氧化铝陶瓷基板过孔的新型激光打孔工艺

陶瓷基板激光打孔一固有缺点即孔周围会形成大量不规则堆溅物。提出一种直接在凝胶注模成型陶瓷素坯上激光打孔的新工艺。Nd:YAG激光在氧化铝上打孔的研究表明,该方法能大大减少堆溅物的形成,从而得到分布致密、形状规则的微孔。

电泳沉积及其在新型陶瓷工艺上的应用

介绍了电泳沉积的特点、悬浮液的稳定机制、电泳沉积的机理及动力学原理,并对该技术在制备固体表面陶瓷涂层、孔状结构陶瓷、多层及复合结构、固体氧化物电池、纳米材料及纳米结构陶瓷上的应用进行了总结。

网状孔壁碳化硅基多孔陶瓷的制备及其颗粒物过滤研究

为了提高碳化硅基多孔陶瓷的过滤性能,以碳化硅粉体、氧化铝粉体、聚醚多元醇、多亚甲基多苯基异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺、稳泡剂硅油(阿拉丁)为原料,通过聚氨酯发泡技术,研制了三维(3D)网状孔壁结构的碳化硅基多孔陶瓷试样,并探索了料浆固含量(固相质量分数分别为45%、50%、55%和60%)对试样显微结构、物理性能和颗粒物过滤性能的影响。结果表明:1)随着固含量的升高,试样体积密度和常温耐压强度提高,显气孔率降低;2)聚氨酯发泡过程中产生的微孔会分布在陶瓷孔壁上形成网状孔壁结构,增大颗粒物与孔壁碰撞概率,提高试样的过滤效率;同时,网状孔壁结构还可以提高试样气孔贯通性,降低其压降;3)当固含量为55%(w)时,试样体积密度约为0.57 g·cm^(-3),显气孔率为79.2%,常温耐压强度为3.7 MPa;且对颗粒物的去除率高达91.2%,具有良好的再生性能。

含有石墨烯阵列的SiC基陶瓷材料的制备与力学性能

碳化硅陶瓷是一种重要工程材料,但具有一定的脆性,这限制了其进一步应用。二维石墨烯具有诸多优良特性,可以作为第二相对碳化硅陶瓷材料进行性能改善。然而石墨烯在陶瓷基体中存在分散性较差等问题,难以发挥其对陶瓷基体的改性作用。为解决以上问题,本工作以陶瓷有机前驱体聚碳硅烷和工业可膨胀石墨为原料,通过前驱体–纳米插层技术制备了少层石墨烯纳米片(GNPs)的体积分数分别为1%、3%和5%的SiC/GNPs陶瓷基复合材料。GNPs在SiC陶瓷基体中呈阵列态平行排布,显示出极高的取向性;随着GNPs含量增加,阵列中GNPs的间距依次递减,表现出一定的微观组织拓扑可调节性;加入GNPs显著提高了SiC陶瓷的断裂韧性,当GNPs含量为3%时,样品的相对密度为98.5%,抗弯强度为445 MPa,断裂韧性达到最高值5.67 MPa·m^(1/2),相比纯SiC陶瓷提高了40%,由GNPs引发的裂纹偏转与桥连是主要的增韧机制。而进一步提高GNPs含量,断裂韧性下降至4.37 MPa·m^(1/2)。这种含有石墨烯阵列的复合材料可以用于新型“结构–功能一体化”SiC基陶瓷器件的设计与开发。

先进陶瓷胶态成型新工艺的研究进展(英文)

总结了先进陶瓷胶态成型新工艺在清华大学的研究进展。简要介绍了几种高固相含量的浓悬浮体和高质量坯体的制备新技术,提出胶态成型新工艺固化机制的新见解。采用新工艺去除坯体中缺陷,实现高可靠性、复杂形状高性能陶瓷部件低成本的自动化、批量化制备,为先进陶瓷产业化铺平了道路。

水基流延工艺制备陶瓷材料的研究

流延法作为制备片层材料的重要工艺已经被陶瓷研究者广泛应用。但是,有机流延体系带来的环境污染、毒性及易燃性等问题已被社会所关注。因此,研究无毒、无污染的水基流延工艺已得到材料界的广泛重视。本文主要概述了国内外水基流延工艺的研究现状,重点介绍了PVA体系、丙烯酰胺凝胶流延体系、纤维素类粘结剂体系及乳胶体系的不同特点;从粘结剂、分散剂、增塑剂等多个角度分析了影响水基流延工艺的技术因素,并提出了很好的解决方法,最后介绍了乳胶体系水基流延工艺在制备片状或层状陶瓷材料方面的应用。

叔丁醇基凝胶注模工艺制备轻质、高强莫来石多孔陶瓷

以叔丁醇为成型溶剂,莫来石粉为起始原料,采用凝胶注模成型方法制备出轻质、高强莫来石多孔陶瓷.莫来石多孔陶瓷中的孔隙形成于干燥过程中叔丁醇的快速挥发,孔隙分布均匀且相互连通.随烧结温度升高,气孔率、开气孔率和比表面积分别由77.8%、76.0%和10.39m2/g下降到67.6%、65.5%和4.26m2/g,而抗压强度则由3.29MPa显著提高到32.36MPa,材料孔径大小受烧结温度影响较小,孔径尺寸呈单峰分布,且几乎所有的气孔都为开口气孔,透气度与孔径尺寸具有一致的变化关系.莫来石多孔陶瓷在高气孔率条件下仍然保持高强度的主要原因是材料中均匀的孔隙结构、孔径尺寸小且相对集中、以及因烧结颈的形成在空间上所表现出的一种颗粒搭接骨架结构.

制备工艺对La改性的Ca_3Co_4O_9基陶瓷热电性能的影响

利用常压烧结、冷等静压成型后常压烧结及热等静压烧结3种不同制备工艺,合成了(Ca0.9La0.1)3Co4O9热电材料。XRD分析表明:不同工艺制备的样品均为Ca3Co4O9相。样品的SEM照片显示:晶粒为片状结构;热等静压烧结制备的样品,其片状结构不明显,但致密度较之另外两种工艺大幅度提高,其相对密度为95%。制备工艺对(Ca0.9La0.1)3Co4O9热电材料Seebeck系数影响不大,但热压烧结样品能大幅度提高(Ca0.9La0.1)3Co4O9电导率。在一定温度范围内,随温度升高,功率因子大幅度增加,对于热压烧结的样品尤为显著。

Si_3N_4/BN层状复合陶瓷抗穿甲破坏实验研究

研究了Si3N4／BN层状复合陶瓷的抗冲击破坏及抗穿甲破坏行为.研究发现:在射钉枪的作用下,处于自由状态的Si3N4／BN层状复合陶瓷比Si3N4块体陶瓷具有更好的抗冲击破坏能力.在7.62mm口径穿甲燃烧弹的作用下,Si3N4／BN层状复合陶瓷的抗穿透能力比Si3N4块体陶瓷略有下降,但仍远远高于45号钢材,而且在实弹冲击后不会像Si3N4块体陶瓷那样整体破坏.

工艺条件对薄片陶瓷材料凝胶流延成型的影响

利用有机单体的聚合原理 ,成功进行了陶瓷薄片材料的凝胶流延成型。讨论了工艺条件对成型的影响。使用惰性气氛保护克服了单体聚合反应中的氧气阻聚问题 ,浆料在一定温度和气氛条件下能够顺利完成聚合反应。所成型的坯体具有良好的强度和柔韧性 ,在 15 5 0℃经 2h烧结 ,烧结样品显微结构均匀 ,没有发现晶粒异常长大现象 ,烧结体致密度达到 97.7%。

陶瓷注射成型超临界CO_2流体脱脂工艺研究

利用超临界CO_2流体萃取技术从陶瓷注射成型坯体中萃取有机粘合剂。对陶瓷注射成型中所使用的有机载体组分进行研究,对陶瓷注射成型超临界CO2流体脱脂的工艺条件进行了探索,研究了不同萃取压力,温度及时间对萃取率和陶瓷坯体脱脂质量的影响。结果显示利用40%～50%(质量分数,下同)非极性分子有机物石蜡(PW)与30%～40%极性分子有机物聚丙烯(PP)及20%硬脂酸(SA)组成陶瓷注射成型熔体中的有机载体,在压力P=30MPa,温度T=58℃的超临界CO2流体中脱脂可在较短的时间内获得无缺陷的陶瓷注射成型生坯。

扫描电子显微镜在新型陶瓷材料显微分析中的应用

简要介绍了扫描电子显微镜的工作原理;以铁电陶瓷为例阐述了这种检测仪器在新型陶瓷材料的显微结构分析、纳米尺寸研究及铁电畴的观测领域中的用途,说明了扫描电子显微镜与其他设备的组合以实现多种分析功能的发展趋势和陶瓷材料在扫描电镜分析时的几个常见问题。

先进陶瓷注射成型的脱脂工艺进展

陶瓷注射成型是一种可近净尺寸的成型工艺。它主要包括了四个阶段:混炼、注射、脱脂、烧结,其中脱脂是最复杂和最重要的环节。本文详细介绍了热脱脂、溶剂萃取脱脂和催化脱脂的脱脂原理,对于各种脱脂工艺优缺点进行介绍和比较,并且对这几种脱脂技术的研究与应用进展做了综述。

烧结工艺对石英质多孔陶瓷性能的影响

以石英砂为主要原料,采用液相烧结法,经半干压成型制备石英质多孔陶瓷。采用SEM对多孔陶瓷的显微结构进行表征。探讨了烧结温度、保温时间对多孔陶瓷孔隙率及断裂强度的影响。结果表明:随着烧结温度升高,保温时间延长,石英质多孔陶瓷的孔隙率下降、断裂强度不断增大;最佳烧结温度为1250℃,最佳保温时间为30min。在最佳烧结工艺条件下,制备得到高孔隙率陶瓷,孔结构单一且孔径分布较窄,平均孔径大约为12.41μm。

LOM制造工艺在陶瓷领域的应用研究

概述了国内外LOM (LaminatedObjectManufacturing)制造的研究进展 ,详细介绍了LOM制造工艺在陶瓷领域的应用。还介绍了水基流延法制备LOM用卷材的工艺 ,并预测LOM工艺在片状。

新型陶瓷刀具的发展与应用

回顾了陶瓷刀具的发展简况及其意义,重点介绍了Si3N4基和TiCN基复合陶瓷刀具的研制、性能和应用。复合Si3N4陶瓷刀具有较高的耐磨性和抗冲击性,特别适合于各类铸铁件的粗精加工,也能进行铣削、刨削等冲击力很大的加工,其切削效率可提高3～10倍;复合TiCN金属陶瓷刀具具有很高的硬度和耐磨性,特别适合于各类高硬高强钢(如淬硬钢等)的加工,可对高硬材料实现"以车代磨"干切削,免除退火工艺和冷却液,大幅度提高生产效率。新型复合陶瓷刀具已经在我国冶金、水泵、矿山机械、轴承、滚珠丝杠、汽车、军工等十几个行业得到应用。

压电陶瓷直线驱动器的设计与实验研究

提出一种新型的可直线运动的压电陶瓷驱动器。驱动器选用圆环形的压电陶瓷(PZT4),其外径10mm,内径4.5mm,厚0.8mm,陶瓷表面均匀分成4个扇形电极区,以"正、正、负、负"沿厚度方向极化。该驱动器定子采用棒板结合式结构,一个中轴的两端分别连接了两个对称的圆形平板,圆板与中轴相互垂直。两片陶瓷分别粘接在定子的两圆形平板外侧,对定子激振形成两圆平板的交替式跨步直线运动。驱动器整体外径12mm,长度10.6mm。采用有限元方法对驱动器的运动模态进行了仿真,通过谐响应分析计算了驱动器在X向和Y向的振幅,分析了驱动器的运行原理。实验结果表明:驱动器最佳工作频率在13.15kHz左右,驱动电压100Vo-p时驱动器的最高运行速度为34mm/s。该驱动器在小载荷、高精度精密定位等场合具有很好的实用化前景。

陶瓷高价反离子直接凝固注模成型工艺

陶瓷高价反离子直接凝固注模成型工艺是一种新的陶瓷胶态成型方法,其结合了直接凝固注模成型与经典胶体理论。本文系统阐述了陶瓷高价反离子直接凝固注模成型的理论基础、学术思想、实现方法及性能。最后根据该工艺目前的发展情况提出了今后研究的重点方向。

新型纳米氧化锆陶瓷的抗时效研究

目的针对新型纳米氧化锆复合陶瓷的抗时效性进行研究。方法将纳米氧化锆陶瓷原料中混入5wt%氧化铝(Al2O3)后经过冷等静压及高温烧结后制备出纳米氧化锆复合陶瓷样条,同时将单纯纳米氧化锆材料通过同样方式制备出陶瓷样条。然后将两组陶瓷样条在132℃、2bar的压力的煮锅中蒸煮累积30小时。然后对两组陶瓷样条进行弯曲强度测试、相结构分析(XRD)以及应用环境扫描电镜进行样条表面微观结构的对比观察。结果两组样条的抗弯强度经过时效处理后均有下降,TZ-3YS组平均下降345MPa,下降率为34.5%;TZ-3YS+5 wt%Al2O3组平均下降154MPa,下降率为16.4%。两组样条晶粒中单斜相所占比例在时效处理后均增加,但TZ-3YS组增加更明显。结论经过时效处理后,混有5wt%Al2O3的纳米氧化锆复合陶瓷在力学稳定性以及内部晶粒相变稳定性方面均明显优于单纯氧化锆陶瓷。

新型陶瓷刀具在超硬材料加工中的应用

Ｓｉ３Ｎ４基陶瓷刀具通过硬质颗粒弥散，使硬度和切削能力得到提高，能对传统刀具难以加工的一系 列超硬难加工材料进行顺利的切削。新型陶瓷刀具在轧辊、碴浆泵、矿山机械、轴承、汽车等领域 中得到了应用，提高了生产效率，降低了加工成本，促进了机械加工工艺的改革并带来很大的社 会经济效益。