石英陶瓷的凝膠注模成型工藝研究.pdf

1、坩堝是多晶硅熔煉用的必備容器，使用條件很苛刻，要在1500℃的高溫條件下連續(xù)工作40小時(shí)以上。
　　石英陶瓷具有高強(qiáng)度、高硬度、熱穩(wěn)定性好、絕緣性好、耐腐蝕等優(yōu)良性能，在化工、航空航天、國(guó)防軍事等高精尖領(lǐng)域具有很廣的應(yīng)用前景，也成為多晶硅熔煉用坩堝的首選材料。因此它的研究就變得更為迫切。不同的成型工藝直接影響石英陶瓷的性能。為此，選擇合適的成型工藝是制備石英陶瓷的關(guān)鍵。
　　本文分為有機(jī)凝膠體系和無(wú)機(jī)凝膠體系進(jìn)行研究。有機(jī)凝

2、膠體系使用丙烯酰胺為固化劑，丙烯酰胺在一定條件下發(fā)生聚合反應(yīng)生成具有三維凝膠網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)凝膠，固相顆粒被包裹其中，在坯體內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原位固化成型。無(wú)機(jī)凝膠體系以硅溶膠為固化劑，通過(guò)硅溶膠干燥脫水凝膠，形成三維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包覆陶瓷粉末，實(shí)現(xiàn)固化成型。
　　文章重點(diǎn)研究了石英陶瓷制備過(guò)程中的成型工藝，在制備高性能漿料的基礎(chǔ)上制備出高強(qiáng)度可適合機(jī)加工、近凈尺寸的石英陶瓷坯體。
　　結(jié)果表明，對(duì)于有機(jī)凝膠注模成型體系:
　　(1)考察

3、了漿料性能的一系列影響因素。單體用量為8g、分散劑加入量為粉體質(zhì)量的0.1-0.2％，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為120r/min條件下球磨1h，pH值為10.6為最佳工藝參數(shù)組合，可制備出固含量最高73％且粘度低于1000mPa·s的漿料。
　　(2)凝膠時(shí)間隨溫度升高而降低，隨引發(fā)劑加入量增多而降低，引發(fā)劑加入量在0.6-0.7％時(shí)凝膠時(shí)間可縮短至20min。
　　(3)對(duì)濕坯的干燥收縮率及其強(qiáng)度做了進(jìn)一步研究，通過(guò)優(yōu)化參數(shù)，收縮率可降

4、低至13％左右。最終制備出強(qiáng)度23MPa可適合機(jī)加工的石英陶瓷素坯。SEM觀察，所得素坯致密均勻性良好。
　　對(duì)于無(wú)機(jī)凝膠注模成型體系:
　　(1)粗粉/細(xì)粉質(zhì)量比為7∶3，硅溶膠/水質(zhì)量比為7∶3，分散劑加入量為粉體質(zhì)量的0.4％，粉液比為3.3∶1（固含量為78％）時(shí)，是滿足流動(dòng)性良好又保證高含量的臨界值。
　　(2)溫度和催化劑對(duì)初凝時(shí)間都有一定的影響。粉液比為3∶1時(shí)，硅溶膠中添加濃度為15％的氯化銨溶液，V(