ZTA陶瓷注凝成型工艺中浆料性能的研究

对ZTA陶瓷注凝成型工艺中分散剂、pH值、氧化锆含量、固相体积分数、有机单体含量对浆料流变性的影响进行了研究.研究表明:合适的分散剂加入量可使浆料粘度降低;pH值的改变对浆料粘度有较大影响;随氧化锆含量、固相体积分数、有机单体含量增大,浆料粘度也会增大.     

超轻量化SiC反射镜的制备及性能

采用真空辅助凝胶注模和反应烧结法制备了面密度分别为9.35和11.7kg/m2,直径分别为200和500mm的两块超轻量化SiC反射镜,检测了反射镜的主要性能。结果显示:由于在真空环境下浇注,坯体没有宏观缺陷。材料中细小SiC颗粒的存在使材料具有相对较高的抗弯强度(335 MPa)和断裂韧性(4.5 MPa·m12)。此外,反射镜材料金相组织中未出现明显的SiC颗粒定向排列,具有较好的各向同性度:不同方向热膨胀系数差异小于3%,模量差异为1.3%。镜坯经过光学加工后面形误差(RMS值)为0.043λ(λ=632.8nm),表面粗糙度(Ra值)优于5nm。实验表明,真空辅助凝胶注模成型结合反应烧结工艺制备的超轻量化SiC反射镜各方面性能良好,适用于制备空间相机用反射镜。     

成型方式对反应烧结碳化硅显微结构及强度的影响

本文以0.8μm改性SiC粉采用凝胶注模成型制备了超细晶反应烧结碳化硅陶瓷。研究了压制和凝胶注模两种成型方式对反应烧结碳化硅的微观结构及材料性能的影响。SEM分析显示,PF成型的素坯中微孔结构分布不均,GC成型的素坯中SiC与C相互包裹均匀分散,坯体的孔结构均匀;RBSC材料金相观察表明,采用常规的压汞仪测试不能真实反映素坯的孔结构。GC成型的RBSC中SiC和游离硅(fSi)的分布均匀细小是材料强度提高的主要原因。     

电瓷凝胶注模成型的研究

以丙烯酰胺为单体,硝酸铈铵为引发剂,N,N,N',N'-四甲基乙二胺为催化剂、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,研究了电瓷坯体的凝胶注模成型工艺,并探讨了不同工艺条件对料浆原位凝固成型的影响规律以及成型的电瓷坯体的烧成性能和显微结构。     

质子交换膜燃料电池及其双极板的研究

为了降低质子交换膜燃料电池双极板的成本,提高质子交换膜燃料电池的性能,综述了质子交换膜燃料电池的基本结构、工作原理、主要优点及应用领域,分析了质子交换膜燃料电池双极板的特点及功能,介绍了制备质子交换膜燃料电池双极板的新材料及新工艺:中间相碳微球材料,凝胶注模成型工艺和中间相碳微球素坯的掺杂催化石墨化烧结工艺.提出了应用质子交换膜燃料电池及其双极板的新材料新工艺来降低其生产成本,为质子交换膜燃料电池及其双极板的研发指出了方向.     

注凝成型纳米防火玻璃

采用分散剂对纳米硅溶胶进行分散,和丙烯酰胺衍生聚合物结合,应用注凝成型（gelcasting）工艺制成具有高防火性能的纳米防火玻璃。其组成为硅溶胶、分散剂、丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺。     

PEG对陶瓷凝胶注模成型坯体表面起皮的抑制作用研究

在凝胶注模成型的丙烯酰胺单体溶液中加入适量的聚乙烯乙二醇(PEG),可有效克服在空气气氛下单体聚合形成凝胶网络的氧阻聚问题,从而消除陶瓷坯体的表面起皮现象,使坯体的尺寸得以精确控制.研究了加入PEG对碳化硅粉体的分散性、浆料的流变学特性、素坯的强度以及微观结构等的影响,并初步讨论了PEG对单体凝胶化过程中氧阻聚效应的抑制作用机理.     

大尺寸轻型碳化硅反射镜的凝胶注模成型

利用凝胶注模（Gel-casting）成型技术制备碳化硅反射镜坯体,可以一次性地制备出较大尺寸、复杂结构的碳化硅镜坯,并使镜坯完成轻量化,较大程度地减少镜坯的机械加工难度。制备的碳化硅坯体内部组织均匀、表面平整、不产生裂纹,整体机械性能较强,并具有较好的反应烧结性能。本技术的浆料固相体积分数控制为66%,镜体收缩率〈1.28%,是一种制备大尺寸碳化硅反射镜镜体的良好工艺方法。     

钐掺杂钛酸锶阳极催化材料的制备及其性能

采用凝胶浇注法制得了Sr1-1.5xSmxTiO3(x=0.08)复合氧化物粉体,考察了Sm掺杂量、凝胶煅烧温度等对产物相组成、烧结性能及电导率等的影响.实验结果表明:干凝胶在1400℃煅烧形成了具有单一钙钛矿结构的Sr1-1.5xSmxTiO3复合氧化物粉体.烧结温度对Sr1-1.5xSmxTiO3材料的烧结致密化有明显的影响.Sm的掺入,可以明显提高SrTiO3材料的电导率.在500～850℃内,Sr1-1.5xSmxTiO3烧结体的电导率随测试温度的升高而降低.掺入4mol%Sm的烧结体在800℃下的电导率为28.8 S·cm-1.     

Fully sintered alumina with a higher Vickers hardness prepared using a gel-casting process

The dispersant (commercial ammonium polyacrylate), sintering additive (Mg²⁺), and chelating agent (EDTA) effects on the Zeta potential and rheological behavior of alumina slurry with high solid content were investigated. The alumina ceramic green microstructures and sintered microstructures prepared using slurries with different additives using the gel-casting process were also studied. It was observed that the dispersion deteriorated after adding Mg²⁺. Slurry simultaneously added with dispersant and EDTA-chelated Mg²⁺ produced higher absolute Zeta potential value and low viscosity due to EDTA chelating with Mg²⁺. The sample added with dispersant and EDTA-chelated Mg²⁺ exhibited a uniform green microstructure, high relative sintered density (99.5% theoretical density), and a nearly pore-free microstructure with an average grain size of about 1.5 μm. For the first time to our knowledge, the maximum Vickers hardness (22 GPa) was obtained for alumina simultaneously added with Mg²⁺ and EDTA, pressureless sintered at 1500°C in air.