一、粗颗粒氧化锆粉体凝胶注模成型工艺研究(论文文献综述)
邢宏宇[1](2020)在《面向立体光刻3D打印的高固相含量陶瓷膏料配制方法及其成形性能研究》文中研究指明针对目前异形陶瓷零件制备依赖模具,无法实现快速、自由成形等问题,利用立体光刻(Stereolithography,SL)3D打印精度高且成形速度快等优势,以研制复杂异形Al2O3、ZrO2及其相关复合陶瓷零件为目标,提出了一种适用于SL-3D打印工艺的高固相陶瓷膏料制备方法并对其成形性能进行研究。本文总体思路如下,首先提出陶瓷膏料体系中聚合物组元、陶瓷组元及添加剂组元的设计方法与原则,确定各组元的成分组成;其次,提出并优化高粘光敏陶瓷膏料分散、混合工艺,以解决高固相含量微纳米颗粒在有机聚合物体系中的均匀分散困难问题;建立膏料的光敏、流变属性与3D打印中固化参数及铺料参数间数学公式,以提高坯体制造工艺优选效率;最后,对3D打印陶瓷零件烧结后处理,验证其力学性能与成形性能。本研究具有广泛的应用前景和重要的理论与实际意义。根据光敏陶瓷膏料使役性能要求,提出了适用于SL-3D打印的膏料设计方法原则,对聚合物、陶瓷颗粒、添加剂组元的成分及用量进行了分析,并确定了各组元的制备方法。选择低粘度自由基单体HDDA、NPG2PODA为预聚物Di-TMPTA的稀释剂,优选引发剂PI-651用量为树脂总量的3-4wt%。建立了适用于离散型、多尺寸级配特征复合粉体颗粒的最密堆积空隙率预测公式,依据该公式优化了膏料粘度方程与光敏参数Dp预测方程。确定了陶瓷粉体改性方法与试剂用量,选择了 KH560为表面改性剂,改性时间与温度分别为90℃和60min。提出并优化了一种光敏陶瓷膏料分散、混合工艺,实现了高固相含量微纳米颗粒在粘稠固-液流体的均匀分散。以过滤工艺替代干燥、过筛工艺,避免颗粒改性处理后的再次团聚;选用乙醇/丁酮共沸溶剂降低固-液混合体系的粘度,70℃搅拌条件下蒸发溶剂浓缩膏料,降低了颗粒在有机物中的分散难度,制得均匀膏料。制备了固相含量介于45-50vol%,Al2O3、ZrO2、ZTA、SiCw/Al2O3体系陶瓷膏料,聚合物组元优选为45vol%HDDA+5vol%Di-TMPTA,选用聚乙二醇PEG200作为降粘分散剂,用量为陶瓷粉体的1.2-1.8wt%。建立了不同Zr02、SiCw含量膏料的固化厚度、线宽与激光功率及扫描速度间的关系式,对优化3D打印工艺具有重要意义。优选了陶瓷SL-3D打印的光固化工艺和铺料工艺参数。单一膏料光固化时,扫描间距Hs为Lw/2,分层厚度T介于扫描线厚度Cd值的2/5至3/5间,坯体翘曲现象可有效避免。基于本研究建立的Al2O3、ZrO2体系膏料固化线宽、厚度预测公式,以不同激光功率与扫描速度,在40 μm分层厚度条件下制备了长、宽、高为32×3×6 mm的6组分ZTA梯度坯体,整体翘曲量小于0.1 mm,进而得出了各组膏料的最优固化参数。建立了铺料流-固耦合仿真模型,分析了不同刮刀速度、分层厚度条件下膏料流场分布与零件坯体压力场分布。结合实验验证,优选刮刀速度3.5 mm/s,可保证25-l00μm分层厚范围内坯体制造垂直面无缺陷。以测试零件分析了打印尺寸收缩率、表面质量。可打印最小孔径为0.1 mm,对应尺寸收缩率约4.5%;分层厚度对表面质量影响作用大于模型轮廓与水平面夹角值因素,为了保障制造精度将SL-3D打印分层厚度限制在50 μm以内。通过分析坯体中聚合物组元热分解温度区域,设计了相应的脱脂、烧结工艺;分别从零件力学性能、显微结构、成形精度与表面质量三个方面评价其成形性。力学性能方面,1350℃烧结了气孔率20.5%的多孔A1203陶瓷,其抗弯强度、断裂韧性分别为 100±22 MPa、3.75±0.50 MPa·m1/2。1500℃烧结了致密 ZrO2 陶瓷,抗弯强度、断裂韧性和硬度分别达到754±62 MPa、5.30±0.80 MPa·m 1/2和15.30±0.81 GPa。通过显微形貌分析了 Zr02、SiCw等对A1203陶瓷的增强补韧机制;如ZrO2可以细化基体颗粒粒径,1500℃条件下20vol%ZrO2将Al2O3材料抗弯强度由410±71 MPa提高至575±87 MPa;1600℃条件下1Ovol%SiCw晶须通过晶须拔出机制将Al2O3材料断裂韧性由5.5±0.95 MPa·m1/2提高至6.6±0.60 MPa·m1/2。形状精度方面,1600℃处理ZTA零件翘曲率低于0.188‰。表面质量方面,分层厚度小于50 μm,烧结Al2O3陶瓷型芯表面粗糙度Ra小于3μm,基本满足该型零件的表面质量要求。
田超[2](2020)在《凝胶注模法制备碳化硅多孔陶瓷及其性能研究》文中认为碳化硅(SiC)多孔陶瓷具有良好的高温稳定性、较低的热膨胀系数、较高的热导率和良好化学稳定性等优良特性,被广泛用于高温烟气除尘净化、强酸碱性污水的过滤分离和微反应器催化反应等领域,在苛刻的使用环境中能保持良好的性能和较长的使用寿命,是气体过滤膜与水过滤膜支撑体以及微反应器催化剂载体的良好选择。凝胶注模法是一种新型的陶瓷制备工艺,能够以低成本制备近净尺寸碳化硅多孔陶瓷。但传统的凝胶注模体系往往使用有机溶剂、具有神经毒素的单体、引发剂并添加催化剂等毒性有机物,对环境造成危害。本文以一种新型的异丁烯-马来酸酐的商用水溶性共聚物(Isobam)作为凝胶剂,以表面具有功能性端基(-NH2)的改性碳化硅作为原料,制备得到的浆料无需单体、引发剂与催化剂,可在室温下凝胶固化。本文首先开展了碳化硅粉体表面改性以及水基Isobam凝胶体系的凝胶固化机理研究,然后探讨了碳化硅浆料的特性并阐明了凝胶固化过程,最后研究了碳化硅生坯后处理工艺及烧结工艺,主要研究内容和研究结果如下:(1)以10000#、4000#、600#和220#碳化硅粉体为原料,对粉体进行预氧化处理,在表面形成均匀氧化层,采用硅烷偶联剂KH550、KH602和KH792对预氧化粉体进行表面改性,得到表面具有功能化端基-NH2的碳化硅改性粉体,成功将碳化硅这种非氧化物陶瓷粉体用于Isobam凝胶注模体系。(2)对比了未改性碳化硅粉和表面改性碳化硅粉的胶凝特性,其中改性碳化硅制备的浆料静置不分层,且能够凝胶固化形成结构均匀的生坯,不同改性剂制备的生坯其凝胶固化时间不同,其中KH792所需时间较短。FT-IR分析表明,Isobam与改性碳化硅的凝胶固化机理除了粉体外端的-NH2与Isobam分子链上-COOH发生了相互作用外,还会彼此反应形成C-N键,碳化硅表面的-OH还会与-COOH反应生成Si-O-C键,形成“粉末-分子链-粉末”结构。(3)以4000#改性碳化硅为原料,TMAH为分散剂制备固含量为50vol%的浆料,当TMAH与Isobam的添加量均为1wt%时,浆料粘度低于0.5Pa·s,浆料凝胶固化后可完整脱模。以表面改性后的10000#、4000#、600#和220#SiC为主要原料,制备固含量约50vol%的生坯,研究了预氧化层厚度对不同粒径粉体凝胶固化时间的影响。随着粉体粒径的增加,凝胶固化所需的氧化层厚度增加,基本呈线性关系。(4)以4000#SiC为原料制备50vol%浆料时,在60℃干燥8h所得样品的尺寸稳定性最好。生坯的总有机物添加量为3.4wt%时,在800℃下可完全热解,在2150℃烧结保温1h,可完全去除氧化层,得到碳化硅多孔陶瓷。以4000#SiC为原料,当浆料固含量由40vol%提高至52vol%,碳化硅多孔陶瓷的孔隙率由60%下降至50%,颗粒形貌由尖锐多棱状演变为近球形。以10000#(细颗粒)和600#(粗颗粒)SiC为原料制备固含量为50vol%的碳化硅多孔陶瓷,当细颗粒由10wt%增至30wt%时,粗颗粒表面剩余的细颗粒逐渐增多,蒸发-凝聚作用虽然会消耗大多数的细颗粒,但当细颗粒的比例较高时仍会剩余细颗粒,导致孔隙率降低,密度提高。
郝边磊[3](2020)在《基于Isobam体系多孔陶瓷的可控制备及性能研究》文中提出本文以Al2O3为原料,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为造孔剂,异丁烯/马来酸酐共聚物(Isobam104)为胶凝剂和分散剂结合凝胶注模法和添加造孔剂法成功制备出坯体均匀、孔径均一、强度良好的多孔Al2O3陶瓷。由于在多孔陶瓷的干燥和烧结过程中会产生从生坯到烧结体的收缩,这是影响多孔陶瓷的微观结构和性能的关键问题之一。通过在烧结过程中造孔剂燃烧产生的气体和低密度产物的形成引起的体积膨胀,可以有效地补偿收缩并可以实现对样品收缩率的控制和近净尺寸多孔陶瓷的制备。因此,在多孔Al2O3陶瓷的制备基础上,我们通过添加CaCO3制备了收缩率可控的近净尺寸氧化铝-铝酸钙多孔陶瓷。在制备多孔Al2O3陶瓷过程中我们研究了分散胶凝剂、稳定剂含量对浆料流变性能的影响,并且探究了PMMA添加量、不同烧结温度对多孔Al2O3陶瓷气孔率和抗压强度的影响。结果表明,采用这种方法制备的多孔Al2O3陶瓷具有非常均匀的多孔结构,平均孔径为4μm左右;当造孔剂含量从10wt%增至50wt%时,多孔Al2O3陶瓷的气孔率从45.53%上升至64.98%,抗压强度从31.74MPa降至9.83MPa。当烧结温度从1500℃增至1650℃时,气孔率从60.31%下降至47.81%,抗压强度从9.00MPa升高至54.75MPa。在制备近净尺寸氧化铝-铝酸钙多孔陶瓷过程中研究了CaCO3和PMMA的添加量对氧化铝-铝酸钙多孔陶瓷的相组成、收缩率、气孔率和抗压强度的影响。结果表明,随着CaCO3添加量从0wt%增加到20wt%,样品的收缩率从7.28%逐渐减小到-1.41%,气孔率从58.04%增加到66.07%,抗压强度从5.93MPa增加到15.53MPa。当PMMA含量从10wt%增加到50wt%时,样品的收缩率先减小后增加,气孔率从50.87%增加到73.94%,抗压强度从12.50MPa减小到5.25MPa。在制备氧化铝-铝酸钙多孔陶瓷过程中出现的收缩率可控的机理可归因于以下几个方面:一方面是烧结过程中PMMA燃烧释放的气体和CaCO3的分解释放出气体产生一定向外的推动力;另一方面,由于形成较低密度的铝酸钙(Ca O和Al2O3的反应产物)而导致的体积膨胀。近净尺寸制备技术对于多孔陶瓷的制造具有重要意义,可有效降低后续的加工成本。
王清涛[4](2019)在《高强度熔融石英陶瓷的制备研究》文中研究指明熔融石英陶瓷具有耐腐蚀性强、抗热震性高、导热系数低等优良性能,作为结构材料和功能材料应用到诸多领域。熔融石英陶瓷的制备方法主要为注浆成型工艺和注凝成型工艺。注浆成型制备熔融石英陶瓷工艺简单,但坯体成型时间长,均匀性差,产品生产周期长。注凝成型制备熔融石英陶瓷可以缩短坯体成型时间,但制备的产品强度不高。本文研究了高固相、低粘度、悬浮稳定性好的熔融石英浆料制备工艺,提高了制品整体均匀性。采用注凝成型工艺制备了高强度熔融石英陶瓷,缩短生产周期,节约成本,解决注凝成型制备熔融石英陶瓷强度低的问题。论文系统研究了注浆成型中原料颗粒级配、固相含量、pH值、真空时间、分散剂种类及添加量、甩料时间对熔融石英陶瓷浆料性能的影响;注凝成型中超声振动、引发剂、温度、单体、烧结制度对熔融石英陶瓷性能的影响。利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子密度仪、万能试验机对样品进行表征。主要研究结果如下:1.在制备注浆成型熔融石英浆料方面。不同原料颗粒级配可以降低熔融石英料浆的粘度,提高样品的体积密度和抗弯强度。当细颗粒含量较高时,浆料粘度较大,流动性较差,增加粗颗粒的含量,浆料粘度降低,但过量的粗颗粒不利于样品致密化,也影响坯体成型。当原料颗粒级配A:B:C为5:3:2时,料浆粘度为99.55 mPa·s,体积密度达到1.92 g/cm3,颗粒堆积紧密,致密度高;研究了不同固相含量的熔融石英浆料的粘度和成型后坯体密度,当固相含量为84%时浆料粘度为219 mPa?s,坯体体积密度为1.65 g/cm3;随着pH值的增加,浆料的Zeta电位绝对值增加,当浆料的pH控制在4-5之间,浆料具有较大的Zeta电位值,稳定性最佳;随着浆料抽真空时间的增加,坯体的体积密度先增加,然后逐渐趋于稳定,最佳真空时间为15 min;研究了分散剂聚丙烯酰胺、羟甲基纤维素、乳酸、乙酸、乳酸-聚丙烯酰胺对熔融石英陶瓷浆料性能的影响,发现添加0.07 wt.%聚丙烯酰胺的效果最佳,浆料的粘度为425 mPa?s,静置24 h后沉降高度为0.7 cm;当甩料时间为4 h时,浆料粘度低至120 mPa?s,浆料具有良好的流动性。2.在注凝成型工艺制备熔融石英陶瓷方面。浆料的固化时间随着引发剂添加量、固化温度的增加而缩短,当引发剂添加量为0.15 wt.%,固化温度增加到70℃时,浆料的固化时间为33 min,固化时间适中;超声时间为15 min时,浆料的粘度为270mPa?s,坯体体积密度为1.65 g/cm3,坯体内部颗粒分布均匀;单体(N-MAM)的添加量为1.2 wt.%时,坯体抗弯强度为14.03 MPa,坯体的强度较高,可实现坯体的机械加工;样品烧成过程中,在200℃-600℃之间升温速率为3℃/min,600℃-烧结温度之间升温速率为6℃/min为宜,最佳烧结温度为1180℃,保温时间为3 h,熔融石英陶瓷样品的体积密度为1.83 g/cm3,抗弯强度达到43.62 MPa。样品内部颗粒分布均匀,致密度高,烧结后样品没有明显的析晶峰,保持非晶态。
李宝伟[5](2018)在《重气体-凝胶注模法制备多孔陶瓷工艺及理论研究》文中指出高气孔率多孔陶瓷(气孔率>80%)不仅具有陶瓷材料所特有高硬度、耐高温、耐腐蚀等优点,而且还具有比表面积高,孔径形状、孔径大小可控等特点,使其成为重要的军民两用材料,如航空航天用宽频“透波”天线罩和化学工业用催化剂载体等。因此,研究多孔陶瓷制备技术对其获得更广泛应用意义重大。本文针对目前工业界广泛应用的刚性模板法制备技术中烧结困难、污染严重等缺点,基于气体模板具有可压缩变形和可流动性以及能够释放多孔陶瓷坯体干燥与烧结过程中的内应力等特性,创新性地提出了一种基于自由基聚合、凝胶注模、表面活性剂搅拌发泡及重气体向上排气收集等基本原理来制备多孔陶瓷的新方法—重气体-凝胶注模法。通过研究搅拌发泡设备及发泡的影响因素,探索出重气体-凝胶注模技术制备多孔陶瓷材料的技术工艺路线,成功地制备出了高气孔率A1203和SiC多孔陶瓷材料,并对重气体-凝胶注模法的孔形成理论进行了探讨,得到如下结果:1.发明的重气体-凝胶注模法可用于制备多孔(包括开孔和封闭孔)A1203陶瓷和多孔SiC陶瓷等多种多孔陶瓷材料,具有工艺简单、凝胶速度快、隔绝空气彻底、孔径分布均匀、大小可控等特点。2.重气体-凝胶注模成型技术适用于制备密度在0.54 g/cm3至1.18 g/cm3范围内多孔A1203陶瓷,获得的多孔A1203陶瓷具有卓越的性能,最低密度可达0.54 g/cm3,压缩强度度达到30 MPa左右,介电常数εr为1.7,介电损耗tgδ在10-4数量级。3.Mg(N03)2烧结助剂能够抑制A1203晶粒长大,而Ti02则促进A1203晶粒生长。利用二者的差异特点,进而采用Mg(N03)2和Ti02复合烧结助剂,促进了多孔A1203陶瓷晶粒的定向生长,并提出了 A1203陶瓷晶体定向生长与控制模型。4.重气体-凝胶注模成型后反应烧结制备出的多孔SiC陶瓷微观结构呈蜂窝状,孔径尺寸约为100 μm,孔壁厚度在4~8μm之间;孔壁主要是由SiC和少量Si两相构成,其中单质Si分布于孔壁表面,而SiC存在于孔壁内部。采用高温真空可除去孔壁表面的富余Si,再用氮气将分散在孔壁内部的残余Si转化成Si3N4,可使基体内单质Si含量降低至4.8%。5.在研究重气体-凝胶注模法制备多孔SiC陶瓷的过程中,设计了 Si、C反应的专用设备,并以Si、Cu复合粉体为原料,最终确立了 Si、C反应的最低温度在1200~1250℃之间,这为Si、C反应机理分析提供了依据。6.重气体-凝胶注模成型技术的机理研究结果表明,搅拌发泡是制备多孔陶瓷的关键。调整料浆的发泡率,可以分别获得闭孔和开孔陶瓷坯体。7.基于刚性模板干燥收缩模型和试验分析结果,提出了气体模板干燥收缩模型,阐述了柔性气体模板造孔剂在多孔陶瓷干燥过程中的作用。
孔文龙[6](2019)在《凝胶注模成型SiC晶须增强SiC陶瓷的制备及力学性能研究》文中研究表明目前,SiC陶瓷坯体大多采用传统的压制成型等工艺制备,这种工艺制备的陶瓷坯体容易因密度不均匀而造成产品干燥、脱胶烧结后出现开裂、变形等缺陷。凝胶注模成型是建立在传统注浆成型和高分子化学理论基础上的一种成型工艺,具有坯体密度分布均匀、干燥后体积收缩小等优点。反应烧结具有工艺简单、烧结温度低、烧结时间短、生产成本低等特点。本文采用凝胶注模成型反应烧结工艺制备SiC晶须增强SiC陶瓷基复合材料。主要研究工作如下:研究凝胶注模成型过程中浆料流变性、单体聚合速度以及坯体干燥过程的影响因素,通过调整实验参数及工艺条件得到密度均匀、收缩率低的陶瓷坯体;通过凝胶注模成型工艺制备陶瓷坯体,以SiC晶须作为增强相制备SiC晶须增强SiC陶瓷复合材料,分析SiC晶须增强体对反应烧结SiC陶瓷力学性能及显微结构的影响并探讨其增韧机理。研究了凝胶注模成型SiC水基浆料流变性的影响因素,并对反应烧结SiC陶瓷的力学性能及成分组成进行测试分析。研究了SiC水基浆料制备过程中分散剂添加量、SiC粉体颗粒级配、浆料球磨时间、固相含量、有机单体含量等主要因素对陶瓷浆料流变性的影响,并成功制备出固相含量为56 vol%且满足注模等操作要求的SiC水基浆料。研究了引发剂用量和环境温度对单体聚合诱导期及固化时间的影响,并通过调节引发剂用量控制单体聚合速度以保证注模过程的顺利进行。研究表明固相含量和颗粒级配是影响陶瓷烧结体性能的主要因素,当固相含量为56 vol%时,陶瓷烧结密度和抗弯强度达到最高值分别为2.94g/cm3、248 MPa;当陶瓷粉体W 10与W 14质量比为2:1时,陶瓷浆料粘度最低,陶瓷烧结密度和抗弯强度达到最高值分别为2.82 g/cm3、223 MPa。由显微结构观察可知:随着固相含量的提高及陶瓷粉体颗粒级配的优化,陶瓷烧结体内空隙率及残余Si相明显降低,从而提高了陶瓷烧结密度及抗弯强度。在凝胶注模成型工艺制备SiC陶瓷坯体研究的基础上,以SiC晶须作为增强体,通过反应烧结渗Si工艺制备SiCw/SiC陶瓷复合材料,分析SiC晶须对复合陶瓷力学性能和显微结构的影响并讨论其增韧机理。结果表明:随着SiC晶须含量的增加,复合陶瓷烧结体的抗弯强度和断裂韧性均呈现先升高后降低的趋势,当SiC晶须添加量为12%时,复合陶瓷抗弯强度达到最大值307 MPa,相比基体试样提高了23%;当SiC晶须添加量为9%时,复合陶瓷断裂韧性达到最大值3.81 MPa·m1/2,相比基体试样提高了15%;反应烧结SiC陶瓷基复合材料增强机制主要是晶须拔出和晶须桥连,晶须拔出和晶须桥连一方面会吸收陶瓷断裂时产生的大量断裂能,另一方面裂纹扩展时需要绕开高强度、高模量的晶须,从而有效增加了裂纹的扩展路径,吸收了更多的断裂能,起到裂纹偏转的作用。SiC晶须的加入增加了反应烧结SiC复合陶瓷断裂时裂纹扩展机制,有效提高了复合陶瓷的力学性能。
刘井雄[7](2018)在《碳化硅陶瓷膜显微结构调控及性能研究》文中认为碳化硅(SiC)陶瓷膜具有由支撑体和分离层组成的非对称梯度结构,因其高温稳定性好、热膨胀系数低、热导率高、化学稳定性好以及力学性能优良等优点,被广泛应用于如高温金属熔体过滤、高温烟气处理、化工生产过程分离等高温和强腐蚀苛刻环境中。本文从SiC原料粉体的预处理研究出发,开展了SiC多孔支撑体的低温活化烧结及其烧结机制研究,SiC陶瓷膜显微结构调控以及SiC陶瓷膜的支撑体和分离层的一次共烧及其过滤性能研究。本论文取得的主要研究结果如下:(1)以工业生产的4000#和600#SiC粉体为原料,采用高温球形化工艺,分别在1750℃和2050℃处理后成功得到了球形度为0.78和0.94的近球形粉体,粉体球形化主要通过表面扩散进行。球形化后,粉体的堆积方式发生改变,由此制备的SiC多孔陶瓷具有更窄的孔径分布和更高的力学性能。4000#和600#SiC粉体球形化前后分别经1800℃和2200℃烧结所得样品的抗弯强度从31 MPa和23MPa提高到67 MPa和35 MPa。(2)以600#和10000#SiC微粉为主要原料,Al2O3-Y2O3为烧结助剂,研究了Al2O3-Y2O3含量和烧成温度对SiC多孔陶瓷显微结构、物相组成、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,Al2O3-Y2O3体系烧结助剂通过在烧结过程中形成液相,促进细颗粒向粗颗粒颈部迁移形成烧结颈,进而促进SiC多孔陶瓷的烧结。SiC多孔陶瓷在2000℃以上能形成连通的大孔结构,其抗弯强度随着烧成温度和助剂含量的提高而增大。此时,样品中Al2Y4O9相转变为Y2O3相且发生明显失重,表明助剂中Al2O3能与SiC反应形成气相SiO、Al2O和CO,有利于减少残余烧结助剂和晶界相,提高SiC多孔陶瓷的耐腐蚀性能。由此制备的SiC多孔陶瓷在90℃热酸溶液和热碱溶液腐蚀150h后的强度保持率分别为74%和94%。(3)以600#SiC粉为骨架,10000#SiC粉为结合相,B4C为烧结助剂,研究了烧成温度和B4C含量对SiC多孔陶瓷性能和微观形貌的影响,探讨了6H-SiC向板状4H-SiC晶体转变的形核和生长机制。其密度和抗弯强度均随烧结温度和B4C添加量的增加而增大。板状4H-SiC晶体形成的条件为温度高于2200°C且B4C添加量大于0.5%。B4C以固溶体的形式掺杂进入SiC晶体,降低了Si和C的扩散活化能,从而使其传质方式从纯SiC的表面扩散转变为由B4C促成的晶格扩散。B4C的掺杂改变了6H-SiC的能态结构,并使其处于不稳定状态,促使4H-SiC形核。Si和C原子从6H-SiC扩散到富B的4H-SiC晶核处,从而促进4H-SiC晶体的生长。固相烧结SiC多孔陶瓷在90°C热酸和热碱溶液中分别腐蚀200h后,强度保持率在92.5%以上,具有优异的耐腐蚀性能。(4)以600#和10000#SiC微粉为原料,B4C为烧结助剂,研究了粗细粉比例和晶型转变对SiC多孔陶瓷显微结构的影响。通过调节粗细颗粒的比例能够在一定范围内调控SiC多孔陶瓷的孔径及其分布。粗颗粒含量从50%增加到80%时,SiC多孔陶瓷的密度首先从2.03 g/cm3提高到2.06 g/cm3,然后逐步下降到1.96 g/cm3。而SiC多孔陶瓷的平均孔径从7.9μm增大到9.1μm,且孔径分布逐渐变窄。B4C的添加对SiC多孔陶瓷的气孔率影响较小。通过B4C诱导SiC晶型转变而引起颗粒形貌改变,能更有效地调节SiC多孔陶瓷的孔径及分布。(5)以SiC微粉为原料,硅溶胶和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为造孔剂,研究了造孔剂对SiC多孔陶瓷孔隙率、力学性能和显微结构的影响,探讨了硅溶胶添加量对脱粘结剂后SiC多孔陶瓷素坯强度的影响。以PMMA为造孔剂,可实现气孔率在3849%范围内可调。采用凝胶注模法初步制备了孔隙率接近70%的SiC多孔陶瓷。(6)以120#SiC粗粉和10000#SiC微粉为陶瓷膜支撑体的主要原料,B4C为烧结助剂,压制为支撑体生坯,然后以自制的600#球形粉体为SiC陶瓷膜的分离层原料,采用浸渍涂膜工艺在支撑体生坯表面浸涂膜层,干燥后经2200℃高温一次共烧,成功制得具有高强度高孔隙率的SiC多孔陶瓷膜。添加1.5 wt%的B4C能将支撑体的烧成温度从2350℃降低至2200℃,从而实现了分离层和支撑体烧成温度的统一。一次共烧获得的SiC陶瓷膜的氮气通量达到19406m3/m2·h·bar。
马立建[8](2017)在《高掺量高铝粉煤灰合成堇青石的热力学研究与应用》文中提出本文属工业固体废弃物资源化综合利用应用基础研究课题。以工业固体废弃物粉煤灰综合利用为目的,以堇青石合成的热力学计算为基础,采用粉煤灰掺量>75%的工业固体废弃物高掺量工艺配方,合成了堇青石含量达到96%以上,适宜制备高温结构材料和泡沫载体陶瓷的两组优化工艺配方。按照堇青石的理论组成(MgO 13.8wt%,Al2O3 34.9wt%,SiO2 51.3wt%)配料,将制备的试样分别于不同的温度下合成,以确定理论组成配方下堇青石的最佳合成温度。在此基础上,研究富镁、贫镁、富铝和贫铝配方中合成产物的相组成;采用XRD分析K值法计算堇青石相的含量,通过基本性能的检测分析,参照SEM的显微结构分析结论,确定和优化高铝粉煤灰合成堇青石的最佳配方。研究发现,适量的合适添加剂不仅可以提高合成堇青石矿物的含量,而且可以降低堇青石陶瓷材料的总体热膨胀系数。实验通过在堇青石原料中引入不同种类的添加剂,测定其基本性能、矿物组成和显微结构,以确定不同种类的添加剂对堇青石合成过程的影响。论文采用凝胶注模结合发泡法制备了蜂窝状堇青石陶瓷载体,优化了制备工艺过程、完善了制备机制,制备出了性能优异的蜂窝状堇青石陶瓷载体。研究结果表明:(1)利用工业固体废弃物粉煤灰合成堇青石,最佳的合成堇青石的温度范围为1290℃1310℃。随着合成温度的提高,试样的气孔率和吸水率下降,体积密度和抗压强度提高,热膨胀系数下降。1310℃合成的试样,热膨胀系数为2.18×10-6℃-1(室温1000℃),采用K值法计算堇青石含量为96%。(2)以工业固体废弃物高铝粉煤灰为主要原料合成堇青石,理论配方为最佳配方。与采用较纯原料合成堇青石相比,富铝配方、贫铝配方、富镁配方和贫镁配方都不能提高合成试样的强度和致密度,不能降低试样的热膨胀系数。(3)添加ZrO2可以提高试样的致密度,掺入量为1wt%时,试样表面光滑无裂纹,试样中部分β-堇青石向α-堇青石转变,堇青石的含量增加。当ZrO2掺入量为2wt%,合成温度达到1310℃,烧结体体积微膨胀,表面出现微裂纹,烧结试样中生成的堇青石又被分解成莫来石和玻璃相,堇青石含量降低,莫来石的生成量增加。掺入1wt%Li2CO3试样在合成温度为1310℃时,采用K值法计算,堇青石生成量达到98%,热膨胀系数为1.96×10-6℃-1(室温1000℃)。试样中的堇青石以β-堇青石为主,β-堇青石数量的增加,有利于降低烧结制品的热膨胀系数。(4)以溶胶-凝胶法制备的堇青石陶瓷粉体为主要原料,ZrO2纳米粉为添加剂,采用凝胶注模结合发泡法制备蜂窝状堇青石陶瓷载体。研究发现,堇青石浆料的最佳工艺参数为:固含量为60wt%、单体含量为15wt%、单体/交联剂比例为12:1;在1250℃的烧成温度下,引入1wt%的ZrO2纳米粉可以促进堇青石的合成,降低蜂窝状堇青石陶瓷载体的热膨胀系数;CTAB发泡剂比SDBS发泡剂的发泡能力和气泡稳定性强,添加CTAB的样品的气孔率大于添加SDBS样品的气孔率。
杨江洪[9](2017)在《氧化铝陶瓷凝胶注模工艺研究》文中进行了进一步梳理凝胶注模成型工艺,具备以下显着特点:它是一种挣尺寸成型技术,干燥和烧结的过程中坯体变形较小;成型坯体有机物含量比较低,不需单独对坯体进行排胶;成型坯体的机械强度高,可以直接用于机械加工。本论文研究了影响氧化铝陶瓷浆料的悬浮稳定性及流动性的关键参数,包括pH值、分散剂用量、球磨时间等对其影响。结果表明随分散剂的加入量以及pH值的增大,浆料粘度以及沉降高度都是先减小后增大,球磨时间增加有利于增强浆料的流动性增强,固含量的上升会导致浆料粘度及沉降高度均增大。当单体:交联剂比例控制在20:1-40:1,选取的分散剂加入量为0.8%、pH值为9、球磨时间为8h时、可以获得固相体积分数为50%且流动性较好的浆料。探讨了影响凝胶固化的工艺参数,主要研究了催化剂、引发剂用量对固化时间影响。结果证明单体和交联剂总量越大、单体交联剂比例越小、引发剂和催化剂的加入量越多都可以使预混液完成固化的时间变短。当单体与交联剂用量为预混液的7%~10%、单体与交联剂比例为30%~50%、引发剂用量为0.2%~0.3%、催化剂用量为0.05%~0.06%时固化时间可控制在35min左右。以叔丁醇为分散介质制备了超轻质氧化铝多孔陶瓷,主要探究烧结温度、固相含量对多孔陶瓷性能的影响。实验表明超轻质多孔氧化铝陶瓷坯体随烧结温度的升高,其抗压强度与收缩率都增大,而气孔率降低;随固含量的增加,多孔陶瓷的抗压强度提高,气孔率与收缩率下降。当坯体固含量为15%,烧结温度为1500℃C时,坯体收缩率为12.1%,抗压强度为3.084MPa。探索了粉体粒度与烧结制度对氧化铝陶瓷显微结构和机械性能的影响。结果表明,随烧结温度提高与保温时间延长,氧化铝陶瓷的晶粒尺寸增大;粉体粒度越小,烧结得到陶瓷的抗弯强度也越高;当粉体平均料粒径为0.7μm时,在1550℃条件下保温1h,可以得到体积密度3.74g/cm3,抗弯强度360MPa的氧化铝陶瓷。
贵炳强[10](2016)在《凝胶注模成型制备致密锆英石耐火材料》文中认为本论文主要研究了致密锆英石(ZrSiO4)耐火材料的凝胶注模成型工艺。本实验以平均粒径分别为1.2μm和5.5μm的两种锆英石粉体为原料,以TiO2为烧结助剂,采用了两种有机体系,分别为目前广泛应用的丙烯酰胺(AM/MBAM)体系和低毒性、无氧阻聚的环氧树脂体系,并使用AN-2000作为分散剂。对AM/MBAM体系的主要研究内容有:(1)以获得高固含量低黏度浆料为目的,研究了Zeta电位、pH值、分散剂添加量、颗粒级配和球磨工艺对锆英石浆料黏度的影响,并在pH=9、分散剂添加量为0.2 wt%(对细粉)、细颗粒比例为60 wt%、球磨转速为750 r/min、球磨时间6 h的条件下得到最高固含量为61vol%,黏度约为370 mPa·s(剪切速率为350 s-1)的锆英石浆料;(2)研究了颗粒级配和固含量对生坯性能的影响,并在细颗粒比例为60 wt%,固含量为56 vol%条件下得到相对密度65.95%,最高抗弯强度为52.58 MPa的生坯;(3)研究了颗粒级配和固含量对烧结体性能的影响,在细颗粒比例为80 wt%,固含量为56vol%的条件下,经1550 oC保温2 h后得到相对密度95.06%,显气孔率0.28%,最高强度174.73 MPa的锆英石烧结体。对环氧树脂体系的主要研究内容有:(1)研究了pH值、分散剂添加量以及树脂含量对锆英石浆料黏度的影响,并在pH=9,分散剂添加量为0.2 wt%,树脂含量为15 wt%的条件下,使用粒径为1.2μm的细粉,得到最高固含量为57 vol%,黏度约为210 mPa·s(剪切速率为350 s-1)的锆英石浆料;(2)为获得高性能生坯,研究了固化工艺和固含量对生坯性能的影响,并在固化剂添加量为0.35mol/eq,固化温度40 oC,固化时间30 min,固含量为56 vol%的条件下得到相对密度65.13%,最高强度为46.74 MPa的锆英石生坯。生坯形态完整,无氧阻聚现象。
二、粗颗粒氧化锆粉体凝胶注模成型工艺研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、粗颗粒氧化锆粉体凝胶注模成型工艺研究(论文提纲范文)
(1)面向立体光刻3D打印的高固相含量陶瓷膏料配制方法及其成形性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 陶瓷材料增材制造研究背景 |
1.2 陶瓷材料增材制造工艺研究现状 |
1.2.1 基于粉体的陶瓷增材制造技术现状 |
1.2.2 基于板/丝材的陶瓷增材制造技术现状 |
1.2.3 基于浆/膏料的陶瓷增材制造技术现状 |
1.2.4 不同陶瓷材料增材制造工艺对比 |
1.3 面向立体光刻3D打印的陶瓷膏料研究现状 |
1.3.1 光敏特性陶瓷膏研究的必要性 |
1.3.2 光敏特性陶瓷膏料体系分析 |
1.3.3 光敏特性陶瓷膏料性能指标研究现状 |
1.3.4 光敏特性陶瓷膏料研究存在的问题 |
1.4 本文的研究目的、意义及主要研究内容 |
1.4.1 研究目的 |
1.4.2 研究意义 |
1.4.3 主要研究内容 |
第2章 面向立体光刻3D打印的高固相含量陶瓷膏料体系设计研究 |
2.1 面向立体光刻3D打印的光敏陶瓷膏料性能指标 |
2.1.1 光敏陶瓷膏料组分及其固化机理分析 |
2.1.2 陶瓷立体光刻3D打印工艺流程 |
2.1.3 光敏特性陶瓷膏料性能评价指标 |
2.2 光敏陶瓷膏料体系中聚合物组元的设计方法 |
2.2.1 聚合物组元基本设计原则 |
2.2.2 聚合物组元制备及检测 |
2.2.3 聚合物组元性能表征 |
2.3 光敏陶瓷膏料体系中陶瓷组元的设计方法 |
2.3.1 陶瓷组元基本设计原则 |
2.3.2 陶瓷组元成分选择与制备检测 |
2.3.3 陶瓷组元性能表征 |
2.4 光敏陶瓷膏料体系中添加剂组元的设计方法 |
2.4.1 添加剂组元基本设计原则 |
2.4.2 粉体改性处理方法及检测 |
2.4.3 添加剂组元性能表征 |
2.5 本章小结 |
第3章 面向立体光刻3D打印的高固相含量陶瓷膏料制备工艺研究 |
3.1 光敏陶瓷膏料制备工艺设计 |
3.1.1 膏料组分与膏料制备流程分析 |
3.1.2 光敏陶瓷膏料制备工艺设计 |
3.1.3 光敏陶瓷膏料性能检测方法 |
3.2 光敏陶瓷膏料制备工艺优化 |
3.2.1 溶剂对聚合物组元光固化性能影响 |
3.2.2 溶剂对改性粉体的影响分析 |
3.2.3 光敏膏料中稀释剂/预聚物组分优化 |
3.2.4 光敏膏料中分散剂用量优化 |
3.3 光敏陶瓷膏料性能分析 |
3.3.1 光敏膏料分散均匀性分析 |
3.3.2 光敏膏料流变性分析 |
3.3.3 光敏膏料固化性分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 陶瓷立体光刻3D打印工艺参数优选及其制造精度研究 |
4.1 陶瓷立体光刻3D打印光固化工艺参数优选 |
4.1.1 陶瓷材料立体光刻增材制造原理 |
4.1.2 陶瓷立体光刻3D打印光固化工艺优选策略 |
4.1.3 立体光刻3D打印陶瓷坯体翘曲变形优化结果 |
4.2 陶瓷立体光刻3D打印铺料工艺参数优选 |
4.2.1 光敏陶瓷膏料流变模型 |
4.2.2 膏料铺平过程中流固耦合模型建立及仿真分析 |
4.2.3 陶瓷立体光刻3D打印铺料工艺固耦合仿真结果分析与验证 |
4.3 立体光刻3D打印陶瓷坯体精度与表面质量优化结果 |
4.3.1 立体光刻3D打印精度与表面质量检测方法 |
4.3.2 立体光刻3D打印精度与表面质量检测结果分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 陶瓷立体光刻3D打印后处理工艺及其制造性能评估 |
5.1 陶瓷坯体脱脂与烧结后处理工艺研究 |
5.2 立体光刻3D打印陶瓷零件力学性能与显微结构分析 |
5.2.1 3D打印Al_2O_3陶瓷力学性能与显微结构 |
5.2.2 3D打印ZrO_2陶瓷力学性能与显微结构 |
5.2.3 3D打印ZTA陶瓷力学性能与显微结构 |
5.2.4 3D打印SiC_w/Al_2O_3陶瓷力学性能与显微结构 |
5.3 立体光刻3D打印陶瓷零件成形精度与表面质量分析 |
5.3.1 烧结零件成形精度检测结果分析 |
5.3.2 烧结零件表面粗糙度结果分析 |
5.3.3 异形陶瓷零件表面质量分析 |
5.4 本章小结 |
结论和展望 |
论文创新点摘要 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文和获得的奖励 |
致谢 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(2)凝胶注模法制备碳化硅多孔陶瓷及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 碳化硅多孔陶瓷简介 |
1.1.1 碳化硅结构与晶型 |
1.1.2 碳化硅多孔陶瓷的制备方法 |
1.1.3 碳化硅多孔陶瓷的应用 |
1.2 凝胶注模技术简介 |
1.2.1 凝胶注模法原理 |
1.2.2 凝胶注模法的发展过程 |
1.2.3 新型水基凝胶注模体系研究现状 |
1.3 本文研究目的和内容 |
第2章 实验设计及测试方法 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验设备 |
2.3 实验方案 |
2.3.1 碳化硅粉体的预先氧化 |
2.3.2 碳化硅粉体表面改性 |
2.3.3 碳化硅生坯的制备与烧结 |
2.4 性能测试与结构表征 |
2.4.1 粉体预先氧化表征 |
2.4.2 改性过程表征 |
2.4.3 浆料性质表征 |
2.4.4 凝胶固化时间表征 |
2.4.5 微观结构及形貌表征 |
2.4.6 密度及孔隙率的测定 |
第3章 碳化硅粉体表面改性及凝胶机理研究 |
3.1 表面改性对粉体表面官能团的影响 |
3.2 表面改性对粉体表面电荷的影响 |
3.3 表面改性对凝胶固化的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 碳化硅浆料特性及凝胶固化过程研究 |
4.1 添加剂对浆料特性的影响 |
4.1.1 分散剂对浆料粘度的影响 |
4.1.2 Isobam添加量对浆料粘度的影响 |
4.2 颗粒级配对浆料粘度的影响 |
4.3 预氧化工艺对凝胶固化时间的影响 |
4.3.1 预氧化时间对氧化层厚度的影响 |
4.3.2 氧化层厚度对凝胶固化时间的影响 |
4.4 硅烷偶联剂对凝胶固化时间的影响 |
4.5 本章小结 |
第5章 碳化硅生坯后处理工艺及烧结制备研究 |
5.1 生坯的干燥工艺及烧结工艺研究 |
5.1.1 干燥温度对生坯结构及收缩率的影响 |
5.1.2 升温速率对制品形貌的影响 |
5.2 碳化硅多孔陶瓷的去氧化层烧结工艺研究 |
5.2.1 烧结气氛对氧化层去除效果的影响 |
5.2.2 烧结温度对氧化层去除效果的影响 |
5.3 碳化硅多孔陶瓷显微结构及性能研究 |
5.3.1 固含量对烧结制品显微结构的影响 |
5.3.2 固含量对烧结制品密度与孔隙率的影响 |
5.3.3 颗粒级配对显微结构的影响 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录 攻读硕士期间发表的论文目录 |
(3)基于Isobam体系多孔陶瓷的可控制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 多孔陶瓷概况 |
1.2.1 多孔陶瓷发展历程 |
1.2.2 多孔陶瓷的分类 |
1.2.3 多孔陶瓷的制备方法 |
1.2.4 多孔陶瓷的成型工艺 |
1.3 陶瓷浆料的稳定性 |
1.4 陶瓷浆料的流变性 |
1.5 多孔陶瓷的应用 |
1.6 多孔陶瓷的研究趋势 |
1.7 存在问题及初步解决措施 |
1.8 课题研究的主要内容和意义 |
1.8.1 课题研究的主要内容 |
1.8.2 课题研究的意义 |
2 实验 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验设备 |
2.3 测试和表征 |
2.3.1 TG-DTA测试 |
2.3.2 流变性测试 |
2.3.3 多孔陶瓷的气孔率和体积密度 |
2.3.4 多孔陶瓷的强度 |
2.3.5 多孔陶瓷的气孔孔径测试 |
2.3.6 扫描电子显微镜(SEM) |
2.3.7 X射线衍射(XRD) |
3 以PMMA为造孔剂的凝胶注模工艺制备多孔Al_2O_3 陶瓷 |
3.1 引言 |
3.2 制备过程 |
3.3 研究内容 |
3.4 结果与分析 |
3.4.1 有机添加剂用量对Al_2O_3浆料流变性的影响 |
3.4.2 TG-DTA热分析 |
3.4.3 不同造孔剂添加量的多孔Al_2O_3陶瓷微观结构 |
3.4.4 孔径分布 |
3.4.5 造孔剂添加量对多孔Al_2O_3陶瓷气孔率和抗压强度的影响 |
3.4.6 烧结温度对多孔Al_2O_3陶瓷气孔率和抗压强度的影响 |
3.5 本章小结 |
4 以凝胶注模-造孔剂法制备近净尺寸的多孔Al_2O_3-铝酸钙陶瓷 |
4.1 引言 |
4.2 制备过程 |
4.3 研究内容 |
4.4 结果与分析 |
4.4.1 TG-DTA热分析 |
4.4.2 CaCO_3 添加量对多孔Al_2O_3-铝酸钙陶瓷收缩率的影响 |
4.4.3 不同CaCO_3添加量多孔Al_2O_3-铝酸钙陶瓷XRD分析 |
4.4.4 孔径分布 |
4.4.5 不同CaCO_3添加量的多孔Al_2O_3-铝酸钙陶瓷微观结构 |
4.4.6 不同CaCO_3添加量对多孔Al_2O_3-铝酸钙陶瓷气孔率和抗压强度的影响. |
4.4.7 不同PMMA添加量对多孔Al_2O_3-铝酸钙陶瓷收缩率的影响 |
4.4.8 不同PMMA添加量对多孔Al_2O_3-铝酸钙陶瓷气孔率和抗压强度的影响 |
4.5 本章小结 |
5 结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(4)高强度熔融石英陶瓷的制备研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 熔融石英陶瓷简介 |
1.1.1 熔融石英陶瓷概念及其特性 |
1.1.2 熔融石英陶瓷应用 |
1.2 熔融石英陶瓷成型方法 |
1.2.1 注浆成型 |
1.2.2 注凝成型 |
1.2.3 其他成型方法 |
1.3 熔融石英陶瓷国内外研究现状 |
1.4 课题提出 |
1.4.1 研究背景 |
1.4.2 研究内容 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验原料、试剂以及仪器 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 实验试剂 |
2.1.3 实验仪器 |
2.2 制备工艺 |
2.2.1 注浆成型制备熔融石英陶瓷 |
2.2.2 注凝成型制备熔融石英陶瓷 |
2.4 测试与表征方法 |
2.4.1 粒度分析 |
2.4.2 粘度测试 |
2.4.3 Zeta电位测试 |
2.4.4 傅里叶红外光谱分析 |
2.4.5 X射线衍射(XRD)分析 |
2.4.6 扫描电镜(SEM)形貌分析 |
2.4.7 体积密度、显气孔率和吸水率测试 |
2.4.8 抗弯强度测试 |
第三章 注浆成型浆料制备工艺研究 |
3.1 原料颗粒级配对熔融石英陶瓷性能的影响 |
3.1.1 对浆料性能的影响 |
3.1.2 对样品体积密度、显气孔率和吸水率的影响 |
3.1.3 对样品力学性能的影响 |
3.1.4 XRD分析 |
3.1.5 微观形貌分析 |
3.1.6 原料颗粒级配提高强度的机理分析 |
3.2 固相含量对浆料性能的影响 |
3.3 pH值对浆料性能的影响 |
3.4 分散剂对浆料性能的影响 |
3.5 真空时间对坯体性能的影响 |
3.6 甩料时间对浆料性能的影响 |
3.7 本章小结 |
第四章 注凝成型制备熔融石英陶瓷工艺研究 |
4.1 固化时间的影响因素分析 |
4.1.1 引发剂添加量对固化时间的影响 |
4.1.2 温度对固化时间的影响 |
4.2 超声振动对浆料性能的影响 |
4.3 有机单体添加量对坯体性能的影响 |
4.4 烧结制度对熔融石英陶瓷性能的影响 |
4.4.1 对样品抗弯强度的影响 |
4.4.2 对样品析晶的影响 |
4.4.3 对样品显微结构的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 结论 |
5.1 研究成果 |
5.2 创新点 |
参考文献 |
在读期间公开发表的论文 |
致谢 |
(5)重气体-凝胶注模法制备多孔陶瓷工艺及理论研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 多孔陶瓷的结构 |
1.2 多孔陶瓷的制备方法 |
1.3 高气孔率多孔陶瓷的应用 |
1.4 本课题选题的研究内容和选题的意义 |
1.4.1 课题研究的目的和意义 |
1.4.2 研究内容 |
1.5 参考文献 |
第二章 实验原材料和研究方法 |
2.1 实验原材料 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 制备方法 |
2.2.2 工艺路线 |
2.2.3 测试方法 |
第三章 重气体-凝胶注模法制备多孔Al_2O_3陶瓷与性能研究 |
3.1 重气体-凝胶注模法成型原理 |
3.2 多孔Al_2O_3陶瓷的制备 |
3.2.1 Al_2O_3陶瓷料浆的制备 |
3.2.2 搅拌发泡的影响因素 |
3.2.3 料浆发泡率对料浆流变性的影响 |
3.2.4 凝胶速率影响因素研究 |
3.2.5 干燥过程对成型工艺的影响 |
3.2.6 干素坯微观结构影响因素研究 |
3.2.7 多孔Al_2O_3陶瓷烧结 |
3.2.8 力学性能与介电性能 |
3.3 多孔Al_2O_3陶瓷晶粒定向生长机理分析及生长模型 |
3.4 本章小结 |
3.5 参考文献 |
第四章 重气体-凝胶注模法制备多孔SiC陶瓷制备研究 |
4.1 多孔SiC陶瓷的制备 |
4.1.1 多孔SiC陶瓷的坯体制备 |
4.1.2 多SiC陶瓷碳化处理 |
4.1.3 多孔碳前驱体的配置 |
4.1.4 多孔SiC坯体二次碳化 |
4.1.5 多SiC陶瓷的反应烧结制备 |
4.1.6 多孔SiC陶瓷的后处理 |
4.2 性能表征 |
4.2.1 耐氧化性 |
4.2.2 力学性能 |
4.3 Si、C反应机理的研究 |
4.4 本章小结 |
4.5 参考文献 |
第五章 重气体-凝胶注模法制备多孔陶瓷孔形成理论研究 |
5.1 模板在高气孔率多孔陶瓷制备的作用机理分析 |
5.2 发泡率对多孔陶瓷微观结构的影响及演变过程分析 |
5.3 重气体-凝胶注模孔结构特征研究 |
5.4 本章小结 |
5.5 参考文献 |
第六章 结论和创新点 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
致谢 |
作者在学期内取得的学术成果 |
(6)凝胶注模成型SiC晶须增强SiC陶瓷的制备及力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 SiC陶瓷烧结工艺及其特点 |
1.2.1 无压烧结 |
1.2.2 热压烧结 |
1.2.3 反应烧结 |
1.2.4 重结晶烧结 |
1.2.5 热等静压烧结 |
1.3 反应烧结SiC成型工艺 |
1.3.1 注浆成型 |
1.3.2 等静压成型 |
1.3.3 注射成型 |
1.3.4 热压铸成型 |
1.3.5 凝胶注模成型 |
1.4 陶瓷材料增强方法 |
1.4.1 颗粒增强陶瓷 |
1.4.2 晶须增强陶瓷 |
1.4.3 纤维增强陶瓷 |
1.5 课题研究的主要意义和内容 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 研究内容 |
第二章 实验内容及测试方法 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验设备 |
2.3 实验过程 |
2.3.1 凝胶注模成型过程 |
2.3.2 排胶及烧结过程 |
2.3.3 后加工过程 |
2.4 性能测试及分析 |
2.4.1 密度测试 |
2.4.2 力学性能测试 |
2.4.3 物相及金相分析 |
2.4.4 显微结构分析 |
第三章 SiC坯体凝胶注模成型工艺的研究 |
3.1 引言 |
3.2 SiC水基浆料性能的研究 |
3.2.1 分散剂和颗粒级配对浆料粘度的影响 |
3.2.2 球磨时间对浆料粘度的影响 |
3.2.3 固相含量对浆料粘度的影响 |
3.2.4 有机单体含量对浆料粘度的影响 |
3.3 聚合诱导期和固化时间影响因素的研究 |
3.3.1 引发剂对单体聚合诱导期和固化时间的影响 |
3.3.2 温度对单体聚合诱导期和固化时间的影响 |
3.4 坯体干燥机制的研究 |
3.5 坯体干燥收缩率及坯体密度的研究 |
3.5.1 固相含量对坯体干燥收缩率及坯体密度的影响 |
3.5.2 单体含量对坯体干燥收缩率及坯体密度的影响 |
3.6 本章小结 |
第四章 SiC晶须增强反应烧结SiC陶瓷的制备及力学性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 反应烧结SiC陶瓷的力学性能及组成分析 |
4.2.1 实验过程 |
4.2.2 固相含量对陶瓷烧结密度及抗弯强度的影响 |
4.2.3 颗粒级配对陶瓷烧结密度及抗弯强度的影响 |
4.2.4 反应烧结SiC陶瓷的显微结构及组成分析 |
4.3 SiC 晶须增强反应烧结 SiC 陶瓷复合材料的力学性能及组成分析 |
4.3.1 实验过程 |
4.3.2 SiC晶须对复合陶瓷性能的影响 |
4.3.3 SiC 晶须增强 SiC 陶瓷复合材料的显微结构及组成分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
参考文献 |
硕士期间学术成果 |
致谢 |
(7)碳化硅陶瓷膜显微结构调控及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 陶瓷膜概述 |
1.2.1 陶瓷膜的发展历程 |
1.2.2 陶瓷膜的分类 |
1.2.3 陶瓷膜制备技术简介 |
1.2.4 陶瓷膜的应用 |
1.3 SiC的基本特性 |
1.3.1 SiC的结构和晶型 |
1.3.2 SiC的性能 |
1.3.3 SiC的应用 |
1.3.4 SiC球形粉体的制备方法 |
1.3.5 SiC陶瓷膜国内外研究现状 |
1.4 本文研究目的和内容 |
第2章 实验和表征 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验过程 |
2.2.1 SiC微粉的球形化预处理 |
2.2.2 SiC多孔陶瓷的低温制备及显微结构调控 |
2.2.3 SiC多孔陶瓷孔隙率的调控 |
2.2.4 SiC陶瓷膜的一次共烧技术探讨 |
2.2.5 主要仪器设备和表征方法 |
第3章 SiC粉体球形化及其对SiC多孔陶瓷性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 SiC微粉球形化工艺及机理探讨 |
3.2.1 10000#SiC微粉的球形化 |
3.2.2 4000#SiC微粉的球形化 |
3.2.3 600#SiC微粉的球形化 |
3.2.4 SiC微粉球形化的机理探讨 |
3.3 粉体球形化对SiC多孔陶瓷性能的影响 |
3.3.1 对密度和孔隙率的影响 |
3.3.2 对抗弯强度和微观结构的影响 |
3.3.3 对颗粒堆积方式的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 SiC多孔陶瓷的制备及显微结构调控 |
4.1 引言 |
4.2 烧结助剂对SiC多孔陶瓷烧成及性能的影响 |
4.2.1 Al2O3-Y2O3对烧结行为及性能影响 |
4.2.2 B_4C对烧结过程及性能的影响及晶型转变机理分析 |
4.3 SiC多孔陶瓷的显微结构调控 |
4.3.1 原料粒径分布对显微结构的影响 |
4.3.2 晶型转变对显微结构的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 不同孔隙率SiC多孔陶瓷的制备 |
5.1 引言 |
5.2 硅溶胶对SiC多孔陶瓷生坯强度的影响 |
5.3 造孔剂对SiC多孔陶瓷性能的影响 |
5.3.1 PMMA对孔隙率和力学性能的影响 |
5.3.2 PMMA对微观形貌的影响 |
5.3.3 烧成温度对性能的影响 |
5.4 凝胶注模对孔隙率的影响 |
5.5 本章小结 |
第6章 一次共烧SiC陶瓷膜技术的研究 |
6.1 引言 |
6.2 SiC陶瓷膜分离层的制备和表征 |
6.3 SiC陶瓷膜支撑体的低温制备 |
6.3.1 粗细粉比例对支撑体性能的影响 |
6.3.2 炭黑添加量对支撑体烧结行为的影响 |
6.3.3 SiC添加量对支撑体性能的影响及烧结机理探讨 |
6.4 SiC陶瓷膜的一次共烧探索 |
6.4.1 涂膜工艺参数对分离层厚度的影响 |
6.4.2 一次共烧SiC陶瓷膜的形貌和性能 |
6.5 本章小结 |
结论和展望 |
结论 |
论文主要创新点 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A攻读博士学位期间所发表的学术论文目录 |
(8)高掺量高铝粉煤灰合成堇青石的热力学研究与应用(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 粉煤灰利用现状 |
1.2 合成堇青石的研究现状 |
1.3 堇青石陶瓷的研究进展 |
1.3.1 堇青石合成制备研究进展 |
1.3.2 蜂窝状堇青石陶瓷载体的制备 |
1.3.3 凝胶注模制备堇青石多孔陶瓷 |
1.3.4 堇青石陶瓷应用现状 |
1.4 本课题研究的目的、意义及内容 |
1.4.1 本课题的研究目的及意义 |
1.4.2 本课题的研究内容 |
2 堇青石合成的热力学计算与分析 |
2.1 基本理论 |
2.2 堇青石陶瓷材料制备的热力学计算 |
2.3 MgO-SiO_2系中的反应过程 |
2.4 MgO-Al_2O_3系中的反应过程 |
2.5 Al_2O_3-SiO_2系中的反应过程 |
2.6 莫来石(3Al_2O_3·2SiO_2)的分解反应 |
2.7 MgO-Al_2O_3-SiO_2三元体系的反应过程 |
2.8 本章小结 |
3 实验原料、工艺流程、测试仪器设备及方法 |
3.1 实验原料 |
3.2 工艺流程 |
3.3 测试仪器设备 |
3.4 性能测试与表征 |
3.4.1 烧成收缩率的测试 |
3.4.2 体积密度、显气孔率和吸水率的测试 |
3.4.3 耐压强度的测试 |
3.4.4 热膨胀系数的测试 |
3.4.5 X-射线衍射分析 |
3.4.6 扫描电镜 |
3.4.7 堇青石矿物相含量的测定 |
4 高铝粉煤灰合成堇青石的基础研究 |
4.1 研究目的 |
4.2 粉煤灰基本性能研究 |
4.2.1 粉煤灰原料 |
4.2.2 化学组成及工业性能分析 |
4.2.3 矿物组成分析 |
4.2.4 粉煤灰物理特性分析 |
4.2.5 粉煤灰颗粒形貌分析 |
4.3 试验研究 |
4.3.1 原料及其处理 |
4.3.2 理论组成配方配料设计 |
4.3.3 试样的制备 |
4.3.4 堇青石合成 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 合成温度对试样的体积收缩率、吸水率、气孔率和体积密度的影响 |
4.4.2 合成温度对抗压强度的影响 |
4.4.3 合成温度对平均热膨胀系数的影响 |
4.4.4 XRD矿物组成分析 |
4.4.5 SEM微观形貌分析 |
4.5 本章小结 |
5 工艺配方对合成堇青石陶瓷材料性能的影响 |
5.1 研究目的 |
5.2 试验研究 |
5.2.1 原料及其配方设计 |
5.2.2 热力学分析 |
5.2.3 实验工艺流程 |
5.3 合成温度对不同配方试样基本物理性能的影响 |
5.3.1 合成温度对不同配方试样体积收缩率的影响 |
5.3.2 合成温度对不同配方试样吸水率、显气孔率及体积密度的影响 |
5.3.3 合成温度对不同配方试样抗压强度的影响 |
5.3.4 合成温度对不同配方试样热膨胀系数的影响 |
5.4 不同配方试样的矿物组成及显微结构分析 |
5.4.1 XRD矿物组成分析 |
5.4.2 SEM微观形貌分析 |
5.5 本章小结 |
6 添加剂对合成堇青石性能的影响 |
6.1 研究目的 |
6.2 试验方案 |
6.2.1 试验方案设计 |
6.2.2 热力学分析 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 添加剂对试样体积收缩率、显气孔率和吸水率的影响 |
6.3.2 添加剂对试样耐压强度的影响 |
6.3.3 添加剂对试样热膨胀系数的影响 |
6.3.4 XRD矿物组成分析 |
6.3.5 SEM微观形貌分析 |
6.4 本章小结 |
7 蜂窝状堇青石陶瓷载体的制备 |
7.1 目前现状及研究目的 |
7.2 溶胶-凝胶法合成堇青石陶瓷粉体及性能表征 |
7.2.1 实验原料 |
7.2.2 堇青石陶瓷粉体的制备工艺过程 |
7.2.3 性能检测 |
7.2.4 煅烧合成温度对溶胶—凝胶法制备堇青石陶瓷性能的影响 |
7.3 溶胶-凝胶法制备氧化锆纳米粉 |
7.3.1 实验原料 |
7.3.2 制备原理 |
7.3.3 制备工艺过程 |
7.3.4 工艺参数的优化 |
7.3.5 ZrO_2陶瓷粉体的表征 |
7.4 凝胶注模结合发泡法制备蜂窝状堇青石陶瓷载体 |
7.4.1 实验原料及试剂 |
7.4.2 实验的技术路线及制备工艺过程 |
7.4.3 浆料对堇青石多孔陶瓷浆料黏度的影响 |
7.4.4 浆料工艺参数对堇青石多孔陶瓷性能的影响 |
7.4.5 煅烧合成温度对堇青石多孔陶瓷性能的影响 |
7.4.6 ZrO_2纳米粉对堇青石多孔陶瓷性能的影响 |
7.4.7 发泡剂对堇青石多孔陶瓷性能的影响 |
7.5 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 展望 |
参考文献 |
附录 博士生在读期间的研究成果 |
致谢 |
(9)氧化铝陶瓷凝胶注模工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 氧化铝陶瓷应用概况 |
1.2 陶瓷成型工艺综述 |
1.2.1 传统成型方法 |
1.2.2 先进成型方法 |
1.3 研究目的与内容 |
第二章 实验内容和表征方法 |
2.1 实验原料及设备 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 实验设备 |
2.2 实验工艺流程 |
2.3 实验测试与表征 |
2.3.1 粒度分析 |
2.3.2 气孔率测定 |
2.3.3 抗压强度的测定 |
2.3.4 抗弯强度测试 |
2.3.5 线收缩率测量 |
2.3.6 体积密度测量 |
2.3.7 显微结构分析 |
第三章 浆料流动性和悬浮稳定性研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 分散剂对浆料的粘度和悬浮稳定性的影响 |
3.3.2 pH值对浆料的粘度和悬浮稳定性的影响 |
3.3.3 固含量对浆料粘度和悬浮稳定性的影响 |
3.3.4 球磨时间对浆料粘度的影响 |
3.3.5 单体与交联剂比例对浆料粘度的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 浆料固化性能及坯体干燥研究 |
4.1 引言 |
4.2 坯体凝胶固化研究 |
4.2.1 单体与交联剂总量对固化时间的影响 |
4.2.2 单体与交联比例对固化时间的影响 |
4.2.3 引发剂用量对固化时间的影响 |
4.2.4 催化剂用量对固化时间的影响 |
4.3 坯体性能研究 |
4.3.1 除泡工艺对坯体表面性能的影响 |
4.3.2 四乙二醇对坯体表面性能的影响 |
4.3.3 干燥方式对坯体失水率的影响 |
4.3.4 干燥温度对坯体强度的影响 |
4.3.5 固相含量对坯体线收缩率的影响 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 坯体凝胶固化研究 |
4.4.2 坯体性能研究 |
4.5 本章小结 |
第五章 超轻质氧化铝凝胶注模工艺研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验结果与讨论 |
5.2.1 陶瓷浆料的固化研究 |
5.2.2 坯体干燥研究 |
5.2.3 固相含量对多孔陶瓷性能的影响 |
5.2.4 烧结温度对多孔陶瓷性能的影响 |
5.3 本章小结 |
第六章 原料粒度分布与烧结制度对氧化铝陶瓷结构及性能的影响研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 粉体制备 |
6.2.2 坯体成型 |
6.2.3 坯体干燥 |
6.2.4 排胶、烧结 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 球磨时间对氧化铝粉体粒度的影响 |
6.3.2 烧成制度对氧化铝陶瓷物理性能的影响 |
6.3.3 烧成制度对氧化铝陶瓷抗弯性能的影响 |
6.3.4 烧成制度对氧化铝陶瓷显微结构的影响 |
6.3.5 粉体粒度对氧化铝陶瓷物理性能的影响 |
6.3.6 粉体粒度对氧化铝陶瓷抗弯性能的影响 |
6.3.7 粉体粒度对氧化铝陶瓷显微结构的影响 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录 在校期间发表的论文 |
(10)凝胶注模成型制备致密锆英石耐火材料(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 无碱玻璃与锆英石 |
1.2 锆英石耐火材料概述 |
1.2.1 锆英石的基本特点和晶体结构 |
1.2.2 锆英石的物理化学性质 |
1.3 耐火材料的传统成型方法 |
1.3.1 干压成型 |
1.3.2 等静压成型 |
1.3.3 注浆成型 |
1.3.4 热压铸成型 |
1.3.5 注射成型 |
1.4 凝胶注模成型工艺 |
1.4.1 凝胶注模成型的工艺流程 |
1.4.2 凝胶注模成型的特点 |
1.4.3 凝胶注模成型的常用体系 |
1.4.4 凝胶注模的固化成型机理 |
1.4.5 凝胶注模成型浆料的分散原理 |
1.4.6 凝胶注模的应用进展 |
1.4.7 新型凝胶体系的发展 |
1.4.8 凝胶注模成型的技术重点和难点 |
1.5 选题依据 |
1.6 本文研究内容 |
第二章 实验设计与实验方案 |
2.1 实验原料与设备 |
2.2 实验设计 |
2.3 实验工艺过程 |
2.3.1 预混液的制备 |
2.3.2 浆料的制备 |
2.3.3 注模凝胶固化 |
2.3.4 干燥与排胶 |
2.3.5 生坯烧结 |
2.4 样品测试与表征 |
2.4.1 浆料pH测试 |
2.4.2 浆料Zeta电位测试 |
2.4.3 浆料流变性测试 |
2.4.4 生坯体积密度和显气孔率测试 |
2.4.5 抗弯强度测试 |
2.4.6 扫描电镜分析 |
第三章 AM体系实验结果与讨论 |
3.1 锆英石浆料的制备和流变性研究 |
3.1.1 分散剂和pH对锆英石颗粒Zeta电位的影响 |
3.1.2 pH值对锆英石浆料黏度的影响 |
3.1.3 分散剂用量对锆英石浆料黏度的影响 |
3.1.4 颗粒级配对锆英石浆料黏度的影响 |
3.1.5 球磨工艺对锆英石浆料黏度的影响 |
3.1.6 固含量对锆英石浆料黏度的影响 |
3.2 生坯性能研究 |
3.2.1 颗粒级配对生坯致密度的影响 |
3.2.2 颗粒级配对生坯强度的影响 |
3.2.3 不同颗粒级配的生坯显微结构 |
3.2.4 固含量对生坯致密度和坯体干燥收缩的影响 |
3.2.5 固含量对生坯强度的影响 |
3.2.6 不同固含量的生坯显微结构 |
3.3 烧结体性能研究 |
3.3.1 TiO2的添加对锆英石烧结体致密度的影响 |
3.3.2 颗粒级配对烧结体致密度和烧结收缩率的影响 |
3.3.3 颗粒级配对烧结体强度的影响 |
3.3.4 不同颗粒级配的烧结体显微结构 |
3.3.5 固含量对烧结体致密度和烧结收缩率的影响 |
3.3.6 固含量对烧结体强度的影响 |
3.3.7 不同固含量的烧结体显微结构 |
3.4 本章小结 |
第四章 环氧树脂体系实验结果与讨论 |
4.1 浆料性能 |
4.1.1 分散剂用量对锆英石浆料黏度的影响 |
4.1.2 pH值对锆英石浆料黏度的影响 |
4.1.3 环氧树脂含量对锆英石浆料黏度的影响 |
4.1.4 固含量对锆英石浆料黏度的影响 |
4.2 生坯的固化和性能 |
4.2.1 固化剂含量对生坯性能的影响 |
4.2.2 固化工艺的选择 |
4.2.3 固含量对生坯性能的影响 |
4.3 本章小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
四、粗颗粒氧化锆粉体凝胶注模成型工艺研究(论文参考文献)
- [1]面向立体光刻3D打印的高固相含量陶瓷膏料配制方法及其成形性能研究[D]. 邢宏宇. 山东大学, 2020
- [2]凝胶注模法制备碳化硅多孔陶瓷及其性能研究[D]. 田超. 湖南大学, 2020(07)
- [3]基于Isobam体系多孔陶瓷的可控制备及性能研究[D]. 郝边磊. 景德镇陶瓷大学, 2020(01)
- [4]高强度熔融石英陶瓷的制备研究[D]. 王清涛. 山东理工大学, 2019(03)
- [5]重气体-凝胶注模法制备多孔陶瓷工艺及理论研究[D]. 李宝伟. 大连交通大学, 2018(08)
- [6]凝胶注模成型SiC晶须增强SiC陶瓷的制备及力学性能研究[D]. 孔文龙. 浙江理工大学, 2019(06)
- [7]碳化硅陶瓷膜显微结构调控及性能研究[D]. 刘井雄. 湖南大学, 2018(06)
- [8]高掺量高铝粉煤灰合成堇青石的热力学研究与应用[D]. 马立建. 西安建筑科技大学, 2017(01)
- [9]氧化铝陶瓷凝胶注模工艺研究[D]. 杨江洪. 长沙理工大学, 2017(01)
- [10]凝胶注模成型制备致密锆英石耐火材料[D]. 贵炳强. 天津大学, 2016(11)