ZrB2-Al2O3泡沫陶瓷的研制

研究了ZrB2-Al2O3泡沫陶瓷的凝胶注模成型技术.讨论了分散剂、pH值、固相体积含量对ZrB2-Al2O3泡沫陶瓷浆料粘度的影响,分析研究了ZrB2-Al2O3泡沫陶瓷显微结构及其强度.     

纳米碳管/羟基磷灰石复合材料的凝胶注模

采用凝胶浇注成型工艺制备了纳米碳管/ 羟基磷灰石复合材料坯体。研究了p H 值、分散剂、固相含量(纳米碳管和羟基磷灰石在料浆中的质量分数) 、分散工艺等因素对料浆和复合材料坯体性能的影响, 对坯体的力学性能进行了测试, 借助扫描电镜分析了坯体的微观组织。实验发现, 料浆的p H 值应控制在10～12 的范围内;聚甲基丙烯酸铵的浓度为0. 6 %时, 羟基磷灰石悬浮体流动性最好; 十二烷基磺酸钠的浓度在SDS/ CNTs = 1 %～2 %时, 纳米碳管/ 羟基磷灰石复相料浆的粘度最低; 采用球磨法制备的复相料浆固相含量达到55 % , 复合材料坯体的抗弯强度达到57. 403 MPa 。      

凝胶铸技术在陶瓷成型应用中的新发展

凝胶铸模(Gel—casting)是九十年代由美国橡树岭国家实验室提出的一种近净尺寸陶瓷成型技术。由于该方法制备的陶瓷坯体强度高、有机物含量较少(2—4wt％)、工艺简便、可操作性强,因此得到广泛的研究与应用。本文综述了该技术在研究和应用上取得的新的进展。主要包括以下三个方面：(1)克服凝胶铸过程中因氧阻聚而使与空气接触部分的坯体表面产生起皮剥落的现象。与国外采用氮气保护方法不同,现采用化学方法只须在浆料中加入少量添加剂就可达到此目的。(2)凝胶铸技术应用可从微米级、亚微米级陶瓷粉料的成型扩展到粗颗粒(10μm-1000μm)体系的陶瓷和高级耐火材料,已在氮化硅结合碳化硅,重结晶碳化硅等材料的成型制备中取得较好效果。(3)将凝胶铸与流延成型结合,发展了一种新的水基凝胶流延成型工艺,该方法可成型0．1～1．0mm厚各种陶瓷薄片,包括氧化铝陶瓷基板、电子陶瓷层片等材料。     

Fabrication of fused silica-based cores by the gel-casting method: Modeling by response surface methodology

In this study, fused silica-based cores fabrication via gel-casting procedure was modeled via the response surface methodology (RSM). Zircon content, alumina content, and sintering time were selected as variables and the influences of these parameters on the characteristic of the prepared samples were investigated. Two series of experiments were organized; (i) evaluation and modeling of the sintered samples and (ii) evaluation and modeling of the samples which passed pouring-simulation treatment. Mechanical strength, porosity content, and leachability were selected as the response parameters and the obtained numerical data were analyzed using the Minitab software. Based on the RSM principles, the main effects plots and contour plots were recorded and the system was studied by means of a statistical model. However, both series of samples were evaluated and mathematical regression equations were gained from the RSM technique for modeling the response parameters; MOR, porosity, and leachability. Results showed that in the sintered samples, the most effective parameters on the MOR, porosity, and leachability values were Al₂O₃ content, zircon content & sintering time, and zircon content, respectively. It is interesting that in the pouring-simulated samples, the most effective variable on the response parameters was Al₂O₃ content.     

Ba0.7Sr0.3TiO3热释电陶瓷材料研究

采用Pechini法制备了100 nm的Ba0.7Sr0.3TiO3纳米粉体,并用凝胶注模成型工艺制备不同Mn含量的BST陶瓷。研究表明,在Mn掺杂量为0.5%(摩尔分数),烧结温度为1 280℃时制备的样品,其热释电性能较好,在居里温度附近,30～40℃时,其平均热释电系数为450μC.m–2.K–1,对应平均探测率优值为5.6μC.m–3.K–1,1kHz频率条件下tanδ低于0.5%,εr为3 500左右(室温20℃,外加偏压200 V/mm)。     

凝胶成型法制备多孔羟基磷灰石生物陶瓷及其性能研究

介绍了一种新型的凝胶成型法来制备多孔羟基磷灰石支架材料.利用体视显微镜等对制备的多孔羟基磷灰石孔洞结构进行观察.结果表明这种方法可以很好地控制多孔支架材料的孔洞结构与大小.孔分布均匀且内部连通,孔径在300μm～500μm之间.体外模拟试验表明羟基磷灰石具有良好的生物相容性,这种孔洞结构的特点更有利于骨细胞的生长.对压缩性能和孔隙率的测定结果表明,压缩强度和孔隙率随不同工艺参数的变化而变化.     

Y2O3浆料流变性的研究

采用注凝成型技术研究了Y2O3浆料的流变性能.研究发现,浆料的粘度与分散剂的加入量有密切关系.分散剂加入量为5%～8%(质量分数),固体含量为60%(体积分数),球磨时间控制在20～26 h时,浆料粘度为0.4～0.6Pa·s,达到最佳分散状态.     

烧结助剂对高气孔率SiC陶瓷结构和性能的影响

由叔丁醇、丙烯酰胺和SiC粉及烧结助剂组成固相含量为10%(体积分数)的陶瓷浆料,采用凝胶注模成型和无压烧结工艺制备多孔SiC陶瓷,研究Al2O3和Al2O3+SiO2这两种烧结助剂体系对多孔SiC陶瓷的气孔率、显微结构和力学性能的影响。结果表明:Al2O3+SiO2复合烧结助剂明显改善SiC陶瓷的烧结性能,与采用单一的Al2O3烧结助剂相比,SiC样品的烧结温度和莫来石的生成温度均降低50℃左右;两种不同的烧结助剂制成的试样中的气孔均呈很窄的单峰分布,中位孔径为2μm左右;随烧结温度的升高压缩强度增大,而气孔率变化不大;以Al2O3+SiO2为烧结助剂、在1 400℃烧结的试样的气孔率和强度分别达到70.57%和17.74 MPa。     

空心涡轮叶片凝胶注模陶瓷浆料的设计与制备

为获得较低的黏度、较好流动性以及高固相含量的陶瓷浆料,采用同轴圆筒旋转黏度计,测试了不同配方双峰级配电熔刚玉粉体浆料的表观黏度,研究了粉体粒径、颗粒形貌以及级配比例对浆料流动性和固相含量的影响规律.研究表明:粗细颗粒的大粒径比、规则球形、宽粒度分布有利于制备低黏度高固相含量的陶瓷浆料.成功制备了表观黏度仅为0.411 Pa·s、固相含量为63%的陶瓷浆料,制备的陶瓷铸型在1 300℃下的强度大于18 MPa,烧成收缩率小于1%.