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注凝成型耐腐蚀氧化铝陶瓷异形制品的研究

李安明  
【摘要】: 本文采用注凝成型技术制备耐腐蚀氧化铝陶瓷异形制品。研究了高性能注凝成型用氧化铝浆料的制备方法及坯体均匀性的获得途径,实验研究了pH值、分散剂、固相含量、颗粒粒度对浆料性能的影响,以及单体溶液浓度、固化反应温度、pH值、引发剂和催化剂加入量对固化反应速率及成型坯体均匀性的影响。通过研究,优化、确定了制品的制备工艺参数,并成功地制备出性能优良的耐腐蚀氧化铝陶瓷异形制品。 实验研究表明:氧化铝浆料在不同的pH值环境中,其浆料性能差别较大,选择弱碱环境(pH值为8~10)有利于粉料的分散。随着固相含量的提高,浆料的粘度提高。为获得流动性好的浆料,必须适当提高分散剂的加入量,但分散剂加入量超过一定限度后,反而起到相反作用。 以硝酸镁、硫酸镁、碱式碳酸镁形式引入MgO,会影响注凝浆料的流动性。而以天然矿石菱镁矿的形式引入,对浆料性能几乎没有影响。 随着单体溶液浓度、固化反应温度、引发剂和催化剂加入量的提高,凝胶固化反应速率快速增长。固化反应速率大,容易使坯体产生结构缺陷,因此控制固化反应速率对提高成型坯体的质量是至关重要的。 氧化铝陶瓷耐腐蚀性取决于制品显微结构的均匀性、制品的致密程度和晶界相的含量及组成等因素。结构均匀、致密的陶瓷制品耐腐蚀性强。腐蚀多发生在晶界部位,因此,提高氧化铝的含量,减小晶界相含量,可大大提高制品的耐腐蚀性。 坯体及制品的显微结构测试表明,浆料的分散程度对制品的显微结构影响明显。良好的分散状态可使制品显微结构均匀、致密,制品的耐腐蚀性优良。


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