环保体系凝胶注模成型AlN/C复合材料及力学性能研究

发布时间：2023-08-02 19:15

　　本文首先采用硬脂酸与吐温80对AlN粉进行了表面抗水化处理。采用红外光谱、差热热重、XRD等分析方法对AlN粉的表面改性机理进行了研究,探讨了硬脂酸含量、球磨湿混时间等因素对改性AlN粉稳定性的影响规律。以表面改性的AlN粉和C粉为主要原料,利用琼脂糖和明胶-尿素两种环保型体系,采用凝胶注膜方法制备了AlN/C复合材料坯体,再采用真空无压烧结方法进行了坯体的烧结。通过粘度计等研究了浆料的稳定性及流变性,利用红外光谱分析了琼脂糖凝胶体系与明胶-尿素凝胶体系的固化机制,通过扫描电镜观察了陶瓷生坯和烧结体的显微结构,采用XRD测试分析了材料的物相组成,利用三点弯曲测试了坯体和烧结体的力学性能。研究了温度、p H值、有机单体的添加量、固相含量等对浆料性能、凝胶化时间、生坯及烧结体的致密度、力学性能及显微组织结构的影响规律。实验结果表明,当硬脂酸含量为10 wt.%,吐温80含量为3 wt.%时,AlN粉表面改性效果最好。经过改性工艺处理的AlN粉末则具有较强的抗水解性能,在20-60℃的温水里具有良好的化学稳定性,溶液的p H值基本保持不变。在水中浸泡24 h后,AlN粉体主晶相除AlN外,没...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 AlN性能特点
    1.3 AlN粉表面改性
    1.4 AlN/C复合材料研究现状
    1.5 凝胶注模成型工艺
    1.6 本文的主要研究内容
第2章 材料制备及研究方法
    2.1 实验原料以及仪器设备
    2.2 AlN粉的表面抗水化处理
    2.3 AlN/C复合材料的制备
        2.3.1 浆料制备
        2.3.2 真空除泡
        2.3.3 凝胶注模成型
        2.3.4 无压烧结
    2.4 显微组织表征
        2.4.1 XRD分析
        2.4.2 SEM分析
        2.4.3 红外光谱（FT-TR)分析
        2.4.4 差热热重分析
    2.5 性能测试
        2.5.1 浆料粘度的测试
        2.5.2 沉降高度的测试
        2.5.3 凝胶化时间的测试
        2.5.4 致密度的测试
        2.5.5 抗弯强度的测试
    2.6 本章小节
第3章 AlN粉表面改性的研究
    3.1 AlN粉的表面改性机理
    3.2 硬脂酸含量对AlN表面改性效果的影响
    3.3 改性AlN粉的特性
        3.3.1 改性AlN粉的化学稳定性
        3.3.2 水基研磨对改性AlN粉的稳定性影响
    3.4 改性前后AlN粉的显微组织结构
    3.5 本章小结
第4章 琼脂糖体系凝胶注模成型AlN/C复合材料
    4.1 浆料流变性及稳定性的研究
        4.1.1 浆料粘度
        4.1.2 沉降高度
    4.2 琼脂糖体系固化机制
    4.3 AlN/C复合材料坯体的显微组织结构
    4.4 AlN/C复合材料坯体的性能
        4.4.1 致密度测试
        4.4.2 抗弯强度测试
    4.5 AlN/C复合材料烧结体的显微组织结构
        4.5.1 XRD物相分析
        4.5.2 SEM形貌分析
    4.6 AlN/C复合材料烧结体的性能
        4.6.1 致密度测试
        4.6.2 抗弯强度测试
    4.7 本章小节
第5章 明胶-尿素体系凝胶注模成型AlN/C复合材料
    5.1 浆料的流变性及稳定性研究
        5.1.1 浆料粘度
        5.1.2 沉降高度
    5.2 凝胶化时间
    5.3 明胶体系固化机制
    5.4 AlN/C复合陶瓷坯体的显微结构
    5.5 AlN/C复合材料坯体的力学性能
        5.5.1 致密度
        5.5.2 抗弯强度
    5.6 AlN/C复合材料烧结体的显微组织结构
        5.6.1 XRD物相分析
        5.6.2 SEM形貌分析
    5.7 AlN/C复合材料烧结体的性能
        5.7.1 致密度
        5.7.2 抗弯强度
    5.8 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3838389