精细陶瓷胶态成型新工艺

由于陶瓷的传统成型技术已经不能满足现代各工业领域的要求，新的成型工艺不断涌现。本文综述了精细陶瓷各种胶态成型方法，比较了它们的特点。重点介绍了近年来出现的四种净尺寸胶态成型方法，即凝胶注模成型，胶态振动注模成型，直接凝固注模成型，温度诱导絮凝成型。     

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.     

凝胶注模成型Yb:YAG透明陶瓷的微观结构和光学性能的研究

以共沉淀法制备的Yb:YAG粉体为原料,采用凝胶注模成型方法和真空烧结技术制备出了Yb:YAG透明陶瓷.通过扫描电子显微镜(SEM)对素坯和陶瓷的微观形貌进行了表征.结果表明,凝胶注模成型工艺所得的素坯致密度高,均匀性好;陶瓷晶粒排列紧密,晶界清晰无杂相,平均晶粒尺寸约为20nm.得到的透明陶瓷样品光学质量较好,在1064nm处直线透过率达到77%.表明凝胶注模成型是一种用来制备Yb:YAG透明陶瓷的有效的成型方法.     

空心涡轮叶片陶瓷铸型微细结构负压吸注充型工艺研究

为了提高在基于光固化成型技术的空心涡轮叶片型芯、型壳一体化陶瓷铸型制造方法中陶瓷浆料对微细复杂结构的充型能力和铸型结构的完整性,提出了负压吸注凝胶注模工艺方法。以某型号空心涡轮叶片的冷却通道微孔为研究对象,利用细长管道充型原理,分析了凝胶注模工艺制造陶瓷铸型的充型行为。采用仿真分析的方法,在不同进出口压力差下,对冷却通道微孔简化模型负压吸注的充型情况进行模拟仿真,得到合理的负压吸注进出口压力差参考值,通过负压吸注实验和工业微米X射线成相系统检测对仿真结果进行验证。最后,分析了负压吸注工艺对陶瓷铸型性能的影响。研究结果表明:当氧化铝基陶瓷浆料固相体积分数为60%、负压吸注的进出口压力差为0.03 MPa时,可实现空心涡轮叶片冷却流道微孔结构的凝胶注模完整无缺陷充型,并且可以提高陶瓷铸型坯体的致密度和强度。     

凝胶注模成型固化过程及其影响因素——陶瓷浆料凝胶点测定及其影响因素的研究

凝胶注模成型工艺中 ,凝胶点是表征陶瓷浆料固化机理的重要参数 .在陶瓷浆料固化过程中 ,浆料温度开始升高的转折点被称为凝胶点 ,它是浆料开始固化的标志 .凝胶点决定了陶瓷浆料浇铸的可操作时间 ,因此它的测定与调控对于控制整个工艺有着极为重要的作用 .本文采用自行设计的实验装置测定了氧化铝陶瓷浆料的凝胶点 ,并研究了不同工艺条件对凝胶点的影响机理     

水泵铜叶轮陶瓷型芯的快速制造工艺

以水泵铜叶轮为研究对象,探索复合陶瓷型芯制备工艺.利用快速成型技术制备出树脂原型,通过陶瓷浆料配制、硅胶软模翻制,实现铜叶轮陶瓷型芯的快速制备.实验结果表明：制备的复合陶瓷型芯尺寸精度高,能满足使用要求,尤其适用于小批量、形状复杂的铸件.     

国内期刊亮点

<正>提高空心涡轮叶片整体式陶瓷铸型中温强度的研究空心涡轮叶片是航空发动机、燃气轮机的关键部件之一。基于光固化快速成型的空心涡轮叶片整体式陶瓷铸型制造方法,可有效克服传统熔模铸造开模成本高、制造周期长等缺陷,但采用凝胶注模技术成型的陶     

凝胶注模-离心成型工艺制备孔梯度陶瓷

选用Al2O3粉体和单体为N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)的聚合体系配成浆料,结合凝胶注模和离心成型工艺的优点,制备出直径分别为12、18、30mm的具有一次成型孔梯度结构的管式Al2O3陶瓷坯体.采用扫描电镜(SEM)和压汞法对烧结后的试样进行了表征.结果表明:凝胶注模工艺的应用能有效降低离心过程所需要的离心速度,同时使坯体具有较高的强度而不易变形且脱模容易.     

Al2O3陶瓷凝胶注模成型工艺的研究

凝胶注模成型是一种原位成型工艺 ,该工艺是制备形状复杂、成分均匀和可靠性高的陶瓷材料的理想成型工艺。以降低Al2 O3陶瓷浆料的黏度和提高固相含量为重点 ,分别研究了pH值、分散剂、固相含量对浆料黏度的影响 ,以及固相含量对坯体抗弯强度的影响 ,并制备出固相含量 5 5 %、黏度 0 .69Pa·s的Al2 O3浆料 ,其坯体抗弯强度 3 1MPa .     

SiC-Sialon复相材料制备及高温性能

利用凝胶注模成型工艺和压力成型工艺制备SiC-SiMon材料。并比较两种成型方式制备的SiC-SiMon试样的高温性能及机理研究。     

高韧性复相陶瓷材料的仿生结构设计、制备与力学性能

从天然生物材料 (竹、木、贝壳等 )结构出发 ,提出了高韧性复相陶瓷材料仿生结构设计新思路及设计的基本要点 .针对仿贝壳珍珠层结构特征 ,采用轧膜或流延成型工艺 ,成功制备出仿贝壳珍珠层结构特征的Si3 N4 /BN层状陶瓷材料 .通过对该材料的结构参数和几何参数进行优化设计 ,可获得优异的力学性能 :断裂韧性在 2 0～ 2 8MPa·m1/ 2 ,断裂功高于 40 0 0J/m2 ,同时抗弯强度可保持在 5 0 0～ 70 0MPa .并分析了该材料具有高韧性的原因 ,提出了仿生结构陶瓷材料的增韧机制     

LaCrO_3-NiMn_2O_4复合陶瓷材料结构与性能的研究

将尖晶石型NiMn2 O4与钙钛矿型LaCrO3这两种电阻率较高的半导体陶瓷热敏材料以适当比例进行复合并经高温烧结后 ,其复合体电阻率大幅度降低 .应用XRD、XPS对复合体的结构及各元素内层电子结合能的位移进行了研究 ,分析了LaCrO3-NiMn2 O4复相陶瓷材料低B高阻的形成机制 .结果表明 :尖晶石型NiMn2 O4与钙钛矿型LaCrO3以适当比例进行复合 ,在高温烧结过程中两种结构的离子间发生了相互迁移 ,离子迁移的结果使钙钛矿相的LaCrO3转变为高电导相的La[Cr1-x-yNixMny]O3(0 相似文献   

SHS陶瓷内衬复合弯管一种自动化生产设备

:介绍一种制备SHS陶瓷内衬复合弯管的自动化生产设备 ,给出了其工作技术路线、功能实现方法以及用该设备生产出的陶瓷内衬复合弯管的组织与性能。实践证明以 89C5 2单片机为核心智能部件组成的点火、检测、控制与执行系统对实现陶瓷内衬复合弯管的工业自动化生产是可靠有效的 ,所制备的复合弯管内衬陶瓷壁厚均匀 ,组织性能可满足工程用管材的要求 ,从而为该技术的产业化提供了设备保证和技术支持。     

ZTA—SiCw—TiC复相陶瓷材料强韧化机理研究

四方氧化锆相变增韧、碳化硅晶须补强、碳化钛粒子弥散强化，同时引入一个新的陶瓷基复合材料系统中产生了叠加的强韧化效果。热压ＺＴＡ－ＳｉＣｗ－ＴｉＣ复相陶瓷材料与Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣｗ－ＴｉＣ相比具有更高的综合机械性能。碳化钛在基体中形成连续的骨架阻碍晶粒的长大，随着碳化钛含量的增加，基体的硬度明显增加。主要强韧化机理有相变增韧、晶须拔出、载荷转移、裂纹偏转等。基体的主要断裂方式为穿晶解理断裂。     

陶瓷镶块与铝合金全包容压铸连接的热应力分析

对陶瓷摇臂中陶瓷镶块与铝合金基体的连接方法进行了探讨,设计了倒楔角式的陶瓷镶块,采用铝合金压铸的方法将陶瓷镶块与铝合金基体连接起来,形成全包容的连接结构.对压铸过程中陶瓷镶块所受的热应力进行了分析,并与把柄式结构在压铸过程中陶瓷镶块的受力情况进行了比较,证明全包容倒楔角式陶瓷镶块在压铸后受压应力作用,从而极大提高了陶瓷镶块工作的可靠性.     

Al2O3/AlB12/AlN复相陶瓷的制备及其力学性能

以Al和B2O3为原料,采用高频感应加热方法制备出纯的Al2O3/AlB12/Al复合陶瓷粉体,然后在N2保护下1600℃热压烧结2h制备出Al2O3/AlB12/AlN复相陶瓷。采用XRD和SEM技术分别表征了Al2O3/AlB12/Al复合陶瓷粉的相和形貌以及Al2O3/AlB12/AlN复相陶瓷的相和断口形貌。采用三点弯曲法和压痕法分别测试了Al2O3/AlB12/AlN复相陶瓷的抗弯强度和断裂韧性。研究结果表明：由于室温下Al-B2O3体系的绝热温度大于1800K,因此可以采用高频感应加热方法点燃Al-B2O3体系,并制备出纯的Al2O3/AlB12/Al复合陶瓷粉体;Al2O3相和AlB12相是分别通过液-液反应机制和液-固反应机制生成;Al2O3/AlB12/AlN复相陶瓷的抗弯强度和断裂韧性分别为549.48MPa和5.96MPa·m1/2,分别比纯Al2O3陶瓷的350MPa和4MPa·m1/2高56.99%和49%,这可能是原位反应生成的细小AlN颗粒增强增韧了Al2O3基陶瓷。     

添加Al2O3--ZrO2复合粉改性氧化锆质定径水口及其损毁机理

通过添加溶胶-凝胶法制备的Al2O3-ZrO2复合粉,对陶瓷型和颗粒型氧化锆质定径水口进行改性.对比研究了陶瓷型和颗粒型定径水口改性前后物理性能,矿物相组成和显微结构的变化,并通过现场连铸实验对四种定径水口损毁机理进行了探讨.结果表明:相较于颗粒型定径水口,陶瓷型定径水口的显气孔率较低,体积密度和耐压强度较高,热震稳定性较差,抗侵蚀和冲刷性能较好.通过添加Al2O3-ZrO2复合粉改性后的定径水口显气孔率降低,体积密度增加,耐压强度提高,颗粒型定径水口的热震稳定性有了较大的提升,热震次数约为改性前的1.5倍以上.通过对连铸现场实际使用35 h后的残样分析发现,陶瓷型水口损毁主要是由于热震稳定性差导致使用时发生炸裂,炸裂产生的裂纹引起一定程度的剥落和扩径.未改性颗粒型定径水口由于强度低和显气孔率高,剥落和扩径更为严重,添加Al2O3-ZrO2复合粉改性后生成的镁铝尖晶石增强相大幅度提高了颗粒水口的热震稳定性和抗冲刷侵蚀性能,连铸现场使用后几乎未扩径.     

陶瓷/金属复合靶板侵彻问题的数值模拟

利用大型非线性有限元程序LS—DYNA,对陶瓷／金属复合靶板的侵彻问题进行数值模拟,研究了陶瓷面板中锥形破坏区的形成过程．金属背板的弯曲及撕裂过程和弹体的墩粗变形及弹头消蚀过程．给出了背板背面中点和弹体尾部的位置坐标随时间的变化曲线,并将模拟结果与理论模型分析结果和实验结果进行了对比,发现三者吻合很好．文中还分析了不同陶瓷面板和金属背板厚度比对复合靶板抗弹能力的影响,结果表明,要提高靶板的抗弹能力,一定存在一个最佳的厚度比,这一结论对复合靶板设计具有参考价值．     

复合钎料的研究进展

以复合钎料进行钎焊,对于异种材料的钎焊,特别是陶瓷和金属的钎焊是一种很有潜力的方法。在传统钎料中加入一定比例的各种形态的高温合金、碳纤维和陶瓷颗粒作为增强相所制成的复合钎料,具有合适的热膨胀系数,可有效降低因母材热膨胀系数不同而导致的钎焊接头处的残余应力,同时可提高钎焊接头的综合性能。按照传统复合材料的分类方式,从增强相尺寸的角度将复合钎料分为微米级增强复合钎料和纳米级增强复合钎料,分析复合钎料的特点及研究现状。通过分析不同尺寸增强相复合钎料对钎焊接头组织和力学性能的影响可知:与微米级增强复合钎料相比,纳米级增强复合钎料具有更加均匀且良好的组织结构,并能获得更高的接头强度。目前,有关纳米级增强复合钎料钎焊的增强机理尚未得到充分的研究,将成为今后研究工作的重点。