高性能氧化铝陶瓷的开发研究

发布时间：2017-10-14 23:34

  本文关键词：高性能氧化铝陶瓷的开发研究

  更多相关文章： Al_2O_3陶瓷 凝胶注模 原位聚合 缺陷控制 空隙率

【摘要】：本文简述了氧化铝陶瓷的功能及在各行业的应用,详细论述了它的加工、成型及制备和制备过程中各工序对制品可能产生的影响以及通常会出现的问题与相应的解决方法,以及对以往氧化铝陶瓷成型的主要优缺点分析和对复杂陶瓷部件的成型要求,重点阐述了凝胶注模成型工艺,并讨论了该工艺的特点、工艺优点及成型的关键因素,以及对凝胶注模成型工艺的改进。为了克服凝胶注模成型工艺中采用的丙烯酰胺体系有机物的用量大,制备过程污染较大、固化温度较高等系一列因素,本文采用自行合成的羧甲基纤维素-甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物代替原来的丙烯酰胺体系,并研究了不同工艺参数对悬浮浆料和坯体的影响机理,并对陶瓷坯体的性质进行了表征。研究分散剂、Zeta电位、pH值和固相含量对浆料粘度的影响,以及预配液浓度和固相含量对抗压强度、抗弯强度、致密度及收缩率的影响。通过研究,改善了浆料的流变性和增加了粉体的高固相含量,降低了生坯中气孔数量,烧结样品最终达到致密化。研究结果表明,未排胶前具有高强度35MPa,烧结后材料致密度和抗弯强度分别达到99.4%和452.18MPa,当固相含量达到62v01%时,氧化铝陶瓷坯体的干燥收缩率0-5%,坯体在特定工艺排胶后仍然具有均匀、致密的内部结构。分析了凝胶注模成型过程中产生气孔的原因,采用对悬浮液的真空搅拌方法,坯体和烧结体的机械性能得到改善。更进一步研究了失重、差热和化学反应产物,发现了有机物热氧化气体产物的集中释放是坯体开裂的根本原因。在坯体强度不变的前提下,提出了减少坯体有机物含量的方法,避免了铸件的开裂。
【关键词】：Al_2O_3陶瓷 凝胶注模 原位聚合 缺陷控制 空隙率
【学位授予单位】：上海应用技术学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ174.758.11
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1 氧化铝陶瓷的分类及功能简介11
• 1.1.1 依据主晶相分类11
• 1.1.2 依据含量分类11
• 1.1.3 依据成型分类11
• 1.2 氧化铝陶瓷的功能简介11-12
• 1.3 氧化铝陶瓷的应用12-13
• 1.3.1 氧化铝陶瓷在机械方面的应用12
• 1.3.2 氧化铝陶瓷在电子和电力的应用12
• 1.3.3 氧化铝陶瓷在化学工程的应用12
• 1.3.4 氧化铝陶瓷在医学方面的应用12
• 1.3.5 氧化铝陶瓷在建筑卫生陶瓷方面的应用12-13
• 1.4 氧化铝陶瓷的粉体及其制备13-14
• 1.4.1 陶瓷粉体13
• 1.4.2 氧化铝陶瓷粉体的制备13-14
• 1.5 氧化铝陶瓷的成型工艺14-15
• 1.5.1 成型辅助剂14
• 1.5.2 氧化铝陶瓷的成型方法14-15
• 1.5.2.1 模压成型14-15
• 1.5.2.2 等静压成型15
• 1.5.2.3 注浆成型15
• 1.5.2.4 热压铸成型15
• 1.6 氧化铝陶瓷烧结后处理15-18
• 1.6.1 烧结方法16-18
• 1.6.1.1 常压烧结法16
• 1.6.1.2 热压烧结和热等静压烧结16
• 1.6.1.3 液相烧结法16
• 1.6.1.4 其它烧结方法16-17
• 1.6.1.5 Al_2O_3陶瓷烧结工艺的改进17-18
• 1.6.2 氧化铝陶瓷后处理18
• 1.7 氧化铝陶瓷目前主要存在问题及凝胶注模成型18-19
• 1.7.1 氧化铝陶瓷目前存在的主要问题18
• 1.7.2 凝胶注模成型的研究背景及新方法的提出18-19
• 1.8 论文的研究目的和意义19-22
• 第二章 高性能氧化铝陶瓷浆料的制备及其流变研究22-29
• 2.1 前言22
• 2.2 实验过程和试验方法22-24
• 2.2.1 原料和化学试剂22-23
• 2.2.2 氧化铝陶瓷浆料的制备23
• 2.2.3 性能表征23-24
• 2.3 实验结果和分析24-28
• 2.3.1 分散剂作用研究24-25
• 2.3.2 分散剂对浆料的沉降高度的影响25-26
• 2.3.3 浆料的Zeta电位与pH值的相互作用26-27
• 2.3.4 凝胶注模成型的坯体的显微结构27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 凝胶注模成型陶瓷坏体缺陷控制的研究29-41
• 3.1 引言29
• 3.2 实验原料及研究方法29-31
• 3.2.1 实验原料29-30
• 3.2.2 实验内容和方法30-31
• 3.2.3 性能表征31
• 3.3 结果与讨论31-39
• 3.3.1 凝胶注模成型陶瓷坯体气孔的研究31-33
• 3.3.2 悬浮液中气泡的消除方法33-35
• 3.3.3 真空搅拌脱气工艺对氧化铝陶瓷凝胶注模的影响35-39
• 3.3.3.1 悬浮液流变特性和真空脱气方式关联及影响36
• 3.3.3.2 真空脱气方式对凝胶注模氧化铝坯体和烧结体的影响36-39
• 3.4 本章小结39-41
• 第四章 凝胶注模成型陶瓷坯体开裂控制的研究41-49
• 4.1 前言41-42
• 4.2 实验42-43
• 4.3 结果与讨论43-47
• 4.4 本章小结47-49
• 第五章 结论49-51
• 参考文献51-54
• 致谢54-55
• 附录一：攻读硕士学位期间发表的论文55

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本文编号：1033822