出版時(shí)間:2008-10 出版社:化學(xué)工業(yè)出版社 作者:卜景龍 等 著 頁(yè)數(shù):137
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前言
凝膠注模盛開(kāi)工藝自美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室于20世紀(jì)90年代初發(fā)明以來(lái),一起是材料學(xué)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。國(guó)內(nèi)十多年前就對(duì)此工藝高度關(guān)注,清華大學(xué)黃勇課題組開(kāi)展了大量卓有成效的研究工作。隨后,北京航空材料研究院、鋼鐵研究半路出家、山東工陶院等進(jìn)行了應(yīng)用研究,均取得較好進(jìn)展。
內(nèi)容概要
凝膠注模成型工藝新技術(shù)于20世紀(jì)末由美國(guó)發(fā)明用于陶瓷的制備。該技術(shù)將傳統(tǒng)的陶瓷制作工藝結(jié)合有機(jī)單體聚合生成高分子的方法,利用有機(jī)單體聚合將陶瓷粉料懸浮體原位固化,之后經(jīng)過(guò)干燥、排膠、燒結(jié)等工藝過(guò)程制備復(fù)雜形狀的近凈尺寸陶瓷部件。該技術(shù)特點(diǎn)為:有機(jī)單體含量低,產(chǎn)品尺寸精度高,坯體強(qiáng)度高,可進(jìn)行機(jī)械加工,明顯優(yōu)于其他復(fù)雜形狀陶瓷部件的成型工藝,有機(jī)添加劑燒后不含殘留雜質(zhì),在高質(zhì)量、特殊形狀精密陶瓷元件生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。該工藝技術(shù)在陶瓷、耐火材料、粉末冶金等領(lǐng)域備受關(guān)注,已經(jīng)應(yīng)用到碳化硅、氮化硅、賽隆、氧化鋯、氧化鋁、鎂鋁尖晶石、金屬陶瓷等材料的研究與生產(chǎn)過(guò)程?! ”緯?shū)包括凝膠注模成型工藝導(dǎo)論,凝膠注模成型工藝常用粉體,A1203-MgO·nAl2O3復(fù)合材料,SiAlON—SiC復(fù)相材料,SIALON結(jié)合剛玉耐火材料的凝膠注模成型研究,凝膠注模成型超細(xì)二氧化鋯懸浮體的制備?! ”緯?shū)內(nèi)容豐富,技術(shù)先進(jìn),可作為高等院校無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)的教學(xué)參考書(shū),也可供材料領(lǐng)域科研院所及生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)人員參考。
書(shū)籍目錄
1 凝膠注模成型工藝導(dǎo)論1.1 凝膠注模成型工藝研究進(jìn)展1.1.1 凝膠注模成型工藝流程1.1.2 凝膠注模成型工藝的特點(diǎn)1.1.3 凝膠注模成型用凝膠體系1.1.4 幾種改進(jìn)型凝膠注模成型工藝1.1.5 凝膠注模成型工藝的應(yīng)用1.2 漿料的流變學(xué)性質(zhì)1.2.1 漿料的流變性1.2.2 影響漿料流變性的因素參考文獻(xiàn)2 凝膠注模成型工藝常用粉體2.1 剛玉2.1.1 剛玉(A1203)的晶體特征2.1.2 剛玉的性能2.1.3 剛玉的應(yīng)用2.2 鎂鋁尖晶石2.2.1 MgAl204(尖晶石)型結(jié)構(gòu)2.2.2 鎂鋁尖晶石(MgAl204)的性質(zhì)及應(yīng)用2.3 碳化硅的性能及應(yīng)用2.4 賽隆2.4.1 賽隆的物理化學(xué)性質(zhì)2.4.2 SiAlON的應(yīng)用2.4.3 SiAlON的研究進(jìn)展參考文獻(xiàn)3 A12 03-Mgo·nAl203復(fù)合材料3.1 A1203-MgO·nAl203復(fù)合材料的特性與應(yīng)用3.1.1 制備A1203-MgO·nAl203材料的原料3.1.2 制備A1203-MgO·nAl203材料的方法3.1.3 A1203-MgO·nAl203材料的特性3.1.4 A1203-MgO·nAl203材料的應(yīng)用3.2 A1203-MgO·1.35A1203復(fù)合漿料的流變性研究3.2.1 漿料制備3.2.2 性能測(cè)試3.2.3 粉體的表征3.2.4 分散劑對(duì)復(fù)合漿料流變性的影響3.2.5 pH對(duì)復(fù)合漿料流變性的影響3.2.6 Ca抖、Na+強(qiáng)度對(duì)漿料流變性的影響3.2.7 顆粒尺寸及分布對(duì)漿料流變性的影響3.2.8 制漿工藝對(duì)漿料黏度的影響3.2.9 小結(jié)3.3 A1203-MgO·1.35A1203復(fù)合漿料的制備3.3.1 漿料制備3.3.2 漿料制備與性能測(cè)試3.3.3 粉體特性對(duì)固相體積分?jǐn)?shù)的影響3.3.4 制漿工藝對(duì)固相體積分?jǐn)?shù)的影響3.3.5 pH值對(duì)固相體積分?jǐn)?shù)的影響3.3.6 分散劑對(duì)固相體積分?jǐn)?shù)的影響3.3.7 MgO對(duì)復(fù)合漿料固相體積分?jǐn)?shù)的影響3.3.8 單體和交聯(lián)劑對(duì)漿料固相體積分?jǐn)?shù)的影響3.3.9 低黏度、高固相體積分?jǐn)?shù)A1203-MgO·1.35A1203復(fù)合漿料的制備3.3.10 小結(jié)3.4 A1203-MgO·1.35A1203復(fù)合漿料的凝膠注模成型3.4.1 預(yù)混液組成的確定3.4.2 凝膠注模成型坯體的制備3.4.3 凝膠注模成型坯體制備條件的確定3.4.4 凝膠注模成型坯體制備的工藝條件控制3.4.5 小結(jié)3.5 含粗顆粒A1203-Mg0·1.35A1203耐火材料凝膠注模成型研究3.5.1 漿料中粗細(xì)顆粒比例確定原理3.5.2 漿料制備3.5.3 含粗顆粒漿料的流動(dòng)性測(cè)定3.5.4 坯體的制備、排膠與燒結(jié)3.5.5 抗渣性能測(cè)試3.5.6 漿料中粗顆粒與粉體的適宜比例3.5.7 分散劑最佳加入量確定3.5.8 有機(jī)單體和固相體積分?jǐn)?shù)對(duì)坯體密度的影響3.5.9 坯體的性能與顯微結(jié)構(gòu)3.5.10 材料抗渣侵蝕性能3.5.11 MgO助燒劑對(duì)材料性能的影響3.5.12 小結(jié)參考文獻(xiàn)4 SiAlON-SiC復(fù)相材料4.1 SiAlON—SiC懸浮體流變性研究4.1.1 漿料pH的確定4.1.2 影響懸浮體流變性的因素4.1.3 懸浮體流變性分析4.1.4 小結(jié)4.2 SiAlON—SiC復(fù)合材料坯體性能研究4.2.1 影響坯體性能的因素4.2.2 坯體的顯微結(jié)構(gòu)分析4.2.3 小結(jié)4.3 SiAlON—SiC制品燒結(jié)性能研究4.3.1 燒成制度的確定4.3.2 鋁硅細(xì)粉的塑性燒結(jié)及機(jī)理分析4.3.3 液相燒結(jié)機(jī)理4.3.4 制品的燒結(jié)熱力學(xué)研究4.3.5 制品的氮化動(dòng)力學(xué)研究4.3.6 Z值對(duì)制品燒結(jié)性能的影響4.3.7 溫度對(duì)制品燒結(jié)性能的影響4.3.8 顆粒組成對(duì)制品燒結(jié)性能的影響4.3.9 燒結(jié)助劑對(duì)制品燒結(jié)性能的影響4.4 不同成型方法的制品的性能對(duì)比研究4.4.1 性能測(cè)試4.4.2 試驗(yàn)結(jié)果和討論4.4.3 小結(jié)參考文獻(xiàn)5 SiAI0N結(jié)合剛玉耐火材料的凝膠注模成型研究5.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及實(shí)驗(yàn)方法5.1.1 固相原料的配制5.1.2 高固相含量懸浮體的制備和凝膠注模成型5.1.3 性能檢測(cè)5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析5.2.1 分散劑加入量、比率和pH值對(duì)懸浮體表觀黏度的影響5.2.2 SiAlON結(jié)合剛玉懸浮體的流變性和穩(wěn)定性5.2.3 SiAlON結(jié)合剛玉懸浮體流變模型的建立5.2.4 凝膠注模成型SiAlON結(jié)合剛玉耐火材料性能的研究5.3 小結(jié)參考文獻(xiàn)6 凝膠注模成型超細(xì)二氧化鋯懸浮體的制備6.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程6.2 性能測(cè)試6.3 結(jié)果與討論6.3.1 分散劑的選擇與用量6.3.2 pH的確定6.3.3 固相含量的確定6.3.4 研磨時(shí)間的確定6.3.5 料漿流變學(xué)特性6.3.6 坯體顯微結(jié)構(gòu)6.4 結(jié)論參考文獻(xiàn)
章節(jié)摘錄
1 凝膠注模成型工藝導(dǎo)論 1.1 凝膠注模成型工藝研究進(jìn)展 凝膠注模成型工藝于20世紀(jì)90年代初由美國(guó)人發(fā)明,起初用于陶瓷的制備。該工藝主要通過(guò)制備低黏度、高固相體積分?jǐn)?shù)的漿料,再將漿料中有機(jī)單體聚合使?jié){料原位凝固,從而獲得高密度、高強(qiáng)度、均勻性好的坯體。坯體經(jīng)過(guò)干燥、排膠和燒結(jié)等工序后,可直接制備出復(fù)雜形狀的近凈尺寸部件。由于該工藝先進(jìn),引起不少學(xué)者的重視,相繼對(duì)該工藝作了進(jìn)一步研究?! ?.1.1 凝膠注模成型工藝流程 凝膠注模成型工藝將傳統(tǒng)的陶瓷工藝與聚合物化學(xué)知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來(lái),將有機(jī)單體聚合成高分子的方法靈活地引入到陶瓷的成型工藝中,其工藝流程如圖1.2所示。該工藝成型的生坯強(qiáng)度很高(可達(dá)30MPa),能直接進(jìn)行機(jī)加工,明顯優(yōu)于其他復(fù)雜形狀陶瓷部件的成型工藝,這對(duì)燒結(jié)后很難加工的陶瓷材料來(lái)說(shuō)非常有益。該成型方法所用的添加劑可全部使用有機(jī)物,部件燒結(jié)后不含殘留雜質(zhì),是一種較為新穎的近凈尺寸成型技術(shù),可制作高質(zhì)量、形狀復(fù)雜的部件?! ≡摴に囀褂玫闹饕嫌校悍垠w、有機(jī)單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、催化劑、分散劑和溶劑。其工藝關(guān)鍵是要制備出低黏度且高固相體積分?jǐn)?shù)(>50%)的漿料,這可通過(guò)靜電排斥力或空間位阻穩(wěn)定作用實(shí)現(xiàn)。該工藝包括幾個(gè)過(guò)程:首先將粉體分散到含有有機(jī)單體和交聯(lián)劑的水溶液或非水溶液中,注模前加入引發(fā)劑和催化劑,充分?jǐn)嚢杈鶆虿⒚摎夂?,將漿料注入非孔模具中;然后在一定的溫度條件下引發(fā)有機(jī)單體聚合,使?jié){料黏度驟增,從而導(dǎo)致漿料原位凝固形成濕坯;接著凈濕坯脫模后在一定的溫度和濕度條件下干燥,得到高強(qiáng)度坯體;最后將干坯排膠并燒結(jié)得到致密部件。
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