氮化硅陶瓷注射成型体脱脂过程的研究

陶瓷注射成型是制备复杂形状陶瓷部件的一种有效方法。在这一陶瓷制备技术中,注射成型体的脱脂过程是关键一环。本文针对尺寸较大、形状复杂的陶瓷涡轮转子、研究了坯体中有机物排出的脱脂过程。结果表明:在低温段(RT～300℃左右),埋粉性质对脱脂速率和坯体质量影响显著,而高温段有机物的排除主要以裂解形式,脱脂气氛和压力起着重要作用;对于尺寸较大,形状复杂的陶瓷注射坯体在氮气中加压脱脂更为有利。     

反应烧结碳化硅陶瓷注射成型工艺研究

以碳化硅(Si C)和炭黑(C)为原料,以石蜡(PW)、高密度聚乙烯(HDPE)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)为有机载体,以硬脂酸(SA)为表面改性剂,研究了反应烧结碳化硅陶瓷注射成型工艺对产品性能的影响。结果表明:在陶瓷粉体含量为80 wt%,有机载体以PW:HDPE:EVA:SA=9:3:3:1的比例,加入量为20 wt%,混炼1 h后,在100 MPa注射压力注射成坯,采用两步法脱脂,于真空烧结炉内1720°C下保温2h烧结,可获得结构致密的碳化硅陶瓷试样,其显气孔率为0.18%,密度为2.96 g/cm~3,抗弯强度达到290 MPa,断裂韧性值达到4.14MPa·m~(1/2),硬度达到21.6 GPa。     

粉末注射成形不同混料工艺氧化锆喂料的制备及成型研究

通过捏合机和转矩流变仪两种不用混料工艺制备包含以石蜡(SW)、硬脂酸(SA)、聚丙烯(PP)为主的高分子粘结体系和氧化锆粉料的喂料,来研究氧化锆粉末的注射成型工艺。对不同混料工艺制备的喂料进行注射成型、脱脂、烧结和一系列的测试,分析了高分子粘结体系在混料过程中的分散情况和作用。此外,研究了喂料的内部混合形态和分散情况态对注射成型、溶剂脱脂及烧结致密化的影响。     

陶瓷注射成型研究进展

陶瓷注射成型是一种近净尺寸陶瓷可塑成型方法，是当今国际上发展最快、应用最广的陶瓷零部件精密制造技术。清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室近十年一直致力于陶瓷注射成型的研究，本文将介绍我们在这一领域取得的进展。     

陶瓷注射成型中粘结剂的热脱脂特性评价

脱脂是陶瓷注射成型工艺的制约性步骤.通过热分析的方法研究了PW+EVA+SA的热特性.通过计算的方法和实测的方法得到粘结剂整体的热失重曲线,发现两者较为接近,继而提出了一个定量评价粘结剂脱脂特性的物理参量--脱脂惯量.通过对脱脂惯量的计算发现PW78%+EVA21%+SA1%粘结剂体系具有最好的脱脂特性.     

精细陶瓷注射成型工艺现状及发展动态

精细陶瓷注射成技术远比人们起初想象复杂的多，它已不再被人们认为是由塑料工业直接转变而来的技术。本文论述了陶瓷注射成型工艺的关键技术及其发展动态，提出了今后注射民面临的主要问题及需要加强的研究领域。     

陶瓷注射成型脱脂过程研究

脱脂是陶瓷注射成型工艺中非常重要的一步,本文采用差热分析和热失重分析方法研究了注射成型用有机物分别在空气和氮气气氛中的热分解行为,讨论了脱脂机理。研究了大尺寸开头复杂的涡轮转子坯体的脱脂过程。通过合理的升温温度和气氛压力控制,成功地获得了脱脂后无缺陷的涡轮转子。     

陶瓷的注射成型技术

陶瓷注射成型技术可解复杂形状的高性能陶瓷元件的大批量生产难题,并且产品尺寸精度高,表面条件好,论述了瓷注射成型工艺中粘结剂选取,注射成型,脱脂等步骤,并提出了将来的研究方向。     

陶瓷注射成型粘结剂现状及发展趋势

本文重点介绍了陶瓷注射成型粘结剂的种类,特性及脱脂技术,比较了目前几种粘结剂体系的优缺点,指出了今后粘结剂发展方向和趋势。     

Sialon陶瓷注射成型的溶剂脱脂研究

在Sialon陶瓷注射成型中,以蜡基粘结剂的溶剂脱脂为研究对象,考查了注射成型中溶剂脱脂工艺的脱脂温度、脱脂时间、试样厚度、溶剂加入方式及表面积与体积之比等参数对试样脱脂的影响,对溶剂脱脂过程中可溶组元的最大脱除率作了初步的分析,并用SEM观察了不同脱脂率的形貌的变化。结果表明：在40℃下采用纯的三氯乙烯对试样进行脱脂,当PW的脱出率在75%以上时,连通孔道基本形成,坯体在后续热脱脂和烧结中不会变形。     

陶瓷注射成型研究进展

综述了近年来陶瓷注射成型技术的发展情况.阐述了陶瓷注射成型的影响因素,重点分析了陶瓷粉体性质、粘结剂体系以及脱脂工艺等方面对喂料性质和产品质量的影响.     

陶瓷注射成型粘结剂现状及发展趋势

本文重点介绍了陶瓷注射成型粘结剂的种类、特性及脱脂技术;比较了目前几种粘结剂体系的优缺点,指出了今后粘结剂发展方向和趋势。     

陶瓷注射成型的研究

注射成型是可批量制备形状复杂陶瓷部件的一种先进技术,本工作研究了陶瓷注射成型悬浮体的流变特性,考察了不同注射工艺参数对成型过程和坯体质量的影响,对脱脂过程中有机物的热分解和热失重特性进行了分析,研究了脱脂机理及陶瓷部件的实际脱脂过程,制备了完好的大尺寸陶瓷涡轮转子和叶片。     

挤出成型制备高强度氮化硅陶瓷

以羧甲基纤维素(CMC)为黏结剂,通过挤出成型的方式制备氮化硅陶瓷管材,并研究了黏结剂含量对陶瓷管材生坯性能的影响,烧结温度对氮化硅陶瓷相对密度、弯曲强度和微观形貌的影响,以及氮化硅陶瓷的高温强度性能。结果表明：黏结剂含量为7%(质量分数)时,可制得干燥收缩均匀、表面光滑、无微裂纹的陶瓷管材生坯;烧结温度在1 740℃时,氮化硅陶瓷的相对密度和弯曲强度达到最大值,分别为96%和(684±23) MPa,其1 200℃时的弯曲强度达(380±21) MPa,具有良好的高温强度性能。     

Al_2O_3陶瓷注射成型关键参数控制的研究

研究了应用于Al2O3陶瓷注射成型技术的石蜡-聚烯烃粘结剂体系,对该体系下喂料的固相体积分数和混炼工艺进行了探讨.研究了注射压力和注射温度这两个重要的注射参数对注射坯体质量的影响.根据喂料DTA/TG曲线制定了合理的热脱脂制度,注射坯体经热脱脂和烧结后得到结构致密的陶瓷试样.     

粉末注射成型金刚石制品的溶剂-热脱脂工艺

利用粉末注射成型技术对金刚石/铜基钎料粉末进行了注射成型实验,制备出了小型金刚石制品。采用溶剂–热脱脂二步脱脂工艺对金刚石制品进行脱脂处理。分析了溶剂脱脂过程中脱脂温度及脱脂时间对脱脂率的影响规律;利用扫描电子显微镜观测了不同溶剂脱脂时间下微观孔隙形成情况;考察了分别在H2和N2气氛下热脱脂效果。结果表明:采用正庚烷为脱脂溶剂时,溶剂脱脂温度越高、脱脂时间越长,溶剂脱脂率越大,在35℃脱脂2.5 h后,脱脂率达到了92.1%,金刚石制品形成了大量的连通孔隙。在600℃保温60 min热脱脂后,金刚石制品中的黏结剂已全部脱除,制品中未发现鼓泡、开裂、塌陷等缺陷,脱脂效果良好。在热脱脂过程中,H2气氛脱脂相对于N2气氛脱脂碳含量增大了0.05%,氧含量减少了0.13%,在H2中脱脂更利于后续烧结过程中金刚石制品的有效烧结。     

无压烧结氮化硅陶瓷的物理性能研究

以α-Si₃N₄粉末为原料,Y₂O₃和MgAl₂O₄体系为烧结助剂,采用无压烧结方式,研究了烧结温度、保温时间、烧结助剂含量以及各组分配比对氮化硅致密化及力学性能的影响。结果表明:以Y₂O₃和MgAl₂O₄为烧结助剂体系,氮化硅陶瓷在烧结温度为1 600 ℃,保温时间为4 h,烧结助剂含量为12.5%(质量分数),Y₂O₃和MgAl₂O₄质量比为1∶1时,综合性能最好;氮化硅陶瓷显气孔率为0.21%,相对密度为98.10%,抗弯强度为598 MPa,维氏硬度为15.55 GPa。     

金属粉末注射成型工艺

将现代塑料注射成型技术引入粉末冶金领域，不但扩大注射成型技术的应用，同时也推动粉末冶金工艺的发展。详细讨论金属粉末注射成型工艺及其应用，对其材料选择，产品与模具的设计、注射成型工艺过程及烧结工艺过程进行了系统的分析，并展望了该工艺中金属粉末、粘结剂、注射成型装备和工艺过程数值模拟软件等方面的发展趋势。     

聚甲醛在新型陶瓷注射成型催化脱脂工艺中的应用

利用聚甲醛对酸性气氛敏感易分解的特性，将其作为主要粘结剂应用于陶瓷注射成型技术中，并采用了新型的催化脱脂技术，使得脱脂速度有了很大提高，实验样品主要粘结剂的脱除量在10h内即达到90％以上，记录了该过程中样品失重的情况，分析了脱脂阶段不同特征及其原因，指出催化脱脂过程速度的控制因素是气态催化剂和气体产物扩散过程，实验观察了脱脂过程不同时刻样品外围与中心区域的微观形貌，证明了脱脂过程由外围逐渐向内部扩散，对物料流变性能的考察表明物料为假塑性，有良好的流动充模性。     

陶瓷注射成型中水萃取脱脂粘结剂体系的相容性研究

提出了陶瓷注射成型水萃取脱脂粘结剂组分相容性的三大判断方法:溶解度参数法、热力学计算法、扫描电子显微镜法,以评判水基注射料的相容性,为陶瓷注射成型水萃取脱脂粘结剂的相容性提供了理论依据以及评判标准。并以聚乙二醇(PEG)/聚乙烯醇缩丁醛(PVB)以及聚乙二醇(PEG)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)两个水基粘结剂体系为例进行说明,讨论了陶瓷注射成型粘结剂的相容性对注射料流动性及水萃取脱脂速率的影响。