数进行了优化;利用正交实验对烧结方案进行了设计,讨论了烧结温度、升温速率、保温时间、烧结方式等烧结工艺参数对8YSZ陶瓷烧结性能和力学性能的影响,并优化出其烧结工艺参数。结果表明:选取PVA加入量10%(质量分数)、成型压力10MPa、保压时间30s的成型工艺参数,可压制出相对密度为54.9%的陶瓷坯体;选取烧结温度1500℃,保温时间4h,升温速率5℃/min,烧结方式裸烧的烧结工艺参数,可制备出相对密度为98.3%,抗弯强度为100.3MPa的8YSZ陶瓷。     

Cr_2O_3对氧化钙陶瓷烧结过程的影响

研究Cr2O3添加剂对氧化钙陶瓷烧结性能的影响。结果表明:Cr2O3能促进氧化钙陶瓷烧结密度和抗水化性能的提高,并且随着添加剂含量的增加,陶瓷抗水化性能不断提高;提高烧结温度,能提高陶瓷密度和抗水化性能;在烧结过程中,生成的CaCr2O4为液相,连结CaO晶粒,促进陶瓷烧结,增大了陶瓷的烧结密度,CaCr2O4包裹在CaO晶粒表面,能大幅度提高陶瓷抗水化性能。     

水基注凝成型技术的研究进展

注凝成型是一种近净尺寸陶瓷成型技术,为制备高性能复杂形状的陶瓷制品提供了一条有效的技术途径.对陶瓷水基注凝成型技术中的悬浮体的制备、凝胶体系的选择、悬浮体的真空处理和固化、坯体和烧结体的性能特点等方面的研究进行了综述,并简要介绍了该技术的国内外应用情况,同时展望了该技术的发展趋势.     

陶瓷3D打印技术及材料研究进展

综述了陶瓷3D打印技术和材料的特性及其研究进展与应用现状,重点讨论了喷墨打印技术、熔化沉积成型技术、光固化成型技术、分层实体制造技术、激光选区熔化技术/激光选区烧结技术、三维打印成型技术、浆料直写成型技术的特性和研究进展,分析了磷酸三钙陶瓷、氧化铝陶瓷、陶瓷先驱体、SiC陶瓷、Si_3N_4陶瓷、碳硅化钛陶瓷的特性和应用现状,最后指出了陶瓷3D打印技术的发展方向是与传统陶瓷工艺相结合,实现陶瓷制品的快速生产及生物陶瓷制品、高性能陶瓷功能零件的制造。     

无水乙醇注浆成型制备YAG透明陶瓷

以无水乙醇作为分散介质,采用注浆成型工艺和真空烧结技术制备了光学质量良好的YAG透明陶瓷.双面抛光、厚度为3mm的YAG透明陶瓷样品(烧结温度1800℃)在可见光范围内的直线透过率为79%左右,在近红外波段的透过率为80%左右,接近理论透过率84%.样品的平均晶粒尺寸约为30μm,晶界处和晶粒内部均无杂质和第二相存在,也几乎没有气孔的残留.采用无水乙醇做分散剂进行注浆成型是一种很有发展潜力的透明陶瓷成型方法.     

原位反应结合碳化硅多孔陶瓷的制备与性能

以碳化硅(SiC)和氧化铝(Al₂O₃)为起始原料、石墨为造孔剂, 通过原位反应结合工艺制备SiC多孔陶瓷. XRD分析表明多孔陶瓷的主相是SiC, 结合相是莫来石与方石英; SEM观察到多孔陶瓷具有相互连通的开孔结构. 坯体在烧结前后具有很小的尺寸变化, 线收缩率约在±1.5%内. 多孔陶瓷的开口孔隙率随烧结温度和成型压力的增大而减小, 随石墨加入量的增加而增大; 而体密度具有相反的变化趋势. 随着石墨粒径的增大, 多孔陶瓷的孔径分布呈现双峰分布. 抗弯强度随烧结温度和成型压力的增大而增大, 随石墨加入量的增大而减小. 于1450℃保温4h烧成的样品在0～800℃的平均热膨胀系数为6.4×10^-6/K. 多孔陶瓷还表现出良好的透气性、抗高温氧化和耐酸腐蚀性, 但耐碱腐蚀性相对较差.     

预加方石英含量对SiO2基陶瓷型芯高温蠕变性能的影响

将方石英作为第二相、锆英砂作为矿化剂加入到SiO₂基陶瓷型芯基体材料中,采用热压注法制备陶瓷型芯。研究预加方石英含量对SiO₂基陶瓷型芯性能的影响,分析在1550℃下预加方石英含量对SiO₂基陶瓷型芯高温蠕变性能的影响机制。结果表明,随着预加方石英含量的增加,SiO₂基陶瓷型芯抗弯强度和高温挠度逐渐减小,型芯的气孔率逐渐增加。当预加方石英含量为10wt%时,石英玻璃析晶速率最快,方石英开始相连构成耐高温的方石英骨架,陶瓷型芯抵抗高温变形的能力显著提高,陶瓷型芯的综合性能最佳,其抗弯强度、高温挠度和气孔率分别为5.13 MPa、1.18 mm和40.55%。      

Y2O3和B2O3对莫来石低温烧结的影响

由于Si4+和Al3+离子在莫来石晶界处扩散速率低,莫来石陶瓷难以烧结.为了降低莫来石陶瓷的烧结温度,在莫来石中添加Y203.B2O3为烧结助剂,研究了添加剂在单独和混合添加情况下对莫来石陶瓷体积密度、抗弯强度以及微观形貌等的影响.同时,研究了烧结温度及保温时间对莫来石陶瓷性能的影响.研究表明,添加剂显著地降低了莫来石的烧成温度,添加Y2O3充当烧结助剂比添加B2O3具有更好的效果,随着温度的提高,陶瓷强度由37.39MPa增至77.89MPa,体积密度由1.99g/cm3增至2.60g/cm3.     

陶瓷注射成型制备技术的研究与进展

陶瓷注射成型(CIM)是将聚合物注射成型方法与陶瓷制备工艺相结合而发展起来的一种制备陶瓷零部件的新工艺.目前,陶瓷注射成型己广泛用于各种陶瓷粉料和各种工程陶瓷制品的成型.用该工艺制备的各种精密陶瓷零部件,已用于航空、汽车、机械、能源、光通讯、生命医学等领域.主要从陶瓷注射成型过程、粉体表面改性、脱脂新工艺、微注射成型、国内外研究和应用等方面就陶瓷注射成型的发展过程作了系统的阐述.最后对陶瓷注射成型技术进行了展望.     

金属Al粉对氧化硅基陶瓷型芯的性能及组织的影响

本工作以石英玻璃粉作为基体材料, 白刚玉粉作为矿化剂, 金属Al粉作为添加剂, 制备了氧化硅基陶瓷型芯。研究了不同含量金属Al粉对氧化硅基陶瓷型芯收缩率、物理性能、显微组织和相组成的影响。研究结果表明, 在型芯烧结过程中, 金属Al粉受热氧化形成Al₂O₃, 伴随着体积膨胀和重量增加, 可以抑制陶瓷型芯的烧结收缩和铸造收缩。Al粉对烧结过程中的方石英析晶无明显抑制作用, 铸造过程中由于型芯骨架结构的松散程度增加, 型芯的高温抗变形能力降低。当铝粉含量为1wt%时, 陶瓷型芯综合性能良好, 三维方向的烧结收缩率分别为0.01%、0.03%、0.03%, 气孔率为28.58%, 挠度为0.57 mm, 抗弯强度为12.1 MPa。制备的陶瓷型芯能够满足高温合金定向凝固需求, 并有望能提高空心涡轮叶片的内腔尺寸精度。     

浇带法制备具有密度梯度的SiC陶瓷骨架

通过对ＳｉＣ料浆稳定性和流变特性的控制条件、ＳｉＣ薄带的制备工艺、ＳｉＣ薄带烧结密度的影响因素等研究，采用配制ＳｉＣ料浆－浇带－剪切压制－无压力烧结工艺，制备出为理论密度５０－８５％的具有密度梯度的ＳｉＣ陶瓷骨架，使浇带法制备具有密度梯度的陶瓷骨架，进而制备其组分、结构和性能沿厚度方向呈阶梯变化的功能梯度材料的工艺路线成为可行。     

一种低温共烧压电陶瓷的制备

压电陶瓷多层膜的低温共烧特性及压电性能密切依赖于其成分。采用调节压电材料成分,以0.90Pb(Zr0.48Ti0.52)O3-0.05Pb(Mn1/3Sb2/3)O3-0.05Pb(Zn1/3Nb2/3)O3四元体系为研究对象,同时添加烧结助剂CuO来实现多层膜的低温烧结。对多层膜的流延、排胶、烧结、极化等工艺进行探索以优化工艺参数,最终获得850℃烧结温度下的高致密度多层压电陶瓷。压电性能的测试表明三层结构的压电多层膜陶瓷表观d33达873pC/N,远高于同成分单层陶瓷306 pC/N的d33值。采用多普勒激光测振仪进行扫频实验,测定了多层陶瓷纵向振动速度的频谱,确定了基于该多层膜压电振子的最优谐振频率。     

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.     

Ceramic matrix composites based on Mg-PSZ with Cr-Ni-steel-additions with improved thermo-mechanical properties

The application of ceramic materials is limited due to their inherent brittleness. In the past years attempts have been made to improve the fracture toughness of structural ceramics by adding a secondary phase. In the present paper the influence of metastable austenitic TRIP-steel powder on the thermo-mechanical properties of magnesia partially stabilised zirconia has been investigated. Ceramic matrix composites have been prepared using slip casting technology. The sintering was performed in different argon atmospheres. The incorporation of the metastable metallic phase led to the successful generation of composite materials with advanced mechanical properties, especially after thermal shock attack.     

氧化锌透明陶瓷光学透过模型构建与实验验证

本研究以ZnO透明陶瓷为研究对象, 基于Mie理论及Rayleigh-Debye近似散射理论, 建立了单轴六方晶系透明陶瓷的双折射散射与其直线光学透过率之间关联的理论模型, 阐明了ZnO透明陶瓷光学直线透过率随晶粒尺寸减小、陶瓷织构度的提升而增大的关系。采用强磁场下的注浆成型工艺结合优化放电等离子体烧结参数, 实现了ZnO透明陶瓷显微结构的有效调控, 使得制备的ZnO透明陶瓷符合模型要求。实验结果表明: 当ZnO陶瓷平均晶粒尺寸从1.72 μm减小至0.66 μm时, 其600 nm处的直线透过率从5.1%提高到12.9%; 对于亚微米级ZnO陶瓷(平均晶粒尺寸0.35 μm), 当陶瓷织构度从4.0%提高到24.7%时(XRD计算), 样品光学直线透过率从21.6%提升到36.6%。所获得实验结果与构建的理论模型计算结果吻合, 证实了所构建的模型。     

Tape casting and dielectric properties of SiO2-filled glass composite ceramic with an ultra-low sintering temperature

The tape casting and the dielectric properties of the suitability of dielectric ceramics made of silicon dioxide-filled zinc borate glass with an ultra-low sintering temperature (650 °C) were investigated. The effects of the dispersion, the binder and the plasticizer amounts on the slurry were found to obtain an optimum composition for tape casting. The sintering temperature dependence on dielectric properties of the tape was reported. In addition, electrodes on a multilayer module made on laminated tapes were prepared using Ag paste and post-firing, followed by scanning electronic microscope to verify the chemical compatibility under the co-firing process. The results show that the composition is well suitable for the tape process for low temperature co-fired ceramic technology.     

Dopant incorporation in ceramics prepared by binder coagulation casting

Uniform incorporation of inorganic dopants and sintering aids into ceramic green bodies is necessary for the development of controlled microstructures during sintering. Binder coagulation casting (BCC) is a novel near-net shape fabrication process that is driven by controlled adsorption of polymeric binders. Two methods were used to incorporate small amounts of inorganic additives into ceramic compositions formed using BCC: the conventional mixed powder method and a novel method of using the organic additive system in BCC as a chelating agent for dopant cations. Cobalt dopant in zirconia was used as a model system for this work. MgO sintering aid in alumina was also examined. Sintering behavior and microstructure analysis using AFM are discussed.     

精铸型壳的增材制造技术研究进展

增材制造技术用于精密铸造领域,可以满足市场对精密铸件的短周期、个性化、多样化、柔性制造的需求.增材制造技术可以制作树脂模型代替蜡模进行精密铸造,但更高效的方法是用增材制造技术直接制备精铸型壳.目前可用于制备精铸型壳的增材制造技术主要有三维打印法(3DP)、选择性激光烧结法(SLS)、光固化成形法(SLA)以及浆料挤出法...