氧化鋁凝膠注模成型工藝的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和高性能結(jié)構(gòu)陶瓷材料在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，對(duì)陶瓷材料的可靠性及可控制性提出了更高的要求，這對(duì)現(xiàn)有陶瓷成型工藝提出了挑戰(zhàn)。 本文在綜述現(xiàn)有成型方法的基礎(chǔ)上，比較其在工藝上對(duì)材料性能的影響，選擇一種新型的成型工藝一凝膠注模成型作為本課題研究的對(duì)象，其原理為在高固相含量的陶瓷漿料中加入可聚合有機(jī)單體及交聯(lián)劑，在引發(fā)劑和催化劑的作用下，引發(fā)單體聚合使陶瓷漿料原位成型。運(yùn)用該原理，本文制備出高固相體積含量的氧化鋁坯體。

2、制得坯體強(qiáng)度高，收縮變形小，組織結(jié)構(gòu)均勻，具有良好的可加工性。 本課題主要研究了如何制得高固相體積含量的流動(dòng)性能良好的漿料，討論了固相含量、分散劑、pH及球磨時(shí)間等對(duì)漿料流動(dòng)性能的影響，研究得出漿料中固相含量為55V01％時(shí)，以聚丙烯酸胺為分散劑，在pH=9時(shí)，可獲得100mPaos的低粘度濃懸浮液。 本文還進(jìn)行了漿料固化、干燥及脫膠工藝的研究。從聚合反應(yīng)角度探討了凝膠固化原理為單體自由基聚合，分析了單體、引發(fā)劑、催化劑

3、等因素對(duì)聚合反應(yīng)速率及聚合物分子量的影響，并用紅外光譜對(duì)聚合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：反應(yīng)受引發(fā)劑和催化劑的影響顯著，漿料中引發(fā)劑(濃度為10wt％)體積含量為O．4％～O．6％、催化劑體積含量為0．04％～O．5％時(shí)，開始凝膠化時(shí)間可控制在5～30分鐘，保證了漿料在澆注前有一定流動(dòng)性而不會(huì)很快固化。本文還分析了坯體干燥和脫膠過程中，水分和有機(jī)物的失去過程，通過控制加熱溫度和時(shí)間，縮短了工藝周期；通過加入聚丙稀酰胺抑制表面氧阻聚，

4、克服了坯體表面易起皮的問題。 本研究使用SEM等技術(shù)對(duì)坯體的顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，測定了坯體的收縮變形、抗彎強(qiáng)度及硬度，并分析了影響其性能的因素和機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和顯微結(jié)構(gòu)分析表明：高固相含量漿料可澆注各種復(fù)雜器件，所得坯體強(qiáng)度高(25MPa)、組織結(jié)構(gòu)均勻，坯體干燥線收縮約2％，材料綜合性能明顯高于其它成型方法。本文還探討了坯體的機(jī)加工性能，在加工中通過加入水和潤滑劑克服了坯體加工時(shí)的爆皮現(xiàn)象，分析了其作用機(jī)理，提高了加工質(zhì)量和效