水基凝膠注模成型制備氧化鋁陶瓷薄板的工藝研究.pdf

1、水基凝膠注模成型工藝周期短，能近凈尺寸成型不同形狀的陶瓷，制備的陶瓷素坯強度高可機械加工，被廣泛用于各類陶瓷研究和生產。本課題選用丙烯酰胺單體和明膠大分子這兩種水基凝膠體系，制備氧化鋁陶瓷板。通過研究確定各體系成型時的最佳工藝參數，以制備內部結構均勻、力學性能優(yōu)良的氧化鋁陶瓷板。
　　對于丙烯酰胺單體體系，通過控制分散劑加入量、PH值、球磨時間制備出了固相含量高達54 vol％的氧化鋁懸浮液。實驗時，研究固相含量對坯體性能的影響，

2、由大量實驗確定坯體的干燥制度和排膠曲線，通過研究單體含量對陶瓷抗折強度和致密度及顯微結構的影響，確定最佳單體添加量，由燒結溫度對陶瓷微觀結構和力學性能的影響，確定最佳燒結溫度。結果表明，當固相含量54 vol%，分散劑含量1.2 wt%，PH=9，球磨時間6小時，單體含量2.7 wt%時，陶瓷素坯和燒結后的陶瓷性能最好，素坯抗折強度達到23.87 MPa、收縮率為1.99%。素坯經排膠后，在1640℃下燒結，測得陶瓷氣孔率為1.78%、

3、體積密度為3.64 g/cm3，抗折強度達到313.62 MPa，此時陶瓷致密度最高、性能最好。
　　針對明膠體系，控制分散劑添加量、PH值、球磨時間和明膠含量制備出適宜注模的氧化鋁懸浮液。測定固相含量與素坯力學性能及線收縮的關系，研究明膠含量及燒結溫度對陶瓷性能和微觀結構的影響。實驗結果：固相含量50 vol%，分散劑含量1.0 wt%， PH=9，球磨時間5小時，明膠含量4.5 wt%時，陶瓷素坯和燒結后的陶瓷性能最好，素坯抗

4、折強度達到5.69 MPa，收縮率為2.36%。在1640℃溫度下燒結，陶瓷氣孔率為3.24%、體積密度為3.60 g/cm3、抗折強度達到269.20 MPa，實驗條件下所得陶瓷致密度最高、性能最好。
　　由丙烯酰胺單體聚合體系所制備的氧化鋁陶瓷板內部微觀結構均勻性好，素坯強度高，可在素坯狀態(tài)下機械加工。最佳工藝條件下制備的陶瓷板致密度高，顯微結構均勻，幾乎不存在氣孔，該體系可推廣到工業(yè)化生產；而明膠大分子體系制得料漿的最高固相