ZrO-,2-凝膠注模成型工藝研究.pdf

1、氧化鋯陶瓷是性能優(yōu)異的工程陶瓷材料之一，長期以來，受到了材料工作者的廣泛關(guān)注和深入研究。和其它工程陶瓷一樣，進二十年來，氧化鋯陶瓷的先進成型技術(shù)研究也成為主要研究熱點之一。本文以高耐腐蝕氧化鋯陶瓷水泵葉輪的研制為背景，對氧化鋯陶瓷材料的凝膠注模成型工藝進行了系統(tǒng)的研究。 低粘度高固相體積分?jǐn)?shù)懸浮液(陶瓷漿料)的制備是凝膠注模成型工藝得以順利實施的首要前提。本文以丙烯酰胺(CH3CONH2，簡稱AM)為單體，N，N'亞甲基雙丙烯酰

2、胺(C7H10N2O2簡稱MBAM)為交聯(lián)劑，工業(yè)化學(xué)分散劑E80為分散劑，制備了水體系氧化鋯陶瓷漿料。詳細(xì)研究了固相含量、分散劑用量、pH及單體濃度等對漿料流動性能的影響規(guī)律。研究表明，工業(yè)化學(xué)分散劑E80是氧化鋯粉體在AM單體溶液中充分分散的有效分散劑；在水體系中，按AM:MBAM=17:1，(AM+MBAM):水=18:85配制預(yù)配液，當(dāng)分散劑E80的添加量為漿料質(zhì)量的0.3％，pH=10.5時，可獲得固相含量為50vol.％，粘

3、度為300mPa-s的低粘度漿料。 以固相含量為50vol％的漿料為對象，以過硫酸銨(APS)為引發(fā)劑、N,N，N,N-四甲基乙二胺(TEMED)為催化劑，研究了在常規(guī)加熱和微波處理情況下漿料的固化行為。在常規(guī)加熱固化行為研究中，詳細(xì)討論了引發(fā)劑、催化劑及固化溫度對固化時間的影響。結(jié)果表明：其引發(fā)劑添加量小于漿料質(zhì)量1％、催化劑體積含量在漿料體積的0.4～0.5％范圍內(nèi)時，可以獲得常溫穩(wěn)定的低粘度漿料，而該漿料在60℃的溫度下加

4、熱時，固化溫度可控制在20～30min;采用固相含量為50vol％的漿料成功制備了陶瓷水泵葉輪。 在引發(fā)劑和催化劑保持常規(guī)固化時的比例情況下，對等體積的漿料采用不同功率的微波處理，討論了微波功率、微波處理時間等因素對漿料固化時間的影響，并對固化所得坯體的力學(xué)性能進行了分析。結(jié)果指出，對于固定體積的陶瓷漿料，微波輸出功率對陶瓷漿料的固化時間和坯體的強度有強烈的影響，在適當(dāng)?shù)妮敵龉β氏?，可以得到高密度、高強度的均勻陶瓷坯體；微波處理