三维互穿网络结构石墨/莫来石陶瓷复合材料的制备工艺

首先利用选择性激光烧结技术快速制备三维多孔石墨骨架,随后对其进行二次固化、碳化、真空压力浸渍硅溶胶等后处理,再将低粘度高固相水基陶瓷浆料注入其中,经冷冻干燥、高温烧结后获得三维互穿网络结构石墨/莫来石陶瓷复合材料。结果表明,对多孔石墨骨架进行浸渍增强改性处理以及控制陶瓷坯体的干燥收缩率和烧成收缩率有利于保证三维复合材料的结构完整性,最终成功地制备出了抗压强度为28.28 MPa、导热系数为2.06 W·m^(-1)·K^(-1)、密度仅为1.23 g/cm^(3)的互穿网络结构石墨/莫来石陶瓷复合材料,其兼具有石墨相和陶瓷相的各自优点。

选择性激光烧结成型技术制备低导热高强度石墨陶瓷复合型

传统的水玻璃砂型回收利用率低,会对土壤环境造成严重碱性污染,为了消除污染源、减轻环保压力,采用选择性激光烧结成型技术快速制备一种低导热高强度石墨陶瓷复合型以替代水玻璃砂型。研究了热固性酚醛树脂粉末加入量对石墨陶瓷复合型素坯成型工艺性的影响,通过加入高纯硅粉和可膨胀石墨粉末对石墨陶瓷复合型的导热性能和抗压强度进行调控。结果表明:适当的酚醛树脂加入量有助于保证复合型素坯的成形精度和抗弯强度,石墨陶瓷复合型的抗压强度和导热系数随着硅粉加入量的增加而增大,而随着可膨胀石墨粉末的加入量的增加而减小。当酚醛树脂粉末、高纯硅粉和可膨胀石墨粉末加入量分别为30 mass%、25 mass%和1 mass%时,复合型具有较低的导热系数(1.89 W·m^(-1)·K^(-1))和较高的抗压强度(10.54 MPa),铸钢件浇铸实验表明新型石墨陶瓷复合型能够多次重复使用、安全环保、使用成本远低于传统的水玻璃砂型。