利用分散剂失效原位凝固注模成型制备陶瓷材料及性能研究

发布时间：2023-06-13 22:18

　　陶瓷成型工艺是获得高性能、高可靠性陶瓷及其复合材料的关键工序之一。陶瓷分散剂失效原位凝固注模成型工艺是通过分散剂的可控失效来实现陶瓷悬浮体原位固化的一种新型成型方式。针对氮化铝粉体易水解的特性及碳纳米管在氧化铝悬浮体分难以分散等问题,本论文基于分散剂的分散稳定机制,选取相应的分散剂,制备了高固相含量、低粘度的非水基氮化铝陶瓷悬浮体和碳纳米管-氧化铝混合陶瓷悬浮体;利用陶瓷分散剂失效工艺原理,实现了非水基氮化铝悬浮体和碳纳米管-氧化铝混合悬浮体的原位凝固;并结合烧结工艺获得了性能良好的氮化铝陶瓷和碳纳米管-氧化铝复合陶瓷材料。主要研究内容及所得结论如下:(1)依据分散剂的分散稳定机制,采用油酸作为分散剂,正辛烷作为溶剂,实现了氮化铝粉体在有机溶剂中的稳定分散;研究了分散剂添加量以及固相含量对悬浮体流变性能的影响,通过控制油酸的用量和悬浮体固相含量,制备了分散性良好的半空位稳定非水基氮化铝悬浮体。(2)采用低温诱导分散剂失效原位凝固注模成型工艺,低温下油酸从溶剂中析出,实现了半空间位阻稳定氮化铝悬浮体的原位凝固。研究了温度和固相含量对氮化铝悬浮体凝胶行为以及氮化铝陶瓷坯体与烧结体性能的影响...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 先进陶瓷材料胶态成型工艺
        1.2.1 凝胶注模成型
        1.2.2 直接凝固注模成型
        1.2.3 水解辅助固化成型
        1.2.4 胶态振动注模成型
        1.2.5 温度诱导絮凝成型
    1.3 先进陶瓷基复合材料胶态成型工艺
        1.3.1 溶胶-凝胶法
        1.3.2 电泳浇注
    1.4 陶瓷分散剂失效原位凝固注模成型
        1.4.1 分散剂作用机理
        1.4.2 陶瓷分散剂失效原位凝固注模成型工艺
    1.5 本论文工作的目的和意义、研究内容
        1.5.1 本论文工作的目的和意义
        1.5.2 本论文工作的研究内容
第2章 实验内容及方法
    2.1 实验原料及设备
        2.1.1 实验所需粉体
        2.1.2 主要试剂
        2.1.3 主要仪器设备
    2.2 实验过程
        2.2.1 非水基氮化铝单相陶瓷的制备
        2.2.2 水基碳纳米管-氧化铝复相陶瓷的制备
    2.3 分析与表征
        2.3.1 粘度测试
        2.3.2 Zeta电位测试
        2.3.3 物相分析
        2.3.4 相对密度测试
        2.3.5 力学性能测试
        2.3.6 收缩率测试
        2.3.7 微观结构测试
第3章 油酸制备半空间位阻稳定的非水基氮化铝悬浮体
    3.1 油酸添加量对氮化铝悬浮体粘度的影响
    3.2 固相含量对氮化铝悬浮体粘度的影响
    3.3 本章小结
第4章 低温诱导分散剂失效原位凝固制备氮化铝陶瓷
    4.1 温度对氮化铝悬浮体粘度的影响
    4.2 氮化铝坯体的性能研究
        4.2.1 固相含量对氮化铝坯体收缩率的影响
        4.2.2 固相含量对氮化铝坯体固化时间以及抗压强度的影响
        4.2.3 氮化铝坯体及其微观形貌
    4.3 氮化铝陶瓷的性能研究
        4.3.1 氮化铝陶瓷的物相分析
        4.3.2 固相含量对氮化铝陶瓷密度以及抗弯强度的影响
        4.3.3 氮化铝陶瓷及其微观形貌
    4.4 本章小结
第5章 Isobam制备静电空间位阻稳定的碳纳米管-氧化铝混合悬浮体
    5.1 Isobam添加量及pH值对氧化铝悬浮体zeta电位的影响
    5.2 Isobam添加量及pH值对碳纳米管悬浮液分散性能的影响
    5.3 本章小结
第6章 聚合物电解质分散剂失效原位凝固制备碳纳米管-氧化铝陶瓷
    6.1 温度对碳纳米管-氧化铝复合悬浮体粘度的影响
    6.2 碳纳米管添加量对混合悬浮体流变性能的影响
        6.2.1 碳纳米管添加量对混合悬浮体粘度的影响
        6.2.2 碳纳米管添加量对混合悬浮体凝胶过程的影响
    6.3 碳纳米管-氧化铝复合陶瓷坯体的性能研究
        6.3.1 碳纳米管添加量对复合陶瓷坯体收缩率的影响
        6.3.2 碳纳米管添加量对复合陶瓷坯体抗压强度以及固化时间的影响
        6.3.3 碳纳米管-氧化铝复合陶瓷坯体及其微观形貌
    6.4 碳纳米管-氧化铝复合陶瓷的性能研究
        6.4.1 碳纳米管-氧化铝复合陶瓷的物相分析
        6.4.2 碳纳米管添加量对复合陶瓷密度的影响
        6.4.3 碳纳米管添加量对复合陶瓷抗弯强度以及断裂韧性的影响
        6.4.4 碳纳米管-氧化铝复合陶瓷及其微观形貌
    6.5 本章小结
第7章 结论
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果



本文编号：3833405