注漿成型制備高性能氮化硅陶瓷技術(shù)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(duì)象，從工藝設(shè)計(jì)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(yīng)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(shù)路線，并對(duì)其中機(jī)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(yù)處理使粉體顆粒表面化學(xué)鍵變化情況，而后對(duì)氮化硅粉體煅燒預(yù)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(duì)分散劑吸附量等一系列參數(shù)進(jìn)

2、行設(shè)計(jì)，提高氮化硅料漿的穩(wěn)定性和懸浮性，進(jìn)而制備高強(qiáng)度的坯體，最后通過合理的干燥、脫膠工藝，燒結(jié)制備相對(duì)密度的氮化硅試樣棒。
　　 分析了氮化硅粉體表面基團(tuán)在水中的分解反應(yīng)，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(tuán)，而硅烷醇可以促進(jìn)水分對(duì)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(yù)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(yù)處理保溫時(shí)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(dá)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(duì)氮化硅粉體的吸附特性，探討了檸檬酸銨吸附量對(duì)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(dá)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(jī)，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(gè)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(yàn)箱中進(jìn)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