重結(jié)晶碳化硅凝膠注模成型工藝及其性能研究原創(chuàng)學(xué)術(shù)論文-展示頁
2025-01-22 19:51本頁面
【正文】 。與其它精密陶瓷的凝膠注模成型工藝不同之處是在實驗過程不需要球磨這一環(huán)節(jié)[7]。機械攪拌1h后即可得到流動性較好的低粘度的濃懸浮體。 工藝流程實驗中重結(jié)晶碳化硅的凝膠注模成型工藝流程如圖1所示。mSiC wt.%Si wt.%O wt.%C wt.%Fe ppm 98520在凝膠注模成型過程中使用的有機單體為丙烯酰胺, C2H3CONH2(AM)，膠聯(lián)劑為 N,N’亞甲基雙丙烯酰胺, (C2H3CONH)2CH2 (MBAM)，采用過硫酸銨 ((NH4)2S2O8) 作引發(fā)劑和 N,N,N’,N’四甲基乙二銨(TEMED)作催化劑，分散劑為四甲基氫氧化銨(簡稱TMAH)。2 實驗方法 原料和試劑本實驗所用碳化硅粉由沈陽星光陶瓷有限公司提供，原料是由碳化硅的粗粉與細粉采用合理級配混合處理而得， ，主要雜質(zhì)有Si、O、 C 及微量Fe，表1示出SiC粉體的化學(xué)成分。對于粒徑分布較寬的含有粗顆粒粉體的耐火材料成型目前大都采用注漿法、干壓、等靜壓等成型技術(shù)，凝膠注模成型技術(shù)在成型高溫材料方面的研究報道甚少。該法是將陶瓷粉料分散于含有有機單體和交聯(lián)劑的水溶液中制備出低粘度高固相體積分?jǐn)?shù)的濃懸浮體，然后加入引發(fā)劑和催化劑，陶瓷粉料中的有機單體在交聯(lián)劑、引發(fā)劑和催化劑的共同作用下，可以形成相互交聯(lián)三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物，使?jié)鈶腋◇w形成凝膠而原位固化，從而獲得密度高、均勻性好、強度高的坯體。凝膠注模成型所得坯體在2450℃，氬氣氛中燒結(jié)后可獲得重結(jié)晶碳化硅高溫材料， 。結(jié)果表明，選用適量的分散劑TMAH調(diào)整漿料pH=.%的SiC濃懸浮體。重結(jié)晶碳化硅凝膠注模成型工藝及其性能研究*國家973基金資助項目（G200006720401）易中周：男，1965年生，副教授 易中周 謝志鵬 黃勇 馬景陶（云南蒙自師范高等?？茖W(xué)校） (清華大學(xué)材料科學(xué)與工程系）摘要：本文研究了重結(jié)晶碳化硅高溫材料的凝膠注模成型。著重討論了SiC粉體的分散性、懸浮體的流變性、沉降行為以及燒結(jié)機理。沉降實驗表明，該濃懸浮體中粗細SiC顆粒間能達到均一穩(wěn)定的分散，懸浮粒子不會產(chǎn)生明顯地沉降。關(guān)鍵詞：凝膠注模成型；重結(jié)晶碳化硅(RSiC)；流變性；沉降行為9 1 引言凝膠注模成型(Gelcasting) [12 ]首先發(fā)明的一種陶瓷凈尺寸成型技術(shù)，是九十年代以來出現(xiàn)的一種最新的膠態(tài)成型工藝。目前凝膠注模成型技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于Al2OZrOSiC、AlN、Si3N4等氧化物或非氧化物的精密陶瓷體系[36]。本文通過對含有粗顆粒碳化硅（~250mm）的濃懸浮體的流變性、粉體的分散性和沉降實驗等的研究，以期制備出高固相體積分?jǐn)?shù)、低粘度，又具有良好穩(wěn)定性和流動性的碳化硅濃懸浮體，并澆注出形狀復(fù)雜、均勻致密、高強度的坯體；在2450℃，氬氣氛中進行燒結(jié)后獲得重結(jié)晶碳化硅高溫材料，并測試分析坯體和燒結(jié)體的性能、燒結(jié)機理及顯微結(jié)構(gòu)特點。表1 SiC粉體的物化特性d50181。所有試劑均為分析純。首先將碳化硅粉體分散到由AM和MBAM按一定比例配成的預(yù)配液中，177。加入少量引發(fā)劑和催化劑后立即注模，在60~80℃烘箱中凝膠化得到坯體，干燥到一定程度后排膠燒結(jié)可獲得重結(jié)晶碳化硅高溫材料。這是因為SiC粉體顆粒尺寸較大，分布范圍較寬，因此，顆粒之間不會產(chǎn)生團聚，在機械攪拌混合下就可達到均勻分散。體積密度是根據(jù)阿基米德原理采用壓汞法對試樣進行測試。采用日本S450掃描電鏡觀察燒結(jié)體的斷口形貌。它可有效表征不
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