凝胶注模成型

摘要： 利用选择性激光烧结技术制备了隐式函数调控的三周期极小曲面连续网络结构多孔石墨骨架.采用凝胶注模成型技术制备的含有氧化铝固相体积分数为56％的陶瓷浆料与连续网络结构多孔石墨骨架复合,经冻干干燥和高温烧结后得到石墨/Al2 O3陶瓷导电复合材料.研究表明:当石墨含量一定时,制备的互穿网络结构石墨/Al2 O3陶瓷复合材料的电导率和抗压强度由连续网络结构石墨骨架的周期控制,周期越大复合材料的导电性和抗压强度越强.经二次固化、浸渍、碳化、烧结处理的石墨骨架的密度由0.59 g/cm3上升至1.24 g/cm3,导电率由0.0125 S/cm上升到183.80 S/cm,抗弯强度为20.34 MPa;石墨质量分数为6.85％时,互穿网络结构石墨/Al2 O3陶瓷导电复合材料的导电性可达146 S/cm,其抗压强度可达23.55 MPa.

摘要： 利用选择性激光烧结技术制备了隐式函数调控的三周期极小曲面连续网络结构多孔石墨骨架.采用凝胶注模成型技术制备的含有氧化铝固相体积分数为56%的陶瓷浆料与连续网络结构多孔石墨骨架复合,经冻干干燥和高温烧结后得到石墨/Al2O3陶瓷导电复合材料.研究表明:当石墨含量一定时,制备的互穿网络结构石墨/Al2O3陶瓷复合材料的电导率和抗压强度由连续网络结构石墨骨架的周期控制,周期越大复合材料的导电性和抗压强度越强.经二次固化、浸渍、碳化、烧结处理的石墨骨架的密度由0.59g/cm^(3)上升至1.24g/cm^(3),导电率由0.0125S/cm上升到183.80 S/cm,抗弯强度为20.34MPa;石墨质量分数为6.85%时,互穿网络结构石墨/Al2O3陶瓷导电复合材料的导电性可达146S/cm,其抗压强度可达23.55MPa.

摘要： 利用选择性激光烧结技术制备了隐式函数调控的三周期极小曲面连续网络结构多孔石墨骨架.采用凝胶注模成型技术制备的含有氧化铝固相体积分数为56%的陶瓷浆料与连续网络结构多孔石墨骨架复合,经冻干干燥和高温烧结后得到石墨/Al_(2)O_(3)陶瓷导电复合材料.研究表明:当石墨含量一定时,制备的互穿网络结构石墨/Al_(2)O_(3)陶瓷复合材料的电导率和抗压强度由连续网络结构石墨骨架的周期控制,周期越大复合材料的导电性和抗压强度越强.经二次固化、浸渍、碳化、烧结处理的石墨骨架的密度由0.59g/cm^(3)上升至1.24g/cm^(3),导电率由0.0125S/cm上升到183.80 S/cm,抗弯强度为20.34MPa;石墨质量分数为6.85%时,互穿网络结构石墨/Al_(2)O_(3)陶瓷导电复合材料的导电性可达146S/cm,其抗压强度可达23.55MPa.

摘要： MgAl_(2)O_(4)透明陶瓷具有优异的光学性能,但其较差的机械性能和成型过程中的水解问题限制了实际应用,通过组成设计MgAl ON四元尖晶石可以有效调节其综合性能。本研究采用凝胶注模成型、无压烧结和热等静压处理制备了一种具有宽光谱透过范围的新型Mg_(0.9)Al_(2.08)O_(3.97)N_(0.03)透明陶瓷,系统比较其与MgAl_(2)O_(4)透明陶瓷的光学性能和机械性能,分析了低应力下裂纹的缓慢扩展并预测使用寿命。研究表明:固相体积分数为50%的陶瓷浆料粘度最低,为124 m Pa·s,满足凝胶注模成型的需求;2 mm厚的Mg_(0.9)Al_(2.08)O_(3.97)N_(0.03)透明陶瓷样品在3.7μm处的直线透过率达86.2%,光学透过范围与MgAl_(2)O_(4)相比拟,折射率和阿贝数略高于MgAl_(2)O_(4);同时,该陶瓷具有和MgAl_(2)O_(4)相近的Weibull模数,尽管裂纹缓慢扩展系数比MgAl_(2)O_(4)小,但特征强度(210.6 MPa)和惰性强度(227.5 MPa)均高于MgAl_(2)O_(4)。包含少量N的MgAl ON尖晶石较好地克服了陶瓷粉体的水解问题,并在保持优越光学性能的前提下显著提高了透明陶瓷的机械性能。本研究为尖晶石型透明陶瓷的制备与性能的改善提供了新的途径。

摘要： 基于酚醛树脂-乙二醇凝胶体系,通过凝胶注模成型工艺制备了孔隙可控TiB2-C多孔坯体、其可用于制备硼化钛陶瓷复合材料,并探讨了陶瓷浆料的组成对TiB2-C多孔坯体孔结构和体积收缩率的影响.结果 表明,当分散剂PEG 400用量为1.5 wt.％时,陶瓷浆料粘度为363 mPa·s.浆料配方中乙二醇:混合树脂为1∶1、糠醇:酚醛树脂为2∶8、固化促进剂用量为6 wt.％、固相含量为70 wt.％时,所制备的TiB2-C多孔坯体的体积密度、开口气孑L率、相对密度和碳化后的体积收缩率分别为2.43 g/cm3、32.7％、61.1％和20.6％,坯体中形成了均匀分布的三维网状互通孔.

摘要： 基于酚醛树脂-乙二醇凝胶体系,通过凝胶注模成型工艺制备了孔隙可控TiB_(2)-C多孔坯体、其可用于制备硼化钛陶瓷复合材料,并探讨了陶瓷浆料的组成对TiB_(2)-C多孔坯体孔结构和体积收缩率的影响。结果表明,当分散剂PEG 400用量为1.5 wt.%时,陶瓷浆料粘度为363 mPa·s。浆料配方中乙二醇:混合树脂为1:1、糠醇:酚醛树脂为2:8、固化促进剂用量为6 wt.%、固相含量为70 wt.%时,所制备的TiB_(2)-C多孔坯体的体积密度、开口气孔率、相对密度和碳化后的体积收缩率分别为2.43 g/cm^(3)、32.7%、61.1%和20.6%,坯体中形成了均匀分布的三维网状互通孔。

摘要： 对基于低毒性海因环氧树脂体系的氧化锆凝胶注模成型技术进行改进和发展,研究固相体积分数对浆料流变性能、凝胶过程、生坯和烧结坯力学性能的影响规律,并研究高性能氧化锆陶瓷盖板制备方法.研究结果表明:浆料黏度随固相体积分数增加而增大,但即使固相体积分数高达55.0％,浆料黏度也仅为0.606 Pa?s,能够满足浇注成型的要求;当固相体积分数为52.5％时,烧结坯强度的Weibull模量达到最大值13.38,即微观结构均匀性最佳,采用该固相体积分数的浆料成功地制备了表面光滑、厚度仅为0.4 mm氧化锆陶瓷盖板.

摘要： 采用凝胶注模成型工艺制备固相含量10vol.％的95氧化铝多孔陶瓷.研究了添加ZnO晶须、ZrO2对95氧化铝多孔陶瓷的显微结构、气孔率、孔径分布及压缩强度的影响.结果 显示,添加ZnO晶须对95氧化铝多孔陶瓷烧结体的密度及孔隙率没有显著的影响,但可提高其强度,压缩强度由11.7 MPa提高至18MPa;而添加ZrO2会使95氧化铝多孔陶瓷气孔率急剧下降,密度提高,同时,也大幅度提高其压缩强度.制备出的添加20wt.％的10vol.％的95氧化铝多孔陶瓷压缩强度高于20.3 MPa.

摘要： 凝胶注模体系中单体含量对成型后素坯和烧结后陶瓷的性能都有十分重要的影响.以炭黑、碳化硅为主要原料,采用凝胶注模成型渗硅烧结的工艺制备Si/SiC复相陶瓷,研究单体含量在浆料配制、干燥成型、渗硅烧结等过程中产生的影响.研究结果表明,适当提高凝胶体系中的单体含量有助于减少干燥收缩,提高素坯及渗硅后陶瓷强度及致密度等;而单体含量过高则会导致浆料粘度增加、材料性能下降.

摘要： 本实验利用固相法合成高纯YAG粉体，系统研究了球磨时间、分散剂、引发剂含量、固化温度等工艺参数对YAG凝胶注模陶瓷浆料分散特性和固化过程的影响.同时也研究引发剂含量、浆料固化温度等工艺参数对YAG坯体和最终光学性能的影响。实验结果表明,利用凝胶注模成型工艺能够获得高透明YAG陶瓷,而且获得的样品具有致密、缺陷少,组分更为均匀的优点.

摘要： 以高纯纳米氧化铝为原料,以叔丁醇-水为溶剂,以共聚物Isobam为分散剂和交联剂,通过凝胶注模成型的方法制备了孔隙率为80％～85％的氧化铝纳米多孔陶瓷,并研究在最佳醇-水体积比(3∶7)条件下,Isobam的浓度对料浆流变性和烧结试样孔隙率、力学性能及隔热性能的影响.结果表明:Isobam的浓度为0.8％时(质量分数),料浆的粘度最低、分散状态最稳定.成型后的坯体经1000°C/1h烧结后,所得到的试样孔隙率最高(＞85％),孔径均匀分布在纳米尺度之内,热导率为0.06W·(m·K)-1,且经1350°C/1h烧结后,孔隙保留率仍为94.72％.

摘要： 利用凝胶注模成型工艺,在固定单体交联剂总质量的情况下,改变单体与交联剂的质量比例,制备出不同单体与交联剂比例的多孔氮化硅陶瓷.借助扫描电子显微镜、Archimedes法和三点弯曲法等方法研究了单体与交联剂比例对多孔氮化硅陶瓷的微观结构和基本力学性能的影响.结果表明,随着单体与交联剂比例的增大,试样的干燥收缩率增大;当单体与交联剂比例≥15时,试样排胶后出现开裂现象;当单体与交联剂比例<15时,随着单体与交联剂比例增大,烧成后的试样强度呈增大的趋势.

摘要： 采用凝胶注模成型技术和无压烧结工艺,通过调节Al2O3空心球添加量,成功制备出了性能优异的多孔Si3N4陶瓷.在保持固相含量为50％(质量分数)的基础上,研究了Al2O3空心球含量对多孔Si3N4陶瓷材料的孔隙率、物相组成和微观组织结构的影响,分析了力学性能与组织结构之间的关系.结果表明,通过改变Al2O3空心球的含量,制备得到孔隙率介于44.98％～51.02％的多孔Si3N4陶瓷:随着Al2O3空心球含量的增加,多孔Si3N4陶瓷的孔隙率先减小然后稍有增大,而弯曲强度和断裂韧性则先增大后减小,分别存在最大值(125.1±3.6) MPa 和(2.38±0.07) MPa·m1/2.

摘要： 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.

摘要： 硅酸锆作为一种复合氧化物材料具有高熔点,极好的化学和相稳定性以及低热导率,低膨胀系数和高抗震性等优点,在耐火材料、玻璃窑炉锆捣打料、浇注料、喷射料中得到了广泛应用.本实验拟采用一种新的凝胶注成型体系，只需要水溶性异丁烯马来酸醉共聚物(商业名称Isobam)一种添加剂，在空气室温下自发凝胶。结合直接发泡工艺，成功制备了多孔硅酸错陶瓷，同时研究了发泡剂用量对浆料流变性能的影响，探索了其显微结构、耐压强度等特性。

摘要： 采用模压成型、凝胶注模成型两种工艺制备环形UO2燃料芯块。通过不同条件下的压烧试验，得出由AUC流程转化的UO2粉末的弹性后效、烧结收缩率等特征参数；根据得到的参数设计了环形UO2芯块成型模具；采用该模具进行了环形UO2燃料芯块成型、烧结实验，制备出了满足技术要求的环形UO2燃料芯块。以N-羟甲基丙烯酰胺为凝胶体系，对UO2陶瓷凝胶注模成型工艺进行了探索；具体研究了高固相含量低粘度UO2浆料制备工艺、UO2生坯芯块的注浆成型工艺、环形UO2生坯烧结工艺等；在此基础上，着重考查了该工艺在制备更薄壁厚环形UO2芯块上的工艺可行性，分别制备了烧结后的壁厚为2.0mm和1.1mm环形UO2芯块。

摘要： 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各新方法。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。

摘要： 以叔丁醇为溶剂,采用凝胶注模成型方法,制备出防/隔热的摩尔分数为8%Y_2O_3-ZrO_2(8YSZ)多孔陶瓷.在浆料中初始固相含量固定为10%体积分数的基础上,研究了烧结温度对8ySZ陶瓷材料的气孔率、开气孔率、孔径尺寸分布及显微结构的影响,分析了压缩强度、热导率与结构之间的关系.通过改变烧结温度,所制备的8YSZ多孔陶瓷的气孔率为65%～74%,孔隙分布均匀,平均孔径为0.68～1.82μm,压缩强度为7.92～13.15 MPa,室温热导率[最低可达0.053 W/(m·K)],比相应的致密陶瓷[～2.2 W/(m·K)]低一个数量级,且随着气孔率的增加而降低.

摘要： 本发明提供了一种采用凝胶注模法成型硅石气凝胶粉体的方法，属于隔热材料制备技术领域。工艺为：配制含有有机单体、交联剂、分散剂以及硅石气凝胶粉料的比较稳定的悬浮液。在悬浮液中加入引发剂0.1～0.8体积%和催化剂0.1～0.35体积%；将混合均匀的悬浮液注入模具中并真空除泡1～5分钟，然后将装有悬浮液的模具放入温度为50～80°C的水浴中恒温15分钟～3小时，制得到固化的坯体。将坯体脱模、干燥、并进行热处理即可获得具有一定形状和强度的硅石气凝胶成型体。本发明的优点在于：与干压成型、热压铸成型和超临界干燥一次成型相比，该方法工艺简单，成本低，而且得到的硅石气凝胶成型体密度低、强度高、隔热性能良好。

摘要： 陶瓷气凝胶及通过凝胶注模成型制备陶瓷气凝胶的方法，它属于多孔材料领域。本发明解决了现有气凝胶在外力作用下气孔易坍塌破损、耐热温度低，及现有凝胶注模成型法制得多孔材料隔热性能差的问题。陶瓷气凝胶由陶瓷颗粒相互搭接形成三维骨架结构，气孔率为50％～90％，孔径为微米级，最可几孔径在3μm以下；陶瓷气凝胶采用凝胶注模成型工艺在低固相含量下不使用任何发泡剂和造孔剂制得。本方法产品具有孔尺寸分布均匀、轻质、耐热并隔热，强度高等特点，适宜于用作高温结构防热材料；其耐热温度1000°C～3000°C，压缩强度在1～50MPa。本发明方法工艺简单、流程短、可制备复杂形状制件，适于规模型工业化生产。

摘要： 本发明公开了一种利用N,N-二甲基乙酰基乙酰胺凝胶体系凝胶注模成型致密氧化铬耐火材料的方法，该材料由预混液、氧化铬粉体和二氧化钛粉体构成的陶瓷浆料注膜成型后经过生坯干燥脱脂、素坯高温烧结后形成的烧结体构成，其制备步骤包括：配制预混液、配制固相含量为50-53vol％的陶瓷浆料、注模成型、生坯干燥脱脂和素坯高温烧结，最终得到的烧结体即为致密氧化铬耐火材料。整个工艺过程不需要昂贵的等静压设备，不会产生对环境有危害的大量的粉尘。在优化的pH值和分散剂含量下，得到了分散稳定的低粘度的高固相含量的陶瓷浆料，当固相含量达到52vol％时，得到的密度和强度最高的致密氧化铬耐火材料。

摘要： 本发明公开了一种基于结冷胶凝胶的陶瓷凝胶注模成型方法，属于无机非金属陶瓷技术领域。本发明首先将陶瓷粉体、分散剂与水混合制备陶瓷浆料，然后真空除泡后在50~70°C水浴中保温10~20分钟；同时将结冷胶与水的混合物加热至70~80°C，制成质量分数为1~5%均一稳定的水溶液；将制备的结冷胶水溶液和质量分数为1~10%的含有钙离子或镁离子的水溶液添加到制备得到的陶瓷浆料中，搅拌5~10分钟；最后在无孔模具中制得陶瓷坯体；将陶瓷坯体经过烧结获得致密的陶瓷烧结体。本发明提供的方法经济、环保，操作简单，便于工业化生产，制得的致密的陶瓷烧结体性能优越，用途广。

摘要： 一种凝胶注模成型用凝胶组合物及其制备方法，属于凝胶注模成型技术领域。该组合物组成如下：使用含单个乙烯基双键的烷基丙烯酸酯作为聚合物单体，使用氧化还原引发体系引发剂作为引发剂，含2～5个乙烯基双键的烷基丙烯酸酯为聚合交联剂，使用有机溶液作为溶剂。聚合反应在氮气保护的环境下，保持在一定温度下进行。本发明的优点在于：由于采用了有机溶剂，杜绝了活波的金属粉末与水发生反应。同时由于采用了特殊结构聚合物单体使得本凝胶组合物所制得的坯体的强度较高。并采用了高效的引发剂和合适的聚合工艺使得聚合速度适宜注模和成型，并能得到机械性能良好的坯体。

摘要： 本发明属于陶瓷材料成型技术领域，具体是涉及一种陶瓷凝胶注模成型装置及注模方法，装置包括物料混合机构、加料机构和注浆机构，物料混合机构可以用于分散搅拌物料，通过加料罐和螺旋输送器向物料混合机构加料，加料完成后螺旋输送器调整位置，将加料罐与物料混合机构连通的通口封闭，进而对陶瓷浆料真空消泡，分散物料后不需要再转移到另外的真空消泡设备中，简化了生产设备，提高了生产效率；注浆机构驱动件二带动活塞缸的活塞往复运动，向模具注入上述陶瓷浆料，通过活塞运动的行程或往复运动的次数，可定量的向模具注入上述陶瓷浆料，陶瓷浆料从物料混合机构到注入模具没有暴露在空气中，避免增加浆料中气泡量，不需要二次消泡。

摘要： 陶瓷气凝胶及通过凝胶注模成型制备陶瓷气凝胶的方法，它属于多孔材料领域。本发明解决了现有气凝胶在外力作用下气孔易坍塌破损、耐热温度低，及现有凝胶注模成型法制得多孔材料隔热性能差的问题。陶瓷气凝胶由陶瓷颗粒相互搭接形成三维骨架结构，气孔率为50％～90％，孔径为微米级，最可几孔径在3μm以下；陶瓷气凝胶采用凝胶注模成型工艺在低固相含量下不使用任何发泡剂和造孔剂制得。本方法产品具有孔尺寸分布均匀、轻质、耐热并隔热，强度高等特点，适宜于用作高温结构防热材料；其耐热温度1000°C～3000°C，压缩强度在1～50MPa。本发明方法工艺简单、流程短、可制备复杂形状制件，适于规模型工业化生产。

摘要： 本发明公开一种纤维增强气凝胶隔热材料，所述纤维增强气凝胶隔热材料采用凝胶注模成型法制备而成，且所述纤维增强气凝胶隔热材料的制备原料包含以下成分：气凝胶粉体、耐火纤维、红外遮光剂和胶凝剂。本发明所述纤维增强气凝胶隔热材料，首次采用异丁烯和马来酸的交替共聚物作为凝胶注模成型法制备纤维增强气凝胶隔热材料的胶凝剂，不仅无毒，而且通过采用所述特定胶凝剂与其它原料按照特定比例配合，尤其是与一定比例的耐火纤维配合，能够有效提高纤维增强气凝胶隔热材料的最高使用温度，使得所述纤维增强气凝胶隔热材料的最高使用温度提高到800°C以上，拓宽了所述纤维增强气凝胶隔热材料的使用范围。

摘要： 本发明公开了一种利用N,N-二甲基乙酰基乙酰胺凝胶体系凝胶注模成型致密氧化铬耐火材料的方法，该材料由预混液、氧化铬粉体和二氧化钛粉体构成的陶瓷浆料注膜成型后经过生坯干燥脱脂、素坯高温烧结后形成的烧结体构成，其制备步骤包括：配制预混液、配制固相含量为50-53vol％的陶瓷浆料、注模成型、生坯干燥脱脂和素坯高温烧结，最终得到的烧结体即为致密氧化铬耐火材料。整个工艺过程不需要昂贵的等静压设备，不会产生对环境有危害的大量的粉尘。在优化的pH值和分散剂含量下，得到了分散稳定的低粘度的高固相含量的陶瓷浆料，当固相含量达到52vol％时，得到的密度和强度最高的致密氧化铬耐火材料。

摘要： 本发明公开了一种基于结冷胶凝胶的陶瓷凝胶注模成型方法，属于无机非金属陶瓷技术领域。本发明首先将陶瓷粉体、分散剂与水混合制备陶瓷浆料，然后真空除泡后在50~70°C水浴中保温10~20分钟；同时将结冷胶与水的混合物加热至70~80°C，制成质量分数为1~5%均一稳定的水溶液；将制备的结冷胶水溶液和质量分数为1~10%的含有钙离子或镁离子的水溶液添加到制备得到的陶瓷浆料中，搅拌5~10分钟；最后在无孔模具中制得陶瓷坯体；将陶瓷坯体经过烧结获得致密的陶瓷烧结体。本发明提供的方法经济、环保，操作简单，便于工业化生产，制得的致密的陶瓷烧结体性能优越，用途广。