氧化鋁泡沫陶瓷及其表面溶膠涂層形成的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,電機(jī)產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代,對(duì)電刷、觸頭等材料的耐磨損及導(dǎo)電性能的要求越來越高,因此如何制備出耐磨損且導(dǎo)電性良好的高性能電刷及觸頭材料是目前研究的重點(diǎn)。采用無壓浸滲法制備的高體積分?jǐn)?shù)Al2O3／Cu基復(fù)合材料可以滿足電刷及觸頭材料高性能的要求。但銅和氧化鋁之間差的潤(rùn)濕性限制了無壓浸滲法的應(yīng)用。因此本文的目的在于兩方面:制備力學(xué)性能優(yōu)良的泡沫陶瓷；采用溶膠-凝膠法(Sol-Gel)在泡沫陶瓷骨架表面形成氧化鈦涂層。

2、>　　 本課題首先研究了有機(jī)泡沫浸漬法制備泡沫陶瓷的工藝過程。即以Al2O3和SiO2為基體粉料,提出以下兩種成分設(shè)計(jì)方案燒結(jié)剛玉／莫來石復(fù)相泡沫陶瓷:氧化鋁／氧化硅、高嶺土、膨潤(rùn)土和滑石體系；氧化鋁／氧化硅／硅溶膠體系。研究分析制備泡沫陶瓷的工藝過程及影響因紊,以確定制備泡沫陶瓷的最佳工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:成分設(shè)計(jì)方案一配制漿料的固含量為70％,在最終燒結(jié)溫度1550℃下燒結(jié)得到以剛玉和莫來石兩相的泡沫陶瓷,且該復(fù)相泡沫陶瓷具有一

3、定的強(qiáng)度、抗熱震性；成分設(shè)計(jì)方案二配制漿料的固含量為75％,在1550℃燒結(jié)得到以莫來石和剛玉兩相的泡沫陶瓷,但該體系燒結(jié)的泡沫陶瓷強(qiáng)度太低達(dá)不到實(shí)際使用的效果；將有機(jī)泡沫體在濃度為15％的NaOH溶液中處理2h后再在濃度為5％的聚乙烯醇溶液中處理24h,可以獲得最佳的表面改性效果；配制漿料過程中將分散介質(zhì)的PH值調(diào)為11,漿料具有很好的流動(dòng)性；25ppi的有機(jī)泡沫體制備的泡沫陶瓷采用二次離心掛漿,40ppi和60ppi的有機(jī)泡沫體制備

4、的泡沫陶瓷采用一次離心掛漿,均能制備出性能良好、結(jié)構(gòu)均勻的泡沫陶瓷。
　　 其次本課題也著重研究了泡沫陶瓷基體表面形成氧化鈦涂層的工藝過程。由于泡沫陶瓷基體的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),氧化鈦溶膠不易沉積在其骨架表面上,所以本實(shí)驗(yàn)采用負(fù)壓浸膠工藝進(jìn)行涂覆。分析了浸膠時(shí)間、浸膠次數(shù)等工藝參數(shù)對(duì)氧化鈦涂層涂覆性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:浸膠時(shí)間為20min,浸膠為5次可獲得涂覆性好的氧化鈦涂層。最后掃描電鏡分析結(jié)果表明,在泡沫陶瓷的骨架上形成涂覆性好