注漿成型制備高性能氮化硅陶瓷技術研究.pdf

1、本文以高性能陶瓷研磨罐用氮化硅材料為研究對象，從工藝設計的角度研究料漿制備、毛坯干燥、脫膠以及燒結(jié)的問題，尋求一條適合易于溶劑反應的非氧化物，尤其適用于氣壓燒結(jié)氮化硅陶瓷材料制備的注漿成型的技術路線，并對其中機理性的問題深入探討與分析。
　　 本文首先研究了氮化硅粉體煅燒預處理使粉體顆粒表面化學鍵變化情況，而后對氮化硅粉體煅燒預處理和燒結(jié)助劑包覆制備的料漿的固相含量、PH值、Zeta電位、流變特性以及對分散劑吸附量等一系列參數(shù)進

2、行設計，提高氮化硅料漿的穩(wěn)定性和懸浮性，進而制備高強度的坯體，最后通過合理的干燥、脫膠工藝，燒結(jié)制備相對密度的氮化硅試樣棒。
　　 分析了氮化硅粉體表面基團在水中的分解反應，分析結(jié)果表明，氮化硅粉體顆粒表面多含有硅烷醇[Si-O]基團，而硅烷醇可以促進水分對氮化硅顆粒的潤濕效果，提高分散效果。通過研究氮化硅顆粒的氧化行為，討論了氧化硅包覆層的晶型轉(zhuǎn)變以及包覆狀況，確定了煅燒預處理最佳溫度為850℃。采用分析煅燒后粉體表面電子結(jié)合

3、能譜，測量得氧化硅的氧含量為表面總氧含量的16％，并采用浸泡的方法確定了煅燒預處理保溫時間為2h。以檸檬酸銨作為分散劑，采用球磨法制備了固相含量高達67.5wt％，粘度低于110mPa.s，高穩(wěn)定性的氮化硅料漿。研究了檸檬酸銨對氮化硅粉體的吸附特性，探討了檸檬酸銨吸附量對氮化硅料漿的影響，以及吸附量受料漿PH值、硅烷醇含量的影響。
　　 采用燒結(jié)助劑包覆法包覆氮化硅粉體，以4％含量的檸檬酸銨作為分散劑，制備了固相含量高達75wt

4、％，粘度低于110mPa.s，懸浮性良好的氮化硅漿料。
　　 本文以研究毛坯干燥模型為契機，分析了干燥速率與環(huán)境溫度、濕度的影響，確定將干燥階段分為兩個主要階段:慢速干燥階段（即干燥模型中的等速干燥階段）和快速干燥階段（即模型中的減速干燥階段），慢速干燥階段在恒溫恒濕試驗箱中進行，保持40℃的低溫和70％的高濕度，快速干燥階段可以和脫膠工藝相結(jié)合。以研究坯體差熱掃描以及熱重分析，制定了脫膠工藝制度。
　　 本文以氮化硅陶