HEMA单体体系下的铜粉非水基凝胶注模

本文主要研究了在以HEMA为单体的非水基凝胶体系中单体含量和交联剂含量对铜粉坯体性能的影响,以及单体含量对烧结体性能的影响,并且确定了最佳的单体含量以及交联剂含量,分别为36 Vol.%和3.6 Vol.%。此时烧结体的致密度为70.4%,体积收缩率为18.12%。

铜基材料非水基凝胶注模成形工艺的研究

利用自主开发的非水基凝胶体系制备了铜基材料,通过分析坯体的热重、差热曲线制定了合适的烧结制度,通过扫描电镜对烧结坯体的形貌进行观察,探究了烧结温度和保温时间对烧结的影响。结果表明,凝胶体系适合于铜基材料,坯体在980℃温度下保温3小时烧结状态较好。温度过低,胶体排除不净,影响粉末颗粒黏结;温度过高,则会导致颗粒熔化变形。保温时间过短,粉末未全部黏结;保温时间过长,则会使颗粒长大、合并,出现裂纹。

多孔FeAl非水基凝胶注模成形的可控固化

以铁粉及铝粉为原料,借助旋转粘度计研究了其非水基凝胶体系浆料的固化行为,以获得高质量的坯体。结果表明:引发剂用量、单体体积分数的增加以及固化反应温度的升高会使诱导期与反应期缩短;催化剂用量增加可以显著缩短诱导期时长,但对反应期的影响较小;与此相反,减小单体与交联剂体积比可以缩短反应期,但不改变诱导期的长短。结合浆料稳定性数据,通过调控引发剂及催化剂用量、固化反应温度、单体浓度和单体与交联剂体积比等影响因素,可以控制诱导时间在71~748s、固化时间在154~714s之间,从而实现不同尺寸要求和复杂程度产品的可控注模及固化。通过凝胶注模制备的多孔FeAl材料及制品孔隙结构均匀、开孔隙率为57.6%、孔径小于10μm、抗压强度可达40.7 MPa,满足烟气分离的需要。

凝胶注模成形制备铜锡多孔材料的研究

采用非水基凝胶注模工艺,对铜锡复合粉体进行了成形与烧结的研究。非水基凝胶注模的单体为甲基丙烯酸-2-羟基乙酯,溶剂为1,2-丙二醇,交联剂为二乙二醇丙烯酸酯,引发剂催化剂为过氧化苯甲酰-N,N-二甲基苯胺,分散剂采用聚乙烯比咯烷酮。制备出不同固相含量的悬浮液,经过凝胶成形与烧结,得到铜锡烧结多孔材料。探讨了坯体的性能、烧结过程中的收缩率、孔隙率、显微结构和力学性能。结果表明：经过脱模干燥后的坯体抗弯强度最大能达到12.76 MPa,坯体中的金属粉末颗粒均匀分散在有机三维骨架中,对于烧结多孔材料,随着固相含量的增加,烧结体密度增大,烧结收缩率降低,抗压性能提高。烧结试样孔隙率在20%～40%之间,烧结收缩率小于12%,抗弯强度最大为240 MPa,制备的烧结多孔材料孔隙分布均一、能制备复杂形状的部件。

MMA-粉煤灰漂珠体系凝胶注模成型制备陶瓷复合膜研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为有机单体,粉煤灰漂珠为骨料,采用非水基凝胶注模成型技术在支撑体表面制备膜层。主要考察了单体添加量对膜层的影响及烧结温度对陶瓷复合膜性能的影响。研究结果表明:混合浆料中MMA预聚液的质量分数为50%时,其黏度为1019.4m Pa·s,可以在支撑体表面聚合成膜。当烧结温度从950℃升高至1100℃,膜层的孔隙率下降,抗弯强度随之增强,耐酸碱腐蚀性大幅提升;复合膜的纯水通量和平均孔径显著下降,且提高烧结温度使孔径分布变窄。在1050℃下烧结2h,可以得到抗弯强度为38.2 MPa,平均孔径为0.86μm的陶瓷复合膜,其纯水通量为1061.9 L·m^(-2)·h^(-1),对聚乙二醇20000和分散大红染料分子的截留率分别达到31.7%和47.2%(0.2MPa)。

Effect of gelcasting conditions on quality of porous Al-Cu alloy

The porous A1-Cu alloy was prepared by the gelcasting process. And the effects of gelcasting conditions, such as monomer, the volume ratio of cross-linker and monomer, dispersant and redox initiating system on the height, gelling time and the quality of green body were investigated. （It was found that the dispersant and monomer played significant roles in the height and quality of green bodies, respectively.） The optimal conditions were 10% monomer, 2% cross-linker, 0.2% initiator （volume fraction）, and 1.2 g dispersant, in which the green body exhibited the best quality. The mechanisms of process conditions in eliminating the cracks and forming the pores of in the five stages were proposed. Mercury porosimetry provided a description of pore diameter ranging from 10 to 10000 nm and open porosity of 38.78 %.