氧化锆陶瓷浆料流变性及其烧结性能研究

发布时间：2017-09-15 05:10

  本文关键词：氧化锆陶瓷浆料流变性及其烧结性能研究

  更多相关文章： 氧化锆陶瓷 注凝成型 流变性 微波烧结 烧结性能

【摘要】：本论文研究了氧化锆陶瓷浆料中分散剂用量、固相体积分数、单体用量、交联剂用量和pH值对其流变性能的影响。通过单因素变量法,研究了Nano-Al2O3添加量、不同烧结方式以及烧结温度对氧化锆陶瓷密度、硬度、物相以及微观结构的影响。实验结果如下：(1)氧化锆浆料在添加0.3wt%聚丙烯酸铵后,pH为10左右其Zeta电位的绝对值可以达到最大值,有利于降低浆料的粘度和氧化锆陶瓷的成型。当丙烯酰胺(AM)浓度为1.0wt%(相对于浆料的质量)时,丙烯酰胺与聚丙烯酸铵有协同作用,氧化锆浆料粘度降低,而当其浓度超过1.0wt%时,氧化锆浆料粘度会增大,主要是浆料系统有机物含量过高,其会与聚丙烯酸铵共同形成胶束结构。由于N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)有较大的活性,MBAM/AM(质量比)较高时,在制备浆料产生的高温下,使单体少量聚合,从而增加了浆料的粘度。在45vol%氧化锆浆料中,当聚丙烯酸铵掺量为0.3wt%时,浆料粘度和剪切应力显著降低。当聚丙烯酸铵用量超过0.3wt%时氧化锆浆料的粘度开始增大。(2)传统烧结条件下,NanoAl2O3添加量15wt%、1600℃保温120min时氧化锆陶瓷的烧结性能和微观结构达到最佳,相对密度达到85.15%,硬度值达到740.9MPa。微波烧结条件下,Nano-Al2O3添加量15wt%、1550℃保温30min时氧化锆陶瓷的烧结性能和微观结构达到最佳,相对密度达到93.19%,硬度值达到1337.5MPa,不同烧结温度所制备的ZrO2陶瓷,其介电常数变化不大,损耗在整个频率范围基本为零,说明其介电常数和介电损耗受烧结条件的影响较小。放电等离子烧结(SPS)烧结条件下,1350℃和1400℃时Nano-Al2O3最佳添加量15wt%。1400℃保温5min时氧化锆陶瓷的各项性能分别为：相对密度达到97.44%,硬度值达到1125.3MPa,在1400℃, Nano-Al2O3的添加量为15%时样品的介电常数最大,介电损耗也最大。(3)通过对比分析传统烧结、微波烧结以及SPS烧结的烧结温度、保温时间以及微观结构,可以发现相对于传统烧结,微波烧结和SPS烧结明显缩短了烧结时间,降低烧结温度的情况下可以获得更高的相对密度,并且改善了氧化锆陶瓷的微观结构以及性能。
【关键词】：氧化锆陶瓷 注凝成型 流变性 微波烧结 烧结性能
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ174.4
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第一章 文献综述15-33
• 1.1 引言15-16
• 1.2 氧化锆陶瓷简介及其应用16-18
• 1.2.1 氧化锆陶瓷简介16-17
• 1.2.2 氧化锆陶瓷应用17-18
• 1.3 注凝成型技术简介18-22
• 1.3.1 注凝成型概念18-20
• 1.3.2 注凝成型基础理论简介20-22
• 1.3.3 注凝成型的优势22
• 1.4 微波烧结简介22-25
• 1.4.1 微波烧结基本概念22-23
• 1.4.2 微波烧结基础理论23-24
• 1.4.3 微波烧结的优势24-25
• 1.5 SPS烧结简介25-27
• 1.5.1 SPS烧结基本概念25-26
• 1.5.2 SPS烧结基础理论简介26-27
• 1.5.3 SPS烧结的优势27
• 1.6 本论文的选题背景及研究内容27-33
• 1.6.1 本论文的选题背景27-31
• 1.6.2 本论文的研究内容31-33
• 第二章 实验与分析测试方法33-40
• 2.1 实验原料及设备33-35
• 2.1.1 实验原料33-34
• 2.1.2 实验设备34-35
• 2.2 样品性能表征35-40
• 2.2.1 线性收缩率35
• 2.2.2 气孔率与吸水率35-36
• 2.2.3 密度及相对密度36-37
• 2.2.4 硬度37
• 2.2.5 物相分析37-38
• 2.2.6 显微结构38
• 2.2.7 料浆Zeta电位38
• 2.2.8 陶瓷料浆的流变性38-39
• 2.2.9 介电性能39-40
• 第三章 注凝成型浆料的制备及其流变性的研究40-50
• 3.1 引言40
• 3.2 实验步骤40-43
• 3.3 结果分析与讨论43-48
• 3.3.1 pH值与分散剂对氧化锆Zeta电位的影响43-44
• 3.3.2 分散剂对浆料流变性影响44-45
• 3.3.3 单体和AM/MBAM(质量比)对浆料流变性影响45-47
• 3.3.4 固含量对浆料流变性的影响47-48
• 3.4 本章小结48-50
• 第四章 不同烧结方式对氧化锆陶瓷结构和性能影响50-86
• 4.1 引言50
• 4.2 实验流程50-51
• 4.3 传统烧结制备氧化锆陶瓷及其性能51-60
• 4.3.1 实验设计51-53
• 4.3.2 相对密度测定53-55
• 4.3.3 物相分析55-56
• 4.3.4 微观结构56-58
• 4.3.5 硬度测定58-60
• 4.4 微波烧结制备氧化锆陶瓷及其性能60-72
• 4.4.1 实验设计60-62
• 4.4.2 相对密度分析62-65
• 4.4.3 物相分析65-67
• 4.4.4 显微结构观察67-69
• 4.4.5 硬度测定69-71
• 4.4.6 介电性能71-72
• 4.5 SPS烧结制备氧化锆陶瓷及其性能72-80
• 4.5.1 实验设计72-73
• 4.5.2 相对密度测定73-75
• 4.5.3 物相分析75-76
• 4.5.4 微观结构76-78
• 4.5.5 硬度测定78-79
• 4.5.6 介电性能79-80
• 4.6 不同的烧结方式制备氧化锆陶瓷的性能比较80-84
• 4.6.1 相对密度及物理性能对比80-83
• 4.6.2 微观结构分析及对比83-84
• 4.6.3 介电性能84
• 4.7 本章小结84-86
• 第五章 结论及展望86-88
• 参考文献88-95
• 致谢95-96
• 作者简介及读研期间主要科研成果96

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈丽珍;;世界首创透明氧化锆陶瓷[J];精细化工信息;1987年01期

2 唐绍裘;高新技术中应用的氧化锆陶瓷材料[J];景德镇陶瓷;1993年04期

3 刘珍华;测氧用氧化锆陶瓷及其制造方法[J];江苏陶瓷;1988年02期

4 王家强;;氧化铝-氧化锆陶瓷纤维[J];建材工业信息;1988年09期

5 ;国外新产品[J];今日科技;1988年09期

6 陈昶,陈佩芳;相变增韧氧化锆陶瓷研究进展[J];兵器材料科学与工程;1989年08期

7 王兴汉;陶瓷量块[J];工具技术;1989年08期

8 王旭东;氧化锆陶瓷及其制造方法[J];江苏陶瓷;1993年02期

9 陈达谦;氧化锆陶瓷应用与展望[J];中国陶瓷工业;1994年02期

10 王零森;二氧化锆陶瓷(一)[J];陶瓷工程;1997年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 孙挺;邵龙泉;周珊羽;胡琛;;三种牙科钇稳定氧化锆陶瓷底层材料的抗低温实效性能[A];中华口腔医学会口腔材料学专业委员会第七次全国口腔材料学术交流会论文汇编[C];2011年

2 邓斌;;表面处理方法对牙科氧化锆陶瓷表面相结构及微观结构影响[A];第六次全国口腔修复学学术会议论文摘要汇编[C];2009年

3 陈森凤;陈楷;陈少贞;姚俊杰;张伟南;;着色氧化锆陶瓷[A];94'全国结构陶瓷、功能陶瓷、金属/陶瓷封接学术会议论文集[C];1994年

4 张弦弦;李彦;;五种表面处理方法对血液污染氧化锆陶瓷与树脂粘结耐久性的影响[A];第六次全国口腔修复学学术会议论文摘要汇编[C];2009年

5 高戈;司文捷;苗赫濯;;改善光纤连接器用氧化锆陶瓷低温劣化性能的研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年

6 林勇钊;王晨;伊元夫;田杰谟;;掺杂Fe_2O_3的牙科用氧化锆陶瓷着色研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集（5）[C];2007年

7 王航;Albert J.Feilzer;;喷砂对Cercon氧化锆陶瓷疲劳特性的影响[A];第六次全国口腔修复学学术会议论文摘要汇编[C];2009年

8 温宁;刘洪臣;伊元大;邓斌;田杰谟;;表面处理方法对牙科氧化锆陶瓷相结构SEM观察[A];第六次全国口腔修复学学术会议论文摘要汇编[C];2009年

9 孙蕾;张富强;靳喜海;高濂;;烧结温度对牙科CAD/CAM用氧化锆陶瓷性能的影响[A];2004年上海市口腔医学学术年会论文汇编[C];2004年

10 章浙锋;王小容;王航;巢永烈;;Cercon氧化锆陶瓷界面喷砂处理后体积丧失和形态学变化的实验研究[A];第六次全国口腔修复学学术会议论文摘要汇编[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 记者 张文天;中光氧化锆陶瓷插芯技术领先世界[N];科技日报;2010年

2 记者 常胜军;“圆珠笔用氧化锆陶瓷球珠”通过成果鉴定[N];邯郸日报;2007年

3 记者 章轲;刘顺峰：挑战“863”[N];第一财经日报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 卞荣;金刚石微铣刀精密铣削氧化锆陶瓷基础研究[D];南京航空航天大学;2014年

2 伊元夫;牙科CAD/CAM用氧化锆陶瓷的颜色调控及其低温时效研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2007年

3 邓斌;牙科氧化锆与饰面瓷双层瓷结构的界面观察及相关影响因素研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 万里扬;热碱溶液蚀刻对氧化锆与树脂粘结强度的影响实验研究[D];南昌大学医学院;2015年

2 孙瑞敬;氧化锆陶瓷室温压入力学行为研究[D];太原理工大学;2016年

3 王传创;氧化锆陶瓷浆料流变性及其烧结性能研究[D];安徽理工大学;2016年

4 杨洪涛;氧化锆陶瓷材料生物相容性的实验研究[D];青岛大学;2012年

5 赵海丹;牙科氧化锆陶瓷疲劳性能的实验研究[D];第四军医大学;2013年

6 金恩龙;氧化锆陶瓷和钛合金的表面粗糙度与细菌粘附的比较研究[D];山西医科大学;2007年

7 谢志刚;表面处理对氧化锆陶瓷与树脂粘接的影响[D];南京大学;2012年

8 丁亚通;升温速率对牙科可切削氧化锆陶瓷性能影响的实验研究[D];复旦大学;2012年

9 鲍乐;医用氧化锆陶瓷的磨削仿真与试验研究[D];安徽大学;2014年

10 张翔;牙科玻璃渗透氧化锆陶瓷颜色再现的相关研究[D];第四军医大学;2006年

，

本文编号：854484