陶瓷凝膠注模成型技術(shù)-資料下載頁(yè)
2025-04-30 13:59本頁(yè)面
【正文】 氣中會(huì)有 6%的殘留。 ?綜合分析上述工序 ,3個(gè)因素成為決定Gelcasting成型品性能的關(guān)鍵 : ?(1)漿料中的固相含量 ,要求固相含量越高越好 。 ?(2)選用合適的分散劑或分散技術(shù) ,以保證漿料在具有高固相含量的同時(shí) ,還能維持足夠的流動(dòng)性 ,利用注漿成型 。 ?(3)坯體的干燥程序 ,必須探索合適的干燥程序或方法 ,以減少干燥時(shí)間并避免坯體的翹曲和開裂。 凝膠注模成型工藝特點(diǎn) ? 凝膠注模成型是一種實(shí)用性很強(qiáng)的技術(shù) ,它具有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn) : ? (1)可適用于各種陶瓷材料 ,成型各種復(fù)雜形狀和尺寸的陶瓷零件。 (2)由于定型過(guò)程和注模操作是完全分離的 ,定型是靠漿料中有機(jī)單體原位聚合形成交鏈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠體來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以成型坯體組分均勻、密度均勻、缺陷少。 凝膠注模成型工藝特點(diǎn) ? (3)漿料的凝固定型時(shí)間較短且可控。根據(jù)聚合溫度和催化劑的加入量不同 ,凝固定型時(shí)間一般可控在 5～ 60min。 ? (4)該工藝所用模具為無(wú)孔模具 ,且對(duì)模具無(wú)特殊要求 ,可以是金屬、玻璃或塑料等。 ? (5)坯體中有機(jī)物含量較小 ,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為3%～ 5%。但強(qiáng)度較高 ,一般在 10MPa以上?？蓪?duì)坯體進(jìn)行機(jī)加工 (車、磨、刨、銑、鉆孔、鋸等 ),從而取消或減少燒結(jié)后的加工。 凝膠注模成型工藝特點(diǎn) ? (6)這是一種凈尺寸成型技術(shù)。由于坯體的組分和密度均勻 ,因而在干燥和燒結(jié)過(guò)程中不會(huì)變形 ,燒結(jié)體可保持成型時(shí)的形狀和尺寸比例。 ? (7)所用陶瓷料為高固相 (體積分?jǐn)?shù)不小于 50%)、低粘度 (小于 1Pas)。漿料的固相含量是影響成型坯體的密度、強(qiáng)度及均勻性的因素 ,粘度的大小關(guān)系到所成坯體形狀的好壞及漿料的排氣效果。這也是應(yīng)用該技術(shù)的難點(diǎn)和能否成功的關(guān)鍵。 Gelcasting工藝應(yīng)用領(lǐng)域的拓展 ? Gelcasting工藝首先是針對(duì)氧化鋁陶瓷研制開發(fā)的 ,后來(lái)美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室又成功地將其應(yīng)用于氮化硅陶瓷部件的工業(yè)化生產(chǎn)。近年來(lái) ,學(xué)者們又開展了Gelcasting工藝在功能瓷、非氧化物瓷及多孔瓷等方面的應(yīng)用研究。 Gelcasting工藝應(yīng)用領(lǐng)域的拓展 ?在功能瓷方面 ,比較深入的是壓電陶瓷。眾所周知 ,壓電陶瓷制品形狀復(fù)雜且適于批量生產(chǎn) ,因此很適合采用 Gelcasting工藝。但另一方面 ,壓電陶瓷的電性能對(duì)其化學(xué)組成變化極為敏感 ,痕量的其它元素或雜質(zhì)就可能使其電性能變差。因此 ,采用 Gelcasting工藝成型壓電陶瓷時(shí) ,凝膠體系和分散劑的選取成為關(guān)鍵的影響因素。DongGuo等人研究了標(biāo)準(zhǔn)膠體系成型壓電陶瓷時(shí)分散劑對(duì)其電性能的影響。研究發(fā)現(xiàn) ,那些完全可以通過(guò)燒結(jié)而去除的有機(jī)分散劑一般不影響電性能 ,但如果分散劑中含有Na+,K+,Mn2+,Mg2+或 Fe3+等 ,由于燒結(jié)后體系中殘留有這些離子 ,燒結(jié)體的電性能會(huì)變壞。 Gelcasting工藝應(yīng)用領(lǐng)域的拓展 ? 非氧化物陶瓷方面研究較多的是含硅非氧化物。 ,當(dāng)含硅非氧化物陶瓷 ,尤其 Si3N4陶瓷 ,在水溶性凝膠體系中成型時(shí) ,游離的硅極易水解 ,水解產(chǎn)物與其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后形成 NH3,H2,N2等揮發(fā)性氣體 ,在坯體中留下很多氣孔 ,影響坯體的微觀結(jié)構(gòu)及宏觀性能。有效的解決辦法有 :采用酸性或者低堿性的分散劑 ,精確控制陶瓷漿體的 PH值 ,或?qū)i3N4粉末進(jìn)行表面氧化物涂層等。 SiSiC粉體系的凝膠注模 ? Si和 SiC的混合粉料所配成的懸浮體用于成型Si3N4結(jié)合 SiC陶瓷材料，懸浮體中 Si： SiC＝25wt％： 75wt％，懸浮體固化后，生胚中存在大量毫米級(jí)的顯氣孔。分析認(rèn)為，坯體中的顯氣孔不是懸浮體中殘余的氣孔，而是在懸浮體固化時(shí)放出氣體產(chǎn)生的。根據(jù)懸浮體中各成份的相對(duì)分量，可能發(fā)生以下反應(yīng)，分別放出NH3和 H2， N2，發(fā)泡的原因可寧由以下原因造成。 SiSiC粉體系的凝膠注模 ? 1) 丙烯酰胺的水解 ? C2H3CONH2+OH= C2H3COO +NH3 ? 2) Si的水解 Si+4OH=SiO44 +2H2 ? 當(dāng)懸浮體的 PH值較高時(shí)。 Si能強(qiáng)烈水解，放出 H2。這一個(gè)反應(yīng)可在中性 PH值下進(jìn)行。但放出的比氣的量大大減小。 Si水解的速度和程度隨溶液中堿的濃度的增加而增加． SiSiC粉體系的凝膠注模 ? 氮化硅的水解 ? Si3N4十 12OH175。＝ 3Si044十 4NH3↑ ? 氮化硅與引發(fā)劑間的反應(yīng) 凝膠注模成型放氣孔的坯體的 SEM顯微形貌 ?
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