凝胶注模工艺成型氧化铝陶瓷的研究

采用凝胶注模工艺成型氧化铝陶瓷，讨论了凝胶注模工艺成型工艺条件及影响因素，通过FESEM等现代测试手段研究了坯体的显微结构与其性能之间的关系。 在凝胶注模成型的工艺过程中，主要研究了如何制得高固相体积含量、低粘度的浆料，讨论了分散剂的选用、含量、pH值、球磨时间及固相含量等对浆料流动性能的影响，研究得出浆料中固相含量为55％时，以聚甲基丙烯酸铵为分散剂，在pH=10时，可获得985mPa·s的低粘度浓悬浮液。分别选择低毒的有机单体N-羟甲基丙烯酰胺和2-甲基丙烯酸羟乙酯，研究了有机单体与交联剂的比例与含量对生坯抗弯强度的影响，引发剂与催化剂的加入量对固化速率的影响。     

固相含量对凝胶注模成型ZrO2陶瓷力学性能的影响

采用凝胶注模工艺分别制备体积分数为36％、38％、40％、42％和44％的ZrO2陶瓷坯体,在1600℃进行无压烧结,通过电子万能试验机、扫描电镜等测试手段分别对ZrO2陶瓷材料的力学性能和显微结构进行测试和分析,结果表明,固相体积分数为38％时,陶瓷材料的相对密度、抗弯强度和断裂韧性最大,分别为98．36％、921．34MPa和11．49 MPa·m^1/2,这是由于固相体积分数为38％的浆料流动性好,气孔少,制备出的ZrO2陶瓷坯体缺陷少．     

Copper base materials prepared by gel-casting process

Gel-casting process was developed as a new molding process in the field of copper base powder metallurgy to manufacture metal parts with excellent performance and complex shapes.Through changing the parameters of gel-casting process,such as dispersant and solid loading,the corresponding effects on the rheology of Cu slurries,molding and sintering behaviors were studied.The results show that the viscosity of Cu slurries was significantly reduced with an increase in dispersant.The most appropriate solid loading was found to be 61% and the sintering temperature was 910℃ in these experiments.After the optimization of parameters of gel-casting process,copper composite parts with relatively high density and better properties were obtained.     

凝胶注模成型工艺制备羟基磷灰石陶瓷

采用凝胶注模成型工艺成功地制备出羟基磷灰石(HAp)陶瓷,研究了单体、引发剂用量及固相含量等因素对坯体强度的影响.结果表明,由单体含量为2%(质量分数)、引发剂加入量为5%(质量分数)、固相含量为60%(质量分数)的浆料凝胶注模而成的坯体强度最高(>31MPa).SEM形貌分析表明,经凝胶注模工艺制备的陶瓷,其结构均匀并有较高的气孔率;颗粒与颗粒之间的有机物粘连是获得高强度坯体的主要原因.     

凝胶注模成型法制备多孔羟基磷灰石陶瓷

采用凝胶注模成型工艺制备了多孔羟基磷灰石陶瓷,并通过X射线分析了多孔陶瓷的相成分,采用扫描电镜观测了孔隙结构和形貌.结果表明,所制备的多孔羟基磷灰石陶瓷的孔隙率均大于80%;孔隙尺寸主要分布在350～600μm,孔壁上存在孔径为60～190μm的贯通孔;X射线衍射证明烧结过程未引入异质成分.所制备的多孔羟基磷灰石陶瓷具有适宜的孔隙直径和孔隙率,且孔隙间具有良好的贯通性.     

注凝成型制备硼化锆-氧化铝复合材料

采用注凝成型技术、X-射线衍射仪、扫描电镜、能谱等手段,对ZrB2-Al2O3复合材料制备、烧结体的显微结构进行了分析研究.结果表明,在ZrB2和Al2O3含量比为1∶3,pH为8,分散剂质量含量为10%的条件下,ZrB2-Al2O3复合粉体浆料的固体体积含量为47%,粘度为650mPa·s;在烧结体中ZrB2和Al2O3以主晶相的形式存在于复合材料中,二者存在良好的界面结合,显微结构致密.     

水溶性环氧树脂对注凝成型Al2O3泡沫陶瓷结构和性能的影响

以异丁烯和马来酸酐共聚物(PIBM)为分散剂和凝胶剂, 同时添加两种表面活性剂, 通过机械发泡和注凝成型工艺制备高气孔率Al₂O₃泡沫陶瓷, 并研究了DE211环氧树脂对Al₂O₃泡沫陶瓷结构和性能的影响。结果表明, 该工艺能够制备气孔率达92.4%的Al₂O₃泡沫陶瓷。随着DE211环氧树脂的加入, 泡沫陶瓷的气孔率略有降低, 抗压强度由0.5 MPa提高到3 MPa, 平均气孔尺寸由582 μm下降到331 μm, 孔壁塌陷少。这归因于DE211环氧树脂的环氧基能够与PIBM的酸酐发生反应, 加快凝胶固化速度, 从而有利于稳定泡沫结构。     

溶胶-浇铸与浸析法制备多孔HA基复合材料及其性能研究

采用溶胶-浇铸与浸析法, 将PLGA溶胶填充于经高温烧结所获得的多孔HA/TiO₂基体陶瓷材料后去除造孔粒子, 成功制备出HA/TiO₂/PLGA多孔陶瓷复合材料。研究表明: 复合材料具有多孔结构, 存在200~800 μm的大孔和约50~200 μm的贯通气孔; 复合材料的孔隙率随NaCl含量的增加而增加; 随着NaCl含量的增加, 复合材料的压缩强度由4.03 MPa上升到4.83 MPa后, 再降至4.05 MPa; 溶胶粘度大于25 mPa·s时, PLGA填充微小孔隙的量减少, 由于HA/TiO₂基体陶瓷材料表层的TiO₂出现微小的水化, 导致复合材料脆性增加; 复合材料的降解量随着PLGA含量增大而增大; 随着降解时间的延长, 复合材料表面磷灰石增多, 表现出一定的生物活性, 并且力学性能接近人体松质骨, 有望成为骨替换材料。     

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。     

烧结助剂含量对多孔Si3N4/BN复合陶瓷力学性能和介电性能的影响

以Si3N4和BN为原料,叔丁醇为溶剂,SiO2、Y2O3和Al2O3为烧结助剂,采用凝胶注模成型工艺制备具有高强度、低介电常数多孔Si3N4/BN复合陶瓷。研究了Y2O3和Al2O3含量对多孔陶瓷气孔率、孔径分布、物相组成、显微结构、抗弯强度和介电常数的影响。结果表明:通过调节Y2O3和Al2O3含量,多孔Si3N4/BN复合陶瓷的气孔率由55%增加到68%,气孔尺寸呈单峰分布,平均孔径为0.89～1.02μm;抗弯强度和相对介电常数随Y2O3和Al2O3含量的增加而单调增大,抗弯强度和相对介电常数的变化范围分别为29.9～60.9 MPa和2.30～2.85;通过调节Y2O3和Al2O3含量调控气孔率,能够获得介电性能和力学性能可调的高性能透波材料。