SiC掺杂对中间相碳微球组织的影响

以Tween 80为分散剂,分别以丙烯酰胺和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为单体和交联剂,采用凝胶注模工艺,经过1000℃的埋碳烧结工艺,分别制备了掺杂SiC的中间相碳微球凝胶注模素坯和烧结体.研究SiC加入量对素坯和烧结体的影响.结果发现,当加入w(SiC)达到15%时,SiC具有明显的催化石墨化的效果.     

锆钛酸铅压电陶瓷材料凝胶注模成型

为制备凝胶注模成型所需的高固相低粘度的锆钛酸铅陶瓷浆料,分别用分散剂聚甲基丙烯酸铵和柠檬酸三铵进行试验.研究了分散剂聚甲基丙烯酸铵、浆料pH值和固相含量对浆料粘度的影响,实验结果表明该分散剂最佳用量为陶瓷粉体质量分数0.30%~0.45%、浆料最佳pH值8.5~11.0,此时可制备体积分数50%、粘度小于1 Pa.s,适于凝胶注模的稳定锆钛酸铅浆料.其中当分散剂质量分数为0.30%时,烧结陶瓷有较好的微观结构.同时,对干压成型中不同粘合剂的作用效果进行了比较.     

工艺参数对凝胶注模成型不锈钢坯体强度和烧结密度的影响

为了制备高坯体强度和烧结密度的凝胶注模成型不锈钢制件,研究了凝胶注模工艺参数包括预混液单体含量和单体/交联剂比例、浆料固相含量及引发剂加入量等对坯体抗弯强度及烧结体密度的影响规律.结果表明,对于316L不锈钢的凝胶注模成型,可同时获得较好的坯体强度和烧结密度的工艺条件为:预混液单体质量分数18%～22%,单体/交联剂比例90∶1～240∶1;浆料固相体积分数52%～55%;引发剂用量约为单体质量的0.8%～1.4%.最终获得坯体强度高于30.0MPa、烧结密度高于97%的复杂形状烧结不锈钢零件,其烧结体力学性能略低于粉末注射成型时的性能,但远高于美国MPIF标准.     

基于3D打印技术的分层凝胶注模制造工艺

针对在凝胶注模工艺中固相体积分数高的料浆因流动性而应用受限的情况,提出基于3D打印技术的分层凝胶注模制造工艺;采用3D打印技术分层在线制备模具,同步进行料浆的填充,以实现料浆的无流动填充或短距离填充。研究结果表明:上切面模具和竖直模具的腔体全部为无流动注模区域,下切面模具的腔体既包含无流动注模区域,也包含短距离流动注模区域;在下切面模具中,最大注模流动距离和模具分层厚度呈正相关,与模具的切片面角度呈负相关;当设定最大流动距离小于10 mm时,15°夹角和75°夹角模具对应的最大分层厚度分别为2.68和37.30 mm。     

高碳钢凝胶注模成形工艺

对高碳钢(碳的质量分数为1%)的凝胶注模成形工艺进行了研究. 采用该工艺制得质量分数为89%的注模性能良好的料浆,并用此料浆制备出复杂形状的高碳钢制品. 研究了烧结气氛对碳含量的影响. 结果表明:真空气氛烧结可以得到理想的含碳量;在分解氨气氛垫付石墨1200℃对坯体进行烧结,可得相对密度91%,抗弯强度400MPa,抗拉强度410MPa,组织均匀且形状复杂的高碳钢制品.     

伪半固态触变成形制备SiCp/Al电子封装材料的组织与性能

采用伪半固态触变成形工艺制备了40%、56%和63%三种不同SiC体积分数颗粒增强Al基电子封装材料,并借助光学显微镜和扫描电镜分析了材料中Al和SiC的形态分布及其断口形貌,测定了材料的密度、致密度、热导率、热膨胀系数、抗压强度和抗弯强度.结果表明,通过伪半固态触变成形工艺可制备出的不同SiC体积分数Al基电子封装材料,其致密度高,热膨胀系数可控,材料中Al基体相互连接构成网状,SiC颗粒均匀镶嵌分布于Al基体中.随着SiC颗粒体积分数的增加,电子封装材料密度和室温下的热导率稍有增加,热膨胀系数逐渐减小,室温下的抗压强度和抗弯强度逐渐增加.SiC/Al电子封装材料的断裂方式为SiC的脆性断裂,同时伴随着Al基体的韧性断裂.     

SiC颗粒特性对无压熔渗SiCp/Al复合材料热物理性能的影响

采用粉末注射成形-无压熔渗相结合技术制备出了电子封装用高体积分数SiCp/Al复合材料. 重点研究了SiC粒径、体积分数以及粒径大小等颗粒特性对所制备复合材料热物理性能的影响规律. 研究结果表明,SiCp/Al复合材料的热导率随SiC粒径的增大和体积分数的增加而增加;SiC粒径的大小对复合材料的热膨胀系数(CTE)没有显著的影响,而其体积分数对CTE的影响较大. CTE随着SiC颗粒体积分数的增加而减小,CTE实验值与基于Turner模型的预测值比较接近. 通过对不同粒径的SiC粉末进行级配,可以实现体积分数在53%～68%、CTE(20～100℃)在7.8×10-6～5.4×10-6K-1、热导率在140～190W·m·K-1范围内变化.     

凝胶注模成型刚玉-尖晶石多孔陶瓷的制备

为拓展凝胶注模成型工艺在多孔陶瓷制备中的应用,用粘度计对刚玉-尖晶石复合浆料的流变学特性进行研究,并采用萘、淀粉、聚乙烯醇作为造孔剂,用凝胶注模成型方法制备出一系列刚玉-尖晶石多孔陶瓷.经过排胶、烧结等步骤,并对成型坯体进行X-射线衍射法测定气孔率,最高气孔率为52.8%,体积密度为1.84 g·cm-3,说明凝胶注模成型是制备多孔陶瓷的有效方法.     

混料工艺对SiCp/AI复合材料SiC颗粒分布均匀性的影响

采用元素粉末法制备体积分数为12%的SiCp/2024Al复合材料,利用三维高效混料机混料,研究了混料工艺对SiC颗粒在基体中分布均匀性的影响.实验结果表明:球料比、混料时间和颗粒尺寸对SiC颗粒在基体中的分布均匀性有重要影响;球料比1∶2时,由于输入的能量较低,难于实现SiC颗粒在基体中的均匀分布;球料比5∶1时,随着混料时间的延长,SiC颗粒分布均匀性逐渐提高,达到一定时间后不再提高;当球料比5∶1,混料时间20h时,尺寸为3.5μmSiC颗粒在基体中分布均匀性最好,0.8μmSiC颗粒在基体中的分布则存在团聚现象.     

伪半固态挤压成形制备高体积分数SiCp/Al复合材料的性能

采用伪半固态挤压工艺制备SiC体积分数为40%、50%、65%的SiCp/Al复合材料,并对其微观组织和性能进行研究.结果表明:制备的高体积分数SiCp/Al复合材料中SiC颗粒分布均匀,铝合金填充在SiC缝隙中,形成致密组织.Mg和SiO2均能改善SiC颗粒与Al的界面润湿性,增加界面结合强度.所制得的φ(SiC)=65%的复合材料密度为3.11g/cm3,表面硬度为HB 108.5,抗折强度302.1 MPa,热膨胀率低于5.6×10-6/K,热导率为74 W/(m·K);SiC与Al基体界面的破坏以脱粘机制为主.