氧化铝陶瓷凝胶注模成型工艺研究

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Al2O3陶瓷凝胶注模成型是把传统陶瓷成型工艺与高分子化学反应相结合的一种崭新的陶瓷成型工艺,陶瓷凝胶注模过程是一种原位成型过程,它主要是利用陶瓷浆料中的有机单体在一定条件下发生聚合反应,使陶瓷浆料凝胶固化成型。可用于制备形状复杂、成分要求均匀以及可靠性高的陶瓷材料,该技术成型的坯体强度高,可用于机械加工。 本文讨论了该工艺的特点、工艺条件及影响因素,以及高固相低粘度的氧化铝陶瓷浆料的制备方法。以改善浆料的流变性和提高固相含量为重点,分别研究了pH值、分散剂、球磨和固相含量对浆料粘度的影响,以及固相含量对抗弯强度、密度、断裂韧性及收缩率的影响。同时还研究了凝胶化时间的影响因素及对成型工艺的影响。通过上述各种影响因素的工艺优化制备出高固相体积分数(55vol%)、低粘度(690mPa·s)的陶瓷浆料,并成型出性能优良的坯体,其有机物含量4wt%,坯体强度高达31MPa,相对密度63%,断裂韧性22 MPa·m1/2,线收缩率3%。对其坯体和烧结体进行了显微结构分析,分析结果表明,坯体中颗粒堆积致密,颗粒分布均匀,微观性能良好,降低了大气孔数量以及改善了气孔的分布,从而有利于产品的烧结致密化和显微结构的控制。
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