凝膠注模成型95氧化鋁陶瓷的研究.pdf

1、氧化鋁陶瓷具有許多優(yōu)異的性能,如強(qiáng)度高、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕、耐磨等優(yōu)點(diǎn),因而被廣泛用作工程材料。凝膠注模成型工藝是一種近凈尺寸成型技術(shù),該工藝通過(guò)制備低粘度、高固相體積含量(＞50vol%)的濃懸浮體,在催化劑和引發(fā)劑的作用下,使?jié){料中的有機(jī)單體和交聯(lián)劑交聯(lián)聚合形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),達(dá)到濃懸浮體原位固化成型的目的,從而獲得高密度、高強(qiáng)度、均勻性好的生坯。該成型方法可以近凈尺寸成型復(fù)雜形狀的陶瓷部件,而且成型后的生坯.還可經(jīng)機(jī)械加工

2、進(jìn)一步提高其精密度,因而被廣泛應(yīng)用于陶瓷材料的成型。
　　 本文選用低毒的甲基丙烯酰胺——N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MAM-MBAM)凝膠體系,以凝膠注模成型工藝制備95氧化鋁陶瓷作為研究對(duì)象。首先討論了pH值,攪拌時(shí)間,分散劑用量以及固相體積含量對(duì)漿料流動(dòng)性能的影響,研究得出,在pH=10時(shí),以聚甲基丙烯酸銨(PMAA-NH4)為分散劑,添加量為陶瓷粉料質(zhì)量的1.5%,以3000r/min的速度攪拌20min時(shí),獲得的漿料粘

3、度最低,漿料中固相體積含量最高可達(dá)63v01%(粘度為952mPa·s)。
　　 其次,通過(guò)生坯強(qiáng)度研究得,對(duì)于MAM-MBAM凝膠體系,MAM與MBAM的最佳摩爾比為12:1。論文同時(shí)研究了凝膠固化時(shí)間的影響因素,討論了MAM和MBAM用量,引發(fā)劑用量以及催化劑用量對(duì)凝膠固化時(shí)間的影響。研究發(fā)現(xiàn),隨著MAM和MBAM用量的增加凝膠固化時(shí)間縮短,在實(shí)驗(yàn)條件下,用量為陶瓷粉料質(zhì)量的3.8%時(shí)較為適宜,通過(guò)調(diào)節(jié)引發(fā)劑和催化劑加入量可

4、達(dá)到精確控制凝膠固化時(shí)間的目的。
　　 最后,論文討論了注模壓力對(duì)凝膠注模成型生坯和燒結(jié)體性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),壓力注模成型的生坯線收縮率大,體密度高;燒結(jié)體線收縮率小,體密度高,洛氏硬度HRA大。固相體積含量為55vol%的漿料在注模壓力為0.3MPa下成型的生坯性能最優(yōu),燒結(jié)后體密度最高可達(dá)3.81g/cm3,洛氏硬度HRA最高可達(dá)80.5。顯微結(jié)構(gòu)觀察顯示,生坯內(nèi)部各部分均勻,顆粒緊密堆積并被有機(jī)高分子網(wǎng)絡(luò)交聯(lián);燒結(jié)體致密