凝胶注模成型制备高温结构陶瓷
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作者： 卜景龙等著
出 版 社：
出版时间： 2008-10-1字数： 312000版次： 1页数： 137印刷时间： 2008/10/01开本： 16开印次： 1纸张： 胶版纸I S B N ： 9787122024411包装： 平装内容简介
凝胶注模成型工艺新技术于20世纪末由美国发明用于陶瓷的制备。该技术将传统的陶瓷制作工艺结合有机单体聚合生成高分子的方法，利用有机单体聚合将陶瓷粉料悬浮体原位固化，之后经过干燥、排胶、烧结等工艺过程制备复杂形状的近净尺寸陶瓷部件。该技术特点为：有机单体含量低，产品尺寸精度高，坯体强度高，可进行机械加工，明显优于其他复杂形状陶瓷部件的成型工艺，有机添加剂烧后不含残留杂质，在高质量、特殊形状精密陶瓷元件生产中得到了广泛应用。该工艺技术在陶瓷、耐火材料、粉末冶金等领域备受关注，已经应用到碳化硅、氮化硅、赛隆、氧化锆、氧化铝、镁铝尖晶石、金属陶瓷等材料的研究与生产过程。
本书包括凝胶注模成型工艺导论，凝胶注模成型工艺常用粉体，A1203-MgOnAl2O3复合材料，SiAlON—SiC复相材料，SIALON结合刚玉耐火材料的凝胶注模成型研究，凝胶注模成型超细二氧化锆悬浮体的制备。
本书内容丰富，技术先进，可作为高等院校无机非金属材料专业的教学参考书，也可供材料领域科研院所及生产企业技术人员参考。
目录
1凝胶注模成型工艺导论
1.1凝胶注模成型工艺研究进展
1.1.1凝胶注模成型工艺流程
1.1.2凝胶注模成型工艺的特点
1.1.3凝胶注模成型用凝胶体系
1.1.4几种改进型凝胶注模成型工艺
1.1.5凝胶注模成型工艺的应用
1.2浆料的流变学性质
1.2.1浆料的流变性
1.2.2影响浆料流变性的因素
参考文献
2凝胶注模成型工艺常用粉体
2.1刚玉
2.1.1刚玉（A1203）的晶体特征
2.1.2刚玉的性能
2.1.3刚玉的应用
2.2镁铝尖晶石
2.2.1MgAl204（尖晶石）型结构
2.2.2镁铝尖晶石（MgAl204）的性质及应用
2.3碳化硅的性能及应用
2.4赛隆
2.4.1赛隆的物理化学性质
2.4.2SiAlON的应用
2.4.3SiAlON的研究进展
参考文献
3A12 03-MgonAl203复合材料
3.1A1203-MgOnAl203复合材料的特性与应用
3.1.1制备A1203-MgOnAl203材料的原料
3.1.2制备A1203-MgOnAl203材料的方法
3.1.3A1203-MgOnAl203材料的特性
3.1.4A1203-MgOnAl203材料的应用
3.2A1203-MgO1.35A1203复合浆料的流变性研究
3.2.1浆料制备
3.2.2性能测试
3.2.3粉体的表征
3.2.4分散剂对复合浆料流变性的影响
3.2.5pH对复合浆料流变性的影响
3.2.6Ca抖、Na+强度对浆料流变性的影响
3.2.7颗粒尺寸及分布对浆料流变性的影响
3.2.8制浆工艺对浆料黏度的影响
3.2.9小结
3.3A1203-MgO1.35A1203复合浆料的制备
3.3.1浆料制备
3.3.2浆料制备与性能测试
3.3.3粉体特性对固相体积分数的影响
3.3.4制浆工艺对固相体积分数的影响
3.3.5pH值对固相体积分数的影响
3.3.6分散剂对固相体积分数的影响
3.3.7MgO对复合浆料固相体积分数的影响
3.3.8单体和交联剂对浆料固相体积分数的影响
3.3.9低黏度、高固相体积分数A1203-MgO1.35A1203复合浆料的制备
3.3.10小结
3.4A1203-MgO1.35A1203复合浆料的凝胶注模成型
3.4.1预混液组成的确定
3.4.2凝胶注模成型坯体的制备
3.4.3凝胶注模成型坯体制备条件的确定
3.4.4凝胶注模成型坯体制备的工艺条件控制
3.4.5小结
3.5含粗颗粒A1203-Mg01.35A1203耐火材料凝胶注模成型研究
3.5.1浆料中粗细颗粒比例确定原理
3.5.2浆料制备
3.5.3含粗颗粒浆料的流动性测定
3.5.4坯体的制备、排胶与烧结
3.5.5抗渣性能测试
3.5.6浆料中粗颗粒与粉体的适宜比例
3.5.7分散剂最佳加入量确定
3.5.8有机单体和固相体积分数对坯体密度的影响
3.5.9坯体的性能与显微结构
3.5.10材料抗渣侵蚀性能
3.5.11MgO助烧剂对材料性能的影响
3.5.12小结
参考文献
4SiAlON-SiC复相材料
4.1SiAlON—SiC悬浮体流变性研究
4.1.1浆料pH的确定
4.1.2影响悬浮体流变性的因素
4.1.3悬浮体流变性分析
4.1.4小结
4.2SiAlON—SiC复合材料坯体性能研究
4.2.1影响坯体性能的因素
4.2.2坯体的显微结构分析
4.2.3小结
4.3SiAlON—SiC制品烧结性能研究
4.3.1烧成制度的确定
4.3.2铝硅细粉的塑性烧结及机理分析
4.3.3液相烧结机理
4.3.4制品的烧结热力学研究
4.3.5制品的氮化动力学研究
4.3.6Z值对制品烧结性能的影响
4.3.7温度对制品烧结性能的影响
4.3.8颗粒组成对制品烧结性能的影响
4.3.9烧结助剂对制品烧结性能的影响
4.4不同成型方法的制品的性能对比研究
4.4.1性能测试
4.4.2试验结果和讨论
4.4.3小结
参考文献
5SiAI0N结合刚玉耐火材料的凝胶注模成型研究
5.1实验过程及实验方法
5.1.1固相原料的配制
5.1.2高固相含量悬浮体的制备和凝胶注模成型
5.1.3性能检测
5.2实验结果和分析
5.2.1分散剂加入量、比率和pH值对悬浮体表观黏度的影响
5.2.2SiAlON结合刚玉悬浮体的流变性和稳定性
5.2.3SiAlON结合刚玉悬浮体流变模型的建立
5.2.4凝胶注模成型SiAlON结合刚玉耐火材料性能的研究
5.3小结
参考文献
6凝胶注模成型超细二氧化锆悬浮体的制备
6.1实验过程
6.2性能测试
6.3结果与讨论
6.3.1分散剂的选择与用量
6.3.2pH的确定
6.3.3固相含量的确定
6.3.4研磨时间的确定
6.3.5料浆流变学特性
6.3.6坯体显微结构
6.4结论
参考文献
书摘插图
1凝胶注模成型工艺导论
1.1 凝胶注模成型工艺研究进展
凝胶注模成型工艺于20世纪90年代初由美国人发明，起初用于陶瓷的制备。该工艺主要通过制备低黏度、高固相体积分数的浆料，再将浆料中有机单体聚合使浆料原位凝固，从而获得高密度、高强度、均匀性好的坯体。坯体经过干燥、排胶和烧结等工序后，可直接制备出复杂形状的近净尺寸部件。由于该工艺先进，引起不少学者的重视，相继对该工艺作了进一步研究。
1.1.1 凝胶注模成型工艺流程
凝胶注模成型工艺将传统的陶瓷工艺与聚合物化学知识有机结合起来，将有机单体聚合成高分子的方法灵活地引入到陶瓷的成型工艺中，其工艺流程如图1.2所示。该工艺成型的生坯强度很高（可达30MPa），能直接进行机加工，明显优于其他复杂形状陶瓷部件的成型工艺，这对烧结后很难加工的陶瓷材料来说非常有益。该成型方法所用的添加剂可全部使用有机物，部件烧结后不含残留杂质，是一种较为新颖的近净尺寸成型技术，可制作高质量、形状复杂的部件。
该工艺使用的主要原料有：粉体、有机单体、交联剂、引发剂、催化剂、分散剂和溶剂。其工艺关键是要制备出低黏度且高固相体积分数（50％）的浆料，这可通过静电排斥力或空间位阻稳定作用实现。该工艺包括几个过程：首先将粉体分散到含有有机单体和交联剂的水溶液或非水溶液中，注模前加入引发剂和催化剂，充分搅拌均匀并脱气后，将浆料注入非孔模具中；然后在一定的温度条件下引发有机单体聚合，使浆料黏度骤增，从而导致浆料原位凝固形成湿坯；接着净湿坯脱模后在一定的温度和湿度条件下干燥，得到高强度坯体；最后将干坯排胶并烧结得到致密部件。
……
