氧化铝坩埚在注浆成型中的颗粒偏析调控

高性能坩埚的研究对高温合金的发展至关重要,鉴于坩埚制备过程中容易产生颗粒偏析导致坩埚微观结构不均匀、综合性能较差等问题,采用注浆成型法制备了高温合金熔炼用Al_(2)O_(3)坩埚,研究了分散剂、固相含量在注浆成型中对Al_(2)O_(3)坩埚颗粒偏析的影响,并结合颗粒偏析的理论分析进行探讨,以减少成型过程中颗粒偏析现象对坩埚造成的不良影响。当加入0.3 wt%柠檬酸铵和0.3 wt%阿拉伯树胶作为分散剂,固相含量为66 vol%时实现了注浆成型Al_(2)O_(3)坩埚中颗粒偏析的调控,制备的Al_(2)O_(3)坩埚结构均匀,可用于高温合金熔炼。

注浆成型碳化硅陶瓷材料成型工艺研究

碳化硅陶瓷材料是共价键极强的耐高温新型陶瓷,具备优良的综合物理化学性能,近年来已广泛应用于高新技术领域。本文采用注浆成型工艺制备高固含量低粘度碳化硅陶瓷,分析了注浆成型碳化硅陶瓷的工艺过程,粉体包覆改性,浆料制备,注浆素坯成型。为注浆成型碳化硅陶瓷相关研究提供一定的理论参考。

注浆成型SiC多孔陶瓷的工艺和性能研究

选用SiC颗粒作为多孔陶瓷的骨料材料,长石、石英、粘土组成的低共熔混合物形成晶界玻璃相结合剂,活性炭作为成孔剂,采用注浆成型工艺,对多孔陶瓷的性能进行了研究.SiC骨料颗粒的Zeta电位等电点对应的pH值为5.2,注浆浆料的pH值在8～12的范围内具有很好的流动性和稳定性;烧成温度的提高,使SiC多孔陶瓷的气孔尺寸分布范围缩小,但基本孔径不变;晶界玻璃相的高温粘性流动在SiC晶粒之间形成“桥架”结构,提高了两者之间的粘结能力;高温下,SiC颗粒的氧化产物参与晶界反应,生成新的针状莫来石相,使SiC多孔陶瓷的强度出现异常提高.

注浆成型螺纹桩接触面特性试验研究

为揭示新型注浆成型螺纹桩抗拔承载机制,对桩–土界面开展试验研究。借助自主研制的大型接触面剪切仪,量测普通桩土接触面与不同螺纹间距接触面的剪切应力与相对剪切位移关系,并观察桩土接触的破坏形态。试验研究表明,无螺纹桩–土界面产生平面形态破坏面,而螺纹桩–土界面呈现拱形曲线形态破坏;螺纹加固效应主要是增大桩土间的黏聚力从而提高桩土界面的抗剪强度;桩土界面上的螺纹间距存在某一最优值,可形成最大的拱形破坏面,从而螺纹桩–土界面将发挥最大抗剪强度。

无水乙醇注浆成型制备YAG透明陶瓷

以无水乙醇作为分散介质,采用注浆成型工艺和真空烧结技术制备了光学质量良好的YAG透明陶瓷.双面抛光、厚度为3mm的YAG透明陶瓷样品(烧结温度1800℃)在可见光范围内的直线透过率为79%左右,在近红外波段的透过率为80%左右,接近理论透过率84%.样品的平均晶粒尺寸约为30μm,晶界处和晶粒内部均无杂质和第二相存在,也几乎没有气孔的残留.采用无水乙醇做分散剂进行注浆成型是一种很有发展潜力的透明陶瓷成型方法.

自动注浆成型技术:一种新型三维复杂结构成型方法

自动注浆成型技术是一种材料直接成型技术.该技术以胶体为基本浆料,通过层叠方式注浆成型制备复杂三维结构,包括所有空间都被填充的无跨度器件和具有很大高宽比或者具有跨度(无支撑部分)的三维复杂结构器件.本文综述了这项技术的发展,重点介绍了水基胶体凝胶浆料的流变学理论基础和已有的应用.自动注浆成型技术提供了一种制备三维复杂结构的新方法,具有广泛的应用前景.

注浆成型工艺制备高耐磨氧化铝陶瓷(英文)

以氧化铝粉末为原料,采用注浆成型工艺制备高耐磨氧化铝陶瓷。采用正交设计的方法来优化胶态成型工艺参数,聚丙烯酸的加入量(质量分数)为1.0%,球磨时间为10h,pH值为11时浆料可达到最大的沉降高度。利用最佳注浆成型工艺,1200℃烧结1h和1540℃烧结2h制备的氧化铝陶瓷结构致密,晶粒大小均匀,微孔较小,体积密度为3.86g/cm3,硬度为11.02GPa,断裂韧性为3.31MPa·m1/2。氧化铝陶瓷烧结体的摩擦实验结果表明:在水润滑条件下的摩擦系数比在干摩擦时小得多,磨损量则较大。利用扫描电镜对干摩擦和水润滑条件下磨损实验后的氧化铝陶瓷的微观形貌进行了分析,发现在干摩擦条件下,主要是黏着脆性磨损;在水润滑条件下,主要是化学腐蚀磨损。

ZrB_2-SiC陶瓷的注浆成型与无压烧结

研究了以聚乙烯亚胺(PEI)为分散剂,ZrB2粉体在水相中的分散性能.结果显示ZrB2的等电点在pH为5.7,加入PEI后的等电点移到pH为11.5.以PEI为分散剂,在pH为8.0处制备了固含量达45vol%的ZrB2-20vol%SiC陶瓷浆料.采用注浆成型方法制备了相对密度为53%的ZrB2-SiC陶瓷坯体,并对其进行了无压烧结,同时研究了硼粉为烧结助剂对其致密化及性能的影响.结果表明:硼粉为烧结助剂,实现了ZrB2-SiC陶瓷的完全致密化的同时,也降低了ZrB2-SiC陶瓷的烧结温度,2100℃烧结3h后的陶瓷维氏硬度为(17.5±0.5)GPa,弯曲强度为(406±41)MPa,断裂韧性为(4.6±0.4)MPa·m1/2.

注浆成型螺纹桩抗拔承载特性的数值分析

注浆成型螺纹桩为一种利用施工工艺创新,结合钻孔灌注和二次注浆技术的新型螺纹抗拔桩型,目前已在软土地区开展应用。为了对其受力承载特性深入研究,使该桩型得到广泛推广,通过数值分析方法对其抗拔性能和承载机制进行了三维有限元数值模拟。首先,通过数值模拟桩-土界面室内大型直剪试验得到了有限元分析需要的桩-土接触面参数,而后将得到的参数带入注浆成型螺纹桩抗拔三维有限元数值模型,通过计算得到了不同距径比S/D(即螺距与桩径的比值)螺纹桩的抗拔荷载-位移曲线和轴力分布,并观察了抗拔过程中桩周土体塑性变形的发展。数值分析表明,螺纹桩与桩周土体的机械咬合作用增大了桩侧摩阻力,从而使桩体极限抗拔承载力较等截面圆桩提高约2~5倍;同时,其承载能力与桩体的S/D有关,当S/D取最优时,荷载-位移曲线的初始切向刚度最大,极限承载力最高,桩周土体形成的连续拱形破坏区域最大。

纳米ZrO_2粉末的悬浮流变特性与注浆成型研究

本文研究了纳米级ＺｒＯ２粉末的悬浮流变特性与注浆成型，结果表明纳米粉末具有不同于亚微米粉末的特性：纳米粉末悬浮性良好，但料浆呈触变性；具有低的最高含固量（对应于粘度５×１０－２Ｐａ·ｓ）５５ｗｔ％，低的生坯密度３６．４％，高的烧结收缩率３４％和较高烧结温度１６００℃．纳米粉末表面吸附大量紧吸附水使自由流动水份减小造成浆料含固量低，而紧吸附水不能被石膏模毛细管力排除又产生低生坯密度并导致高烧结收缩率．

以MnO_2-TiO_2-MgO为添加剂注浆成型低温烧结Al_2O_3陶瓷

采用注浆成型方法,通过加入MnO2-TiO2-MgO复相添加剂,在1350℃空气气氛中常压烧结,获得了相对密度最大为95.7%的氧化铝陶瓷。研究了MnO2-TiO2-MgO复相添加剂对氧化铝陶瓷显微结构与力学性能的影响。在添加质量分数为3%MnO2,0.5%MgO的情况下,比较添加不同质量分数的TiO2（1.0～3.0%）对氧化铝陶瓷烧结性能的影响。通过对比发现,该复相添加剂能有效降低氧化铝陶瓷的烧结温度,在同一温度下,随着TiO2的增加,烧结体密度也随之增加,强度也有明显差别。结果表明,1350℃下Al2O3＋0.5%MgO＋3%MnO2＋1.5%TiO2体系烧结效果最好,断口为沿晶断裂,无明显气孔,晶粒分布均匀,平均粒径为2μm,无晶粒异常长大现象。烧结体密度达到3.80g/cm^3,抗弯强度为243MPa。

羟基磷灰石料浆流变性及注浆成型工艺的研究

选用聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸、甲基纤维素等为分散剂,研究其用量对羟基磷灰石(HA)陶瓷料浆流变性能和电动特性的影响。结果表明:料浆都呈现出剪切变稀的假塑性流体特性,其中添加0.5%甲基纤维素的陶瓷料浆具有较高的Zeta电位值(70 mV),同时具有优良的流变性和触变性。并对不同分散剂稳定料浆改善其流变性能的可能机理做了初步的探讨。在此基础上,制得了高流变性和触变性的HA料浆,研究了双氧水发泡成型工艺所得的粗坯体及高温烧结体的显微结构。通过该工艺所获得的HA样品孔壁较薄,孔径分布均匀。

纳米ZrO_2－Al_2O_3复合粉末注浆成型与烧结行为研究

平均粒径为２０ｎｍ的ＺｒＯ_２添加５～１５ｖｏｌ％的粒径为２００ｎｍ的Ａｌ_２Ｏ_３粉末注浆成型与烧结特性表现出与普通微米及亚微米级粉末不同的特性：浆料具有较低的含固量，粘度为５厘泊时为５５ｗｔ％；浆料呈微弱触变性：生坯具有较低相对密度，仅为理论值的３５．５％；少量Ａｌ_２Ｏ_３（５～１０ｖｏｌ％）促进复合材料的烧结，但也伴随着Ａｌ_２Ｏ_３晶粒异常长大。上述现象归因于纳米粉末具有非常高的比表面，粉末表面吸附大量紧吸附水不能被石膏模所排除，而粉末巨大的表面能促进了烧结过程中的质点扩散。

卫生陶瓷压力注浆成型的泥浆性能研究

研究了卫生陶瓷压力注浆成型的泥浆性能 ,通过一系列试验 ,讨论了泥浆性能对压力注浆成型的影响。

传统硅酸盐泥浆的胶凝注浆成型工艺

研究了固相质量含量达76%～78%的硅酸盐陶瓷泥浆的制备方法。探讨了在上述高浓度泥浆中加入硫铝酸钙后泥浆的流变学性质的变化,硫铝酸钙在水中水解引起溶液电导率的变化,硅酸盐泥浆以及其主要组成成分的ζ电位随泥浆pH值的变化。在此基础上结合成型坯体的SEM形貌观察,提出了添加硫铝酸钙促使硅酸盐泥浆凝固的机理是钙离子向泥浆中释放,使泥浆的离子强度增大,引起泥浆中胶体颗粒的凝聚。以此为基础开发出泥浆的胶凝注浆成型工艺。通过测定成型素坯不同部位的孔隙半径分布,表明用该工艺成型的素坯内部密度分布均匀。

注浆成型法制备氧化铝陶瓷弯管

以氧化铝为主要原料,采用注浆成型法制备氧化铝陶瓷弯管。论文比较详细地研究了pH值、颗粒级配和有机粘结剂对产品性能的影响。结果表明:当pH值为1,粘结剂为2wt%获得的泥浆粘度最小;用颗粒大小4μm的100%α-Al2O3细粉制备的氧化铝陶瓷弯管气孔率最小、表观密度最大、显微结构最理想。

利用注浆成型法制备高强度氧化铝陶瓷的研究

研究了使用α-氧化铝微粉作为起始原料,以聚丙烯酸铵(PAA-NH4)为分散剂调配注浆成型用的浆料,采用注浆成型法制备出几乎没有缺陷的生坯,烧制出抗弯强度大于750 MPa的陶瓷体。探讨了分散剂添加量对浆料黏度的影响、浆料特性对生坯特性的影响以及烧结后样品的机械性能。注浆成型用浆料的特性是获得高强度氧化铝陶瓷的关键。经生坯特性(密度与微结构)观察、陶瓷体强度测试及破裂源检测提出一种浆料设计观点,即较佳的高分子分散剂添加量是达到饱和吸附以上但还未开始大量产生分子间架桥作用的浓度范围,此状态的浆料有助于增加粉体粒子之间的黏结,因而有效减少了生坯干燥过程中产生裂缝、缺陷的机率,促使陶瓷体强度得到明显提升。

片式BaTiO_3基PTCR注浆成型研究

研究了片式BaTiO_3基PTCR元件石膏模注浆成型工艺,通过控制pH值、粘合剂及分散剂的含量,获得具有较高固相比和较低粘度的浆料.在PVA和分散剂占粉料质量比分别为0.8％和0.4％且pH=9时,获得的浆料最高固相质量分数为80％(固相体积分数为55％).利用注浆成型能够通过模具尺寸及吸浆时间来控制膜厚的特点,成功制备出厚度为0.4mm且具有一定强度和密度的生坯,并考察了注浆成型瓷片的PTCR效应,且对成型过程中的一些现象作出了分析和讨论.

预烧结温度对注浆成型3Y-TZP齿科陶瓷可加工性的影响

基于注浆成型技术采用两次烧结法(预烧结—加工—最终烧结)制备3Y-TZP(3%(摩尔分数)Y2O3稳定ZrO2)齿科陶瓷材料,研究了预烧结温度对其收缩率、维氏硬度、断裂韧性和磨损量的影响,结合脆性指数和磨损量对其可加工性进行评价,并表征了最终烧结后3Y-TZP微观形貌和力学性能。结果表明,随着预烧结温度的提高,3Y-TZP的收缩率、维氏硬度和断裂韧性均增加,而单位面积磨损量下降;1 250℃预烧结的3Y-TZP脆性指数为244.6,高速涡轮牙钻钻孔后边缘清晰、无崩裂现象;1 500℃完全烧结后晶粒尺寸增大,维氏硬度为(9339.4±823.2)MPa,断裂韧性为(3.66±0.41)MPa·m1/2,可以满足齿科材料对力学性能的要求。

注浆成型ZrO_2/Al_2O_3材料的多变量分析

在ZrO_2/Al_2O_3系浆料性能研究的基础上,利用计算机统计分析方法,对注浆成型制备工艺中有关工艺因素间的相关关系因果关系、交互作用进行了分析。对浆料、坯体及烧结体性能间的关系进行了研究。