凝胶注模成型液体干燥模型研究

本文通过对固相量为54;和58;的坯体在浓度为10;、20;、30;的聚乙二醇(PEGl0000)液体干燥剂中的干燥实验,建立了注凝成型湿坯液体干燥过程的一维动力学模型,以此模型对坯体含水量与干燥时间之间的定量关系进行描述,得到了较好的拟合效果.     

碳化硅/炭黑水基凝胶注模浆料性能的研究

研究了碳化硅/炭黑凝胶注模成型中低粘度、高固含量浆料的制备工艺,分析讨论了碳化硅颗粒级配、分散剂、pH值以及有机单体含量对浆料流变性能的影响,成功地制备出固相体积分数为60;,表观粘度为680mPa·s的碳化硅/炭黑稳定浆料.     

氧化锆凝胶注模工艺研究

采用凝胶注模成型超细粒度氧化锆陶瓷.使用小分子型分散剂PBTCA(2-磷酸丁烷1,2,4-三羧酸)制备高固相、低粘度浆料.探讨了分散剂含量、单体与交联剂的比例及引发剂的含量对生坯及氧化锆陶瓷性能的影响.结果表明:当固相含量为50vol;,分散剂加入量为0.2wt;,浆料的粘度为0.86 Pa·s.且当单体和交联剂的比例为15∶1、引发剂的加入量为2.5wt;时,生坯抗弯强度为29.56 MPa;经1520℃烧结后,氧化锆陶瓷体积密度和抗弯强度分别达到5.96 g/cm3和828.46 MPa.通过SEM进行断面观察,其结构均匀致密.     

Y2O3陶瓷凝胶注模成型工艺研究

采用凝胶注模成型工艺制备了Y2O3陶瓷部件,研究了分散剂加入量、pH值和固相含量对浆料粘度影响,单体、交联剂、引发剂、催化剂和温度对凝胶反应时间的影响,以及烧结后陶瓷制品的线收缩率.结果表明最佳工艺参数为:分散剂聚丙烯酸铵加入量为0.8vol;,pH值为9,固相含量为65vol;,浆料的粘度为1.07 Pa·s;单体丙烯酰胺为3.5wt;,交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为0.35wt;,引发剂5wt;过硫酸铵溶液为0.9vol;,催化剂N,N,N',N'-四甲基乙二胺为0.2vol;,反应温度为50℃,凝胶反应时间为25 min.在2000℃温度下烧结后,陶瓷制品的最小线收缩率为3.0;.     

叔丁醇基凝胶注模成型制备ZTA多孔陶瓷

采用叔丁醇基凝胶注模成型工艺,以丙烯酰胺为单体制备了ZTA多孔陶瓷.优化了固含量、预混液浓度、引发剂用量和固化温度等成型工艺参数.分析了烧结温度和保温时间对多孔陶瓷气孔率及孔径分布的影响.研究发现固含量为10vol;、预混液浓度为15wt;、引发剂用量为20wt;、固化温度为40℃,在1500c℃条件下保温2h烧结得到的ZTA多孔陶瓷气孔率可达59.05;,最可及孔径为0.72 μm,孔径分布在0.40 ～5.00μm的气孔占总气孔的87.22;,压缩强度达到56.09MPa.     

高性能氮化硅陶瓷凝胶注模成型的研究

凝胶注模成型工艺的关键在于制备低粘度高固相体积含量的陶瓷浆料.本文以四甲基氢氧化铵(TMAH)溶液为分散剂制备氮化硅陶瓷浆料,研究了pH值、分散剂含量、助烧剂含量以及固相体积含量对氮化硅浆料流变性的影响;测定了凝胶注模成型素坯以及烧结体的力学性能.研究结果表明:当pH＝10.5,分散剂加入量为6;(相对于氮化硅固相体积比),助烧剂加入量为10;(质量分数)时,浆料具有最好的流变性.根据以上制备的工艺参数,制备得到固相体积含量大于50;,具有良好流变性的浆料.铸模成型干燥后,素坯的抗弯强度达27MPa;常压烧结后氮化硅陶瓷具有优异的力学性能,其抗弯强度为730 MPa,断裂韧性高达8.8 MPa·m1/2.     

凝胶注模法制备吸声多孔陶瓷及其性能研究

以普通建筑陶瓷坯料为原料、天然植物胶为凝胶剂,通过凝胶注模工艺研制了吸声多孔陶瓷.研究了多孔陶瓷的显微结构以及多孔陶瓷的显气孔率、孔径和厚度对吸声性能的影响.结果表明:延长浆料搅拌时间可提高试样的显气孔率,而较大的显气孔率使吸声曲线的吸声峰向高频方向偏移,吸声峰值呈现先增加后降低的趋势;适当增加浆料固含量可减小孔径,孔径变小导致试样吸声峰向低频方向缓慢偏移,吸声峰值提高;增加厚度有利于试样吸声峰向低频方向偏移,而不同频率范围内吸声系数变化趋势不同.     

SiC泡沫陶瓷的凝胶注模制备与表征

以高分子多糖明胶为胶凝剂,采用凝胶注模工艺制备SiC泡沫陶瓷.测量了分散剂加入前后浆料的ζ电位的变化.研究了分散剂四甲基氢氧化铵(TMAH)、明胶加入量、固含量等对SiC浆料流变性能的影响.结果表明:分散剂的加入对SiC颗粒的动力学行为有显著影响.在碱性范围内,ζ电位绝对值随TMAH加入量的增加而增大;明胶的加入明显提高了浆料的粘度;固含量为65;~74;时,为使浆料具有好的稳定性和流动性,同时保证明胶的成胶性能,TMAH和明胶的加入量应分别控制在2.5;左右及5;~7;为宜.制备的泡沫陶瓷由相互贯通的球形孔室构成,孔隙率最高可达到92;,其孔径分布取决于泡沫体孔隙率,对于孔隙率为76;和90;的样品,其孔径分别达到120 μm 和200 μm.泡沫陶瓷的抗弯强度随相对密度增大而提高,相对密度达到25;时,其抗弯强度可达到25.2 MPa.     

用于凝胶注模成型的Mg0.7Zn0.3TiO3浆料的流变性研究

采用固相反应法合成Mg0.7Zn0.3TiO3(M7Z3T)粉体作为凝胶注模成型的原料,研究了分散剂(PAA-NH4)加入量、pH值、固相含量、单体(AM)浓度和单体与交联剂(MBAM)质量比对浆料流变性的影响.结果表明:当浆料pH值为10,分散剂(PAA-NH4)加入量为0.7wt;时,固相含量为52vol;,M7Z3T浆料的起始粘度为0.459Pa·s.预混液中单体含量为10wt;,交联剂与单体质量比为20∶1,引发剂(APS)加入量为1wt;,固化温度为60℃的条件下,采用凝胶注模成型制备出了抗弯强度为24.47 MPa的M723T生坯.     

振动辅助的SiC制品高固相凝胶注模成型研究

采用琼脂糖体系,利用振动辅助凝胶注模的工艺方法制备了含毫米级颗粒的碳化硅/硅陶瓷坯体,研究了两种分散剂(三聚磷酸钠和β-萘磺酸甲醛缩聚物)含量和固相含量对浆料流变性能的影响.测试了脱脂后坯体的强度、体积密度和气孔率.结果表明:采用振动注模的工艺操作,浆料粘度在60000 mPa· s以下时,均可以成功注模,固相含量最高可达到67;.三聚磷酸钠与β-萘磺酸甲醛缩聚物的加入量分别为1.5;和2;时,浆料的粘度最小,分别为13558 mPa· s和12625 mPa· s,流动性最好,β-萘磺酸甲醛缩聚物的分散性能优于三聚磷酸钠.振动辅助凝胶注模工艺与毫米级颗粒的加入可以提高琼脂糖凝胶体系制品的强度.     

添加Zn~(2+)对六角晶锶铁氧体结构与磁性能的影响

通过传统的陶瓷化工艺来制备La、Co、Zn复合取代的锶铁氧体,重点研究Zn~(2+)对锶铁氧体结构及磁性能的影响.采用X射线衍射对锶铁氧体结构进行了分析.结果表明:随着Zn~(2+)的增加,锶铁氧体主体仍为六角晶结构,晶格常数a逐渐增大,而晶格常数c先增大后减小.扫描电镜(SEM)分析显示,铁氧体晶粒主要呈片状,大多为规则的六边形.随着Zn~(2+)的增加,晶粒的尺寸逐渐增大.磁性能测量显示:当取代量x=0.15时,样品的Br和Hcj分别为436 mT、343 kA/m,这说明添加适量的Zn~(2+)会有效的降低反平行离子磁矩,提高饱和磁化强度, 进而改善锶铁氧体的磁性能.     

混料方法对注凝成型超细氧化锆陶瓷的影响

对比了搅拌、滚磨、行星球磨三种混料方法的分散效果,研究了行星球磨工艺对注凝成型超细氧化锆陶瓷(D50=0.19 μm)浆料流变性以及对生坯和陶瓷性能的影响,分析了"过磨"浆料粘度增加的原因.结果表明:行星球磨制备的浆料粘度更低,在200 r/ min球磨4 h,同相量为50 vol;的浆料起始粘度仪为0.289 Pa·s;颗粒变细是"过磨"浆料粘度增加的主要原因,可通过加入少量分散剂来降低浆料的粘度;适当延长球磨时间,生坯及陶瓷性能均有所提高,球磨12 h制备的陶瓷平均强度达960 MPa,韧性高达17.3 MPa·m1/2.     

改进的多元醇法制备高分散纳米氧化镁及其锶吸附性能研究

以六水合氯化镁(MgCl·6H2O)为原料,以尿素为沉淀剂,采用改进的多元醇法制备了颗粒均匀、分散性好的纳米氧化镁粒子,并分别研究了反应温度和反应时间对前驱体和MgO粉体结构和形貌的影响.研究表明,在110℃反应8h后制备的前驱体为30 nm左右纳米颗粒状碱式碳酸镁Mg5 (CO3)4(OH)2(H2O)4.在700℃焙烧3h后可得到粒径为50 nm左右分散性较好的MgO纳米粒子.该种纳米氧化镁粉体对水溶液中的锶具有较好的吸附作用,吸附量为5.3 mg/g.     

微波烧结制备高性能锶铁氧体永磁材料的研究

以工业锶铁氧体磁瓦生坯为对象,分别考察了工业隧道窑烧结、间歇微波烧结和连续微波烧结等工艺过程制备M型锶铁氧体永磁材料.微波烧结试验发现:采用间歇工艺可制备出具有磁铅石型结构的锶铁氧体磁瓦,烧结周期为3h,且在1100℃烧结时获得最佳磁性能为:Br=396.0 mT,Hcj=342.9 kA/m,(BH)max=28.23 kJ/m3.其性能优于推板式隧道窑在室温～1230℃,烧结周期20～24 h所烧结的产品.连续微波烧结条件为:1000℃,2h,同样获得磁铅石型结构的锶铁氧体磁瓦,其性能为:Br=363.8 mT,Hcj=363.0kA/m,(BH)max=25.76 kJ/m3.由此可见,针对湿法成型锶铁氧体永磁材料,采用微波烧结工艺不仅能够获得所期望的结构与性能,而且能够显著降低温度和缩短烧结周期.     

锰锌铁氧体纳米粉体的烧结过程及其性能测试分析

本文研究了锰锌铁氧体纳米粉体的烧结过程及晶粒生长规律,采用传统成型工艺和分段烧结方式,研究坯体的致密化和晶粒生长情况.分别采用阿基米德法、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对烧结体的密度、微观结构和相组成进行测试分析.烧结体的磁性能用振动样品磁强计(VSM)来测定.另外,根据[311]衍射峰的半高宽,利用Scherrer公式计算烧结体晶粒的大小.结果表明,在900℃烧结时,烧结体的密度达到了功率锰锌铁氧体材料所需的最佳密度,此时晶粒生长较好,得出900℃为Mn-Zn铁氧体纳米粉体的最佳烧结温度,此时烧结体的密度为4.8245g/cm3.     

交替溅射法制备BaM铁氧体薄膜的特性研究

以双靶射频溅射和交替沉积的方法制备了不同化学组成的BaM铁氧体薄膜.对所沉积的薄膜进行了两种不同方式的热处理.通过热处理后铁氧体薄膜的X射线衍射(XRD), 逆转换电子穆斯堡尔谱(CEMS)及原子力显微镜(AFM)等微观结构的分析和宏观磁性的测试,结果表明两步骤退火过程对于垂直取向结构的形成是有利的.     

混合碱媒介法制备磁性铁酸钴纳米粉体

采用混合碱媒介法制备铁酸钴磁性纳米粉体,探索了制备工艺,利用X射线衍射仪、透射电镜、振动样品磁强计对样品的结构和磁性能进行了研究.结果表明:以硝酸盐或醋酸盐为原料用混合碱法可制得粒度均匀、粒径范围在10～50 nm的铁酸钴纳米粉,所制备的样品具有粒径小、粒度均匀、分散性较好的特点,中等饱和磁化强度、高矫顽力,是性能优良的磁性材料.     

软模板调控碳酸锶结晶特性的研究

本文在实验室的条件下,通过用均相沉淀法和共沉淀法,采用多聚磷酸钠、酒石酸钠、EDTA/氯化锌、EDTA、氯化镁作为晶形控制剂分别合成了长为2～4μm,直径为200nm左右的柱状、长为1～3μm,直径为80nm左右的线状、长为1～2μm,直径为50nm左右的线状、粒径为200nm左右的球状以及粒径为2～3μm的不规则状等碳酸锶晶体.并且对利用多种软模板调控碳酸锶晶体的生长机理进行了初步的分析,得出了软模板导致晶体结晶的大小和形貌变化的多样性机理.