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     

凝胶注模制备空心涡轮叶片陶瓷铸型的颗粒偏析控制

针对凝胶注模制备大尺寸空心涡轮叶片陶瓷铸型产生的颗粒偏析导致铸型均匀性降低、烧结产生变形甚至开裂等问题,以铸型高度方向上的密度变化为评价指标,主要研究了颗粒级配、固相含量、球磨时间、振动等因素对于铸型颗粒偏析的影响,并利用样品粒度分布和微观结构进行佐证。结果表明:当颗粒级配为40μm/5μm、固相体积分数为60%、浆料球磨时间为60min、充型时施加振动频率为60Hz、幅值为3mm时,陶瓷铸型密度梯度最小。成功制备了高度为150mm、上下密度梯度仅为0.89%(密度差异值为0.018g/cm3)的均匀陶瓷铸型,完全满足大尺寸空心涡轮叶片陶瓷铸型的均匀性要求。     

基于整体式陶瓷铸型的复杂零件快速铸造技术

传统的熔模铸造因其陶瓷铸型制备过程复杂、生产周期长、成本高,不适合单件、小批量生产及新产品试制.本文将光固化成形技术和凝胶注模成型技术结合在一起开发了一种面向复杂铸件整体式陶瓷铸型快速制备新方法.首先介绍了整体式陶瓷铸型快速制造过程,其次设计制造了与之相应的光固化树脂原型,制订了其热解工艺,并讨论了陶瓷铸型坯体干燥、烧结等问题,最后给出了空心涡轮叶片铸造实例,证实了新技术的可行性和有效性.     

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     

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.     

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.     

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 .     

凝胶注模制备氧化锆管工艺研究

采用凝胶注模成型工艺制备薄壁大长径比的氧化锆管,研究分散剂种类和用量及固相体积分数对浆料黏度的影响,以及成型和烧结条件对氧化锆管生坯和氧化锆陶瓷管质量的影响。结果表明,选用阴离子聚丙烯酰胺作为分散剂对浆料的降黏效果较好,当其含量为0.25‰时,能够显著降低浆料黏度;当浆料的固相体积分数为54%,成型后的坯体在60℃下保温3h烘干,可制备出结构均匀、精度较高的氧化锆管生坯,其在1550℃下烧结成瓷后密度高达5.99g/cm3。     

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.     

压力下真空密封铸造工艺研究

提出了一种新的铸造工艺压力下真空密封铸造,用这种工艺铸造出了薄壁、高精度、表面光洁的黑色金属铸件·试验表明,压力下真空密封铸造的铸型有很高的抗压强度,比高压造型铸型、V法铸型的抗压强度高3～4倍,可达650kPa以上;充型过程中压力下真空密封铸型的型腔内形成了较大的负压,在负压的抽吸作用下金属液有很强的充型能力·     

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.     

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.     

凝胶注模工艺制备莫来石泡沫陶瓷

采用凝胶注模工艺,在陶瓷浆料发泡的基础上,通过有机单体的原位聚合固化制备莫来石泡沫陶瓷．研究了工艺条件对纯单体溶液、发泡和未发泡悬浮浆料等不同体系聚合反应的影响．聚合反应过程的温度变化曲线分析表明,单体溶液或浆料的pH值、初始温度和组成对其聚合反应有显著影响．制备的泡沫陶瓷为开孔贯通泡沫体,体积密度为理论密度的8%-40％,气孔率可达到90％以上,平均孔径范围和孔径分布范围分别为50-300μm和30-800μm显微结构分析表明,泡沫陶瓷平均孔径和孔径分布取决于聚合反应引发时间和泡沫陶瓷体积密度．     

氧化铝多孔陶瓷凝胶注模成型研究

以TH-903为分散剂,刚玉粉体为基体材料,以碳粉为造孔剂,采用凝胶注模成型方法制备了多孔氧化铝陶瓷.研究了分散剂、球磨时间和固相含量对浆料粘度的影响以及造孔剂含量对多孔陶瓷性能的影响.结果表明:加入质量分数为2.5%的分散剂可制得低粘度、高固相含量的陶瓷浆料.成型后的坯体经1360℃烧结1h,可获得孔径分布均匀、高显气孔率及强度较高的产品.     

异丁烯-马来酸酐共聚物凝胶注模成型制备多孔氮化硅陶瓷

以不同粒径的氮化硅粉为原料,采用异丁烯-马来酸酐共聚物凝胶注模成型制备多孔氮化硅陶瓷,研究不同粒径氮化硅颗粒在异丁烯-马来酸酐共聚物水溶液中的分散性及氮化硅颗粒浆料的流变性能,对烧结样品的物相、微观形貌和结构以及介电性能进行表征与分析。结果表明：粒径小于0.5μm的氮化硅颗粒在异丁烯-马来酸酐共聚物水溶液中更易团聚而沉降,氮化硅颗粒浆料的黏度、切应力比粒径为1～3μm的氮化硅颗粒浆料的大;不同粒径原料制备的氮化硅陶瓷的主晶相为α-氮化硅和β-氮化硅,样品的烧结收缩率、密度差异较小,孔隙率约为20%,抗弯强度均大于400 MPa。     

琼脂凝胶注模成形不锈钢粉末浆料与生坯的性能

研究温度、琼脂质量分数、分散剂质量分数、固相体积分数等因素对浆料流变性质和生坯力学性能的影响规律,获得最优的凝胶注模工艺参数.在此实验研究基础上,对金属浆料的混合、分散、凝胶机理和生坯的烧结过程进行初步分析和探索.研究结果表明:粒径分布为2～30 μm的316L不锈钢粉末,应用聚乙烯醇为分散剂,控制溶液pH值为8.5～...     

中间相碳微球凝胶注模浆料流变性能的研究

以Tween 80为分散剂,制备中间相碳微球(MCMB)凝胶注模浆料.实验结果表明,浆料的流变性能随着固含量的增加,在不同分散剂量的条件下,均存在着相同的固含量临界点,此时浆料的流变性能突然下降;在固含量不变的条件下,随着分散剂Tween 80加入量的增加,浆料的流变性能越来越好,相对每一固含量,浆料的流变性能均存在一个合适的分散剂加入量;真空搅拌获得的浆料的流变性能优于非真空搅拌浆料,每一分散剂量,还对应另一个固含量临界点,超过此临界点,不适宜于用作凝胶注模浆料.分析了流变性变化的原因.     

凝胶注模工艺制备ZrO2陶瓷微球

采用凝胶注模工艺制备了二氧化锆陶瓷微球.以Y2O3稳定的氧化锆前驱体为原料,研究了分散剂、引发剂、pH值等对料浆性能的影响,确定了各项工艺参数.最后通过扫描电镜、X射线衍射、氮吸附等分析测试方法对样品的微观形貌、相结构及比表面积等进行了表征.     

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。     

PTC片式元件注凝成型工艺的研究

研究了注凝成型工艺在制备BaTiO3基PTC片式元件方面的应用,成功制备了高固相含量低粘度的BaTiO3基陶瓷浆料,讨论了注凝成型过程中的影响因素,考察了注凝成型生坯和陶瓷元件的微观结构及陶瓷元件的PTC性能,制备出了室温电阻在3～5Ω、温度系数为18％～19％、升阻比大于5的PTC片式元件．注凝成型所得PTC片式元件的电性能稍优于轧膜成型所得样品的电性能．