陶瓷凝膠注模成型技術(shù)-展示頁
2025-05-09 13:59本頁面
【正文】 分。 ? 合成聚丙烯酰胺凝膠的原料是丙烯酰胺和 N，N’— 亞甲基雙丙烯酰胺。四甲基乙二胺（ TEMED）加速劑 ? 引發(fā)劑；過硫酸銨 ? 分散劑 。 ? (3)不影響漿料的流動性，若單體和交聯(lián)劑會降低漿料的流動性，那么高固相、低粘度的陶瓷漿料就難以制備。如果它們的在水中的溶解度過低，有機單體就不是溶液聚合，而是溶液沉淀聚合，這樣就不能成型出密度均勻的坯體，并且還會影響坯體的強度。 ? 該技術(shù)首先發(fā)明的是有機溶劑的非水凝膠注模成型(Nonaqueous Gelcasting)，隨后作為一種改進，又發(fā)明了用于水溶劑的水凝膠注模成型 (aqueous Gelcasting)，并廣泛應(yīng)用于各種陶瓷中。然后再進行脫模、干燥、去除有機物、燒結(jié)，即可得到所需的陶瓷零件。 濕法成型 表 1 凝膠注模成型與幾種傳統(tǒng)工藝比較 性能 凝膠注模 注漿 注射 熱壓鑄 成型時間 / min 5 60 60 60 0 60 12 0 10 脫模強度 較高 低 高 高 干坯強度 很高 低 模具材料 金屬、玻璃、塑料、石蠟 石膏 金屬 金屬 有機物質(zhì)量分數(shù) % 3 5 20 12 干燥、去脂變形 極小 較大 較大 較大 厚零件 沒問題 增加注模時間 難脫脂 難脫脂 ? 注凝成型技術(shù)將傳統(tǒng)的陶瓷工藝和有機聚合物化學(xué)結(jié)合，將高分子單體聚合的方法靈活地引入到陶瓷成型工藝中，通過制備低粘度、高固相含量的陶瓷漿料來實現(xiàn)凈尺寸成型高強度、高密度、均勻性好的陶瓷坯體。熱壓鑄或注射成型需加入質(zhì)量分數(shù)高達 20%的蠟或有機物 ,造成脫脂過程繁瑣 ,結(jié)合劑的融化或蒸發(fā)使坯體的強度降低 ,易形成缺陷甚至倒塌。 ? 陶瓷材料的成型方法 ,一般可分為干法和濕法兩大類。陶瓷凝膠注模成型技術(shù) 陶瓷凝膠注模成型技術(shù) ? 陶瓷材料因其獨特的性能已廣泛地應(yīng)用于電子、機械、國防等工業(yè)領(lǐng)域。但陶瓷材料燒結(jié)后很難進行機加工 ,故人們一直在尋求復(fù)雜形狀陶瓷元件的凈尺寸成型方法 ,這已成為保證陶瓷元件質(zhì)量和使所研制的材料獲得實際應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 干法成型 ? 模壓法 ? 冷等靜壓法 ? 搗打法（耐火材料中采用的一種成型方法） ? 濕法成型工藝設(shè)備簡單、成型坯體組分均勻、缺陷少、易于成型復(fù)雜形狀零件等優(yōu)點 ,實用性較強 ,但傳統(tǒng)的濕法成型技術(shù)都存在一些問題 ,如注漿成型是靠石膏模吸水來實現(xiàn)的 ,造成坯體中形成密度梯度分布和不均勻變形 ,并且坯體強度低 ,易于損壞。這些問題提高了陶瓷材料的生產(chǎn)成本 ,降低了其質(zhì)量的穩(wěn)定性 。該工藝的基本原理是在低粘度高固相含量的漿料中加入有機單體，在催化劑和引發(fā)劑的作用下，使?jié){料中的有機單體交聯(lián)聚合成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而使?jié){料原位固化成型。 ? 凝膠注模成型與熱壓鑄或注射成型相比，主要差別在于，后兩種工藝中作為粘結(jié)劑的有機聚合物或蠟被有機單體取代，然后利用有機單體原位聚合來實現(xiàn)定型。 ? 能用于水凝膠注模成型工藝中的有機單體體系應(yīng)滿足以下性能 : ? (1)單體和交聯(lián)劑必須是水溶的 (前者質(zhì)量分數(shù)至少 20％，而后者至少 2%)。 ? (2)單體和交聯(lián)劑的稀溶液形成的凝膠應(yīng)具有一定的強度，這樣才能起到原位定型的作用，并能保證有足夠的脫模強度。 陶瓷粉末在三維網(wǎng)狀聚合物中的分布 丙烯酰胺單體聚合原理 ? 凝膠注模成型工藝通常采用丙烯酰胺 (AM)作為有機單體； N,N’— 亞甲基雙丙烯酰胺(methylene bisacrylamide， MBAM)作為交聯(lián)劑 ? 催化劑： ? N， N。聚丙烯酰胺作為通過單體自由基聚合實現(xiàn)對陶瓷懸浮體的原位固化成型。 ? 丙烯酰胺稱單體， N， N’— 亞甲基雙丙烯酰胺稱交聯(lián)劑，在水溶液中，單體和交聯(lián)劑通過自由基引發(fā)的聚合反應(yīng)形成凝膠。 ? 引發(fā)劑在凝膠形成中提供初始自由基，通過自由基的傳遞，使丙烯酰胺成為自由基，發(fā)動聚合反應(yīng)，加速劑則可加快引發(fā)劑放自由基的速度。 ? 某些材料如有機玻璃，能抑制聚合反應(yīng)。 ? 溫度高聚合快，溫度低聚合慢。 ? 交聯(lián)度過高，膠不透明并缺乏彈性；交聯(lián)度過低，凝膠呈糊狀。采用凝膠注模成型時，為制備高質(zhì)量的素坯，必須控制單體的聚合過程。 ? 單體聚合程度越高，則固化后陶瓷坯體強度越高。這兩種情況都會造成固化后陶瓷坯體不均勻或產(chǎn)生缺陷。 ? 單體聚合的程度 可以用單體聚合的轉(zhuǎn)化率來表征。在某一反應(yīng)時間 f時，單體聚合速度 R r可以用單體聚合轉(zhuǎn)化率隨時間變化的快慢來表征，即
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