用氧化淀粉实现氧化铝陶瓷的原位凝固成型

采用经过氧化改性后的木薯淀粉作为凝固剂进行氧化铝陶瓷原位凝固成型研究。研究了氧化淀粉添加量对陶瓷浆料流变特性以及成型素坯的密度、干坯强度的影响，测定了经1700℃烧结后瓷体的密度和强度。结果表明：当在固相体积分数为55％的氧化铝浆料中加入0．5％～1．5％（质量分数，下同）的氧化淀粉时，淀粉．氧化铝浆料的表观粘度随氧化淀粉添加量的增大而提高，但均小于0．4Pa‰制备出的坯体致密、均匀，体积密度大于60％；干坯强度随淀粉添加量的增大而提高，均在7MPa以上，当氧化淀粉量为1．5％时，可达12MPa。烧结后氧化铝陶瓷的抗弯强度均在220MPa以上，其中当淀粉加入量为1．0％时，陶瓷的抗弯强度可达307MPa；烧结体的致密度随着淀粉加入量的增大而下降，当淀粉加入量小于1．0％时，烧结体的相对密度在96％以上，与注浆成型制备的烧结体的致密度相当。通过添加少量氧化淀粉，可实现氧化铝陶瓷的近净尺寸原位凝固成型，并可获得高致密度的陶瓷烧结体。     

乳胶+PVA体系水基流延成型99氧化铝陶瓷材料

研究了乳胶+PVA复合粘结剂体系水基流延浆料制备99氧化铝陶瓷基片.通过研究浆料pH值、分散剂、粘结剂的比例等因素对水基流延浆料流变学性能的影响,得到了水基流延浆料的最佳配比范围.当pH值为9.0时,分散剂PAA含量为粉料的0.8%(质量分数)时能获得固含量为55vol%、稳定分散的氧化铝浆料.研究表明PVA与乳胶的化学相容性好,采用两种粘结剂复合,可以互补不足.加入复合粘结剂4.5%(质量分数) (乳胶:PVA=7:3),制备出的99氧化铝素坯片其厚度可在50～1000 μm之间进行调控,素坯相对密度可以达到56%左右.制备的流延片在烧结温度1650 ℃、保温2 h的条件下获得了相对密度为98.5%、平整、半透明的99氧化铝陶瓷基片.     

蓝晶石对氧化铝基复合陶瓷型芯性能的影响

在刚玉粉料中添加蓝晶石,利用原位合成方法制备了氧化铝基复合陶瓷型芯,讨论了蓝晶石含量以及烧结制度对氧化铝基复合型芯几种性能的影响.结果表明:烧结温度对氧化铝基复合陶瓷型芯蠕变性能影响较大,蓝晶石含量变化影响次之;随着蓝晶石含量增加,陶瓷型芯气孔率增加,线收缩率减小,线膨胀系数减小.随着烧结温度增加,陶瓷型芯气孔率减小,线收缩率增加.     

冷冻-凝胶成形法制备定向通孔氧化铝陶瓷

由叔丁醇、氧化铝、丙烯酰胺组成的20%(体积分数,下同)陶瓷浆料,在温度梯度的诱导下,用冷冻-凝胶成形法制备了具有定向通孔结构的氧化铝陶瓷坯体.经过烧结后,制备出了高孔隙率、高强度的定向通孔陶瓷,50%气孔率的陶瓷体具有110 MPa的轴向压缩强度.还研究了距离冷端不同位置孔隙的孔径、开孔率变化规律.     

十六烷基硫酸钠制备Al_2O_3泡沫陶瓷及性能研究

首次以长链表面活性剂十六烷基硫酸钠对氧化铝陶瓷粉体进行修饰,用固相含量(质量分数)为8%~40%的浆料经搅拌发泡制备了颗粒稳定泡沫,常温常压干燥后在1550℃下烧结2 h,得到容重76~355 kg/m~3(气孔率91.1%~98.1%)的轻质氧化铝泡沫陶瓷。研究了p H、十六烷基硫酸钠浓度及浆料固相含量对氧化铝泡沫浆料稳定性以及泡沫陶瓷性能的影响。通过加入质量分数0.2%~1.0%PVA制备稳定泡沫浆料同时有效地提高了干燥泡沫坯体的强度。     

莫来石纤维对氧化铝陶瓷性能的影响

选用莫来石纤维为增强体,通过添加适量的烧结助剂,制备莫来石纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料,探讨了不同烧结温度和不同纤维含量对复合材料性能的影响规律.结果表明:莫来石纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料的相对密度、弯曲强度和断裂韧性随烧结温度和纤维含量的增加先增大后减小,当烧结温度为1450 ℃、纤维含量为15%时,复合材料的弯曲强度、断裂韧性最高,复合材料弯曲强度和断裂韧性分别达到502.36 MPa和3.48 MPa·m~(1/2),比基体材料分别提高63.8%和54.7%;相对密度达到98.41%.纤维的拔出和脱粘消耗了大量的能量,是莫来石纤维增强氧化铝陶瓷复合材料力学性能提高的主要原因.     

硅树脂添加量对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响

以氧化铝粉末为基体,添加具有粘结性和一定陶瓷产率的硅树脂粉末,通过干压成型和无压烧结制备出氧化铝基陶瓷型芯,重点研究了硅树脂添加量对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响。结果表明:硅树脂在裂解过程中会形成二氧化硅,二氧化硅与氧化铝基体发生反应形成新相莫来石。由于硅树脂在交联和裂解过程中会释放大量气体,导致烧结体失重,且气体的逸出会抑制由烧结引起的收缩,因此,随着硅树脂添加量增加,产生的气体量增加,烧结体的失重率增加,收缩率降低。硅树脂含量的增加使得烧结体的气孔率变大和体积密度减小,烧结体的室温抗弯强度逐渐减小。硅树脂的添加虽然降低了其室温强度,但是保证了陶瓷型芯的尺寸精度。     

基于光固化的直接陶瓷成形工艺

文章把光固化技术应用于陶瓷成形,提出了一种新型的直接陶瓷成形工艺-陶瓷光固化工艺。通过实验研究发现,陶瓷浆料粘度、固化厚度对陶瓷素坯的成形过程有决定性作用;陶瓷粉末的体积分数决定了陶瓷素坯的收缩率。为减少陶瓷素坯收缩率,必须提高陶瓷粉末的体积分数。实验表明,陶瓷浆料粘度小于3000MPa·s,固化厚度大于200μm,能够满足该工艺的要求。陶瓷粉末体积分数大于40%,能够得到低收缩率的陶瓷零件。     

刚玉质泡沫陶瓷过滤器的研制

采用有机泡沫浸渍法制备了刚玉质泡沫陶瓷过滤器,研究了氧化锆、二氧化硅微粉、聚乙烯醇(PVA)、有机泡沫材料的处理及浸渍挂浆对刚玉质陶瓷材料的影响。通过合理的加工工艺,制备出刚玉质陶瓷过滤器。结果表明:当氧化锆含量为8%、聚乙烯醇0.4%～0.6%、二氧化硅微粉3%时,材料的耐压强度3.5MPa,抗折强度1.8MPa,气孔率85%,抗热震性6次,性能指标满足要求。     

用超细氧化铝粉体制备氧化铝陶瓷的烧结工艺研究

以超细氧化铝粉体为原料,采用常压烧结工艺制备了氧化铝陶瓷.通过对烧结体断面显微结构的分析,以及对烧结体的线收缩率、密度和残余气孔率的测定,研究了烧结温度对坯体烧结致密化性能的影响和分散剂种类对烧结体残余气孔率的影响.结果表明,分散剂的种类对烧结体的残余气孔率影响较大,其效果由大到小依次为PAA-NH4,和阿拉伯树胶>PAA-NH4>硅溶胶和PAA-NH4>硅溶胶>阿拉伯树胶;超细氧化铝粉体的致密化转变温度为1400℃左右,最终烧结温度为1550℃左右.