先進陶瓷材料的注凝技術(shù)與應用

內(nèi)容概要

　　本書在第1章首先從陶瓷料漿流變學特性入手，簡要講述了水基料漿的一些基本知識，分析了影響陶瓷料漿流變學的主要因素。第2章介紹了丙烯酰胺體系水基陶瓷料漿的凝膠固化原理、方法及要點。第3章主要講述了注凝技術(shù)原理、特點以及注凝工藝所涉及的一些共有技術(shù)問題。在此基礎上，第4章～第11章分別具體介紹了注凝技術(shù)在多種陶瓷復合粉體合成以及在陶瓷零件坯體精密成型中的應用實例，每一章則涉及到注凝技術(shù)應用中需要注意解決的某些關(guān)鍵問題。書中各章節(jié)內(nèi)容可以自成體系，前后也有一定關(guān)聯(lián)。
　　本書主要內(nèi)容均為作者多年來關(guān)于注凝技術(shù)的應用研究和產(chǎn)業(yè)化方面的經(jīng)驗。適合于從事先進陶瓷材料研究和生產(chǎn)方面的科研人員、生產(chǎn)技術(shù)人員、相關(guān)專業(yè)高年級大學生及研究生閱讀，部分內(nèi)容也可作為企業(yè)制定相關(guān)工藝操作規(guī)程的依據(jù)以及生產(chǎn)工人的培訓教材，具有重要的實際應用參考價值。

書籍目錄

第1章 陶瓷料漿流變學特性及其影響因素
1.1 陶瓷料漿的流變學特性
1.1.1 料漿的穩(wěn)定分散性
1.1.2 料漿流變學性質(zhì)
1.1.3 陶瓷料漿流變特性的測量與表征
1.2 陶瓷料漿特性的影響因素
1.2.1 pH值的影響
1.2.2 分散劑的影響
1.2.3 固含量的影響
1.2.4 球磨工藝的影響
參考文獻
第2章 陶瓷料漿的凝膠固化及其影響因素
2.1 丙烯酰胺體系的聚合反應
2.1.1 凝膠體類型與結(jié)合力
2.1.2 丙烯酰胺水溶液的凝膠化
2.1.3 丙烯酰胺的毒性及安全防護
2.2 陶瓷料漿的凝膠固化方法
2.2.1 引發(fā)劑—加熱凝膠法
2.2.2 引發(fā)劑—催化劑凝膠法
2.2.3 氧化—還原凝膠法
2.3 影響料漿凝膠固化的因素
2.3.1 溫度的影響
2.3.2 引發(fā)劑和催化劑用量的影響
2.3.3 單體濃度的影響
2.3.4 氧化—還原劑用量的影響
參考文獻
第3章 陶瓷材料注凝技術(shù)的工藝要點
3.1 高固相含量料漿配制
3.1.1 料漿配比和體積密度的計算
3.1.2 料漿混磨配制工藝
3.1.3 多次加料技術(shù)
3.2 料漿的除氣處理
3.2.1 篩網(wǎng)過濾除氣
3.2.2 振動除氣
3.2.3 真空攪拌除氣
3.3 凝膠固化的氧阻聚問題及解決辦法
3.3.1 真空或氣氛保護凝膠固化
3.3.2 抗氧阻聚劑的應用
3.3.3 隔離空氣法
3.3.4 澆冒口的應用
3.4 凝膠坯體的干燥與收縮
3.4.1 凝膠坯體的干燥收縮過程
3.4.2 影響凝膠坯體干燥收縮的因素
3.4.3 介質(zhì)中脫水干燥技術(shù)
3.4.4 注凝坯體特性
3.5 有機物燒除工藝
3.5.1 凝膠坯料的熱重分析曲線及有機物燒除工藝
3.5.2 注凝廢料回收處理
參考文獻
第4章 凝膠固相反應法合成陶瓷粉體
4.1 固相反應法合成陶瓷粉體原理及存在問題
4.1.1 固相反應法合成陶瓷粉體
4.1.2 凝膠固相反應法合成陶瓷粉體
4.2 鈦酸鍶鋇陶瓷粉體
4.2.1 鈦酸鍶鋇陶瓷及對粉體原料要求
4.2.2 粉體凝膠固相反應合成工藝
4.2.3 原料特征及混磨與凝膠化處理效果
4.2.4 凝膠固相反應合成過程
4.2.5 最終球磨處理效果
4.3 偏鈦酸鎂陶瓷粉體
4.3.1 偏鈦酸鎂陶瓷粉體特點與用途
4.3.2 粉體合成工藝
4.3.3 凝膠坯體的脫水干燥
4.3.4 分體合成結(jié)果及影響因素
4.3.5 合成分體的性質(zhì)與應用
參考文獻
第5章 平面六角結(jié)構(gòu)鋇(鍶)鋅鈷鐵氧體吸波劑粉體
5.1 鐵氧體吸波劑材料
5.1.1 微波吸收劑
5.1.2 鐵氧體吸收劑作用機理
5.1.3 鐵氧體吸收劑晶體結(jié)構(gòu)
5.1.4 鐵氧體吸收劑材料參數(shù)的影響因素
5.2 鐵氧體吸收劑研究進展
5.2.1 尖晶石型鐵氧體
5.2.2 磁鉛石型鐵氧體
5.3 W平面六角結(jié)構(gòu)鐵氧體粉體合成制備工藝
5.3.1 成分設計與原材料
5.3.2 粉體合成工藝
5.4 制備工藝參數(shù)對粉體的相結(jié)構(gòu)與電磁性能的影響
5.4.1 煅燒工藝對粉體相結(jié)構(gòu)與電磁性能的影響
5.4.2 粉碎工藝對粉體相結(jié)構(gòu)與電磁性能的影響
5.4.3 熱處理工藝對粉體相結(jié)構(gòu)與電磁性能的影響
5.5 成分調(diào)整對粉體電磁性能的影響
5.5.1 Zn和Co比例的確定
5.5.2 以Sr取代Ba的研究
5.5.3 Fe含量的確定
5.6 粉體涂層的吸波性能
5.6.1 鐵氧體吸收劑的本征電磁參量與內(nèi)稟磁導率
5.6.2 吸收劑模擬電計算和單層吸收板測試
參考文獻
第6章 氧化釔部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷粉體的合成與應用
6.1 氧化釔部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷粉體及其現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)
6.1.1 氧化鋯陶瓷
6.1.2 對氧化鋯陶瓷粉體要求
6.1.3 氧化鋯陶瓷粉體現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)
6.2 粉體凝膠固相反應合成工藝
6.2.1 原料選擇與配比計算
6.2.2 預混磨工藝
6.2.3 料漿的快速凝膠化與干燥
6.2.4 煅燒合成工藝
6.2.5 粉體的研磨處理
6.3 凝膠固相反應法合成粉體的特點
6.3.1 合成粉體的相結(jié)構(gòu)
6.3.2 合成粉體性能指標
6.4 合成粉體直接滾制法生產(chǎn)TZP小球
6.4.1 氧化鋯陶瓷研磨介質(zhì)小球
6.4.2 氧化鋯陶瓷研磨介質(zhì)小球的制備方法
6.4.3 直接滾制法生產(chǎn)TZP小球
6.5 水基注凝法生產(chǎn)日用氧化鋯陶瓷刀
6.5.1 高品質(zhì)日用氧化鋯陶瓷刀
6.5.2 水基料漿注凝成型法生產(chǎn)氧化鋯陶瓷刀
6.5.3 影響氧化鋯陶瓷微觀結(jié)構(gòu)的因素
6.5.4 氧化鋯陶瓷性能及其影響因素
6.5.5 氧化鋯陶瓷刀的鋒利度和耐磨性
參考文獻
第7章 氧化鋁陶瓷基片水基注凝法生產(chǎn)技術(shù)
7.1 現(xiàn)有薄片狀陶瓷材料生產(chǎn)工藝簡介
7.1.1 軋膜工藝
7.1.2 流延工藝
7.2 水基料漿注凝法生產(chǎn)氧化鋁陶瓷基片
7.2.1 厚膜電路用96氧化鋁陶瓷基片的配方設計
7.2.2 氧化鋁陶瓷基片水基料漿注凝成型工藝
7.2.3 水基注凝法生產(chǎn)氧化鋁陶瓷基片關(guān)鍵技術(shù)
7.2.4 水基注凝法96氧化鋁陶瓷基片性能
7.2.5 水基注凝法生產(chǎn)氧化鋁陶瓷基片產(chǎn)業(yè)化
7.3 水基料漿流延凝膠法生產(chǎn)氧化鋁陶瓷基片
7.3.1 水基料漿流延凝膠法原理
7.3.2 水基料漿流延凝膠法黏結(jié)劑選擇及效果
7.3.3 水基料漿流延凝膠制備氧化鋁陶瓷基片的工藝過程
7.3.4 水基流延凝膠氧化鋁陶瓷坯片質(zhì)量的影響因素
7.3.5 水基流延凝膠成型坯片的微觀結(jié)構(gòu)
7.3.6 水基流延凝膠法氧化鋁陶瓷基片及其性能
參考文獻
第8章 注凝—熱壓法生產(chǎn)層狀陶瓷復合材料
8.1 層狀陶瓷復合材料研究進展
8.1.1 層狀陶瓷復合材料簡介
8.1.2 層狀陶瓷復合材料制備方法
8.1.3 層狀陶瓷復合材料力學性能
8.2 層狀碳化硅陶瓷復合材料
8.2.1 層狀SiC陶瓷復合材料制備工藝
8.2.2 SiC／W層狀復合材料的結(jié)構(gòu)與性能
8.2.3 SiC／BN層狀陶瓷復合材料的結(jié)構(gòu)與性能
8.2.4 SiC／BN層狀陶瓷復合材料的增韌機制
8.3 Al2O3／LaPO4層狀陶瓷復合材料
8.3.1 Al2O3／LaPO4層狀陶瓷復合材料制備工藝
8.3.2 Al2O3／LaPO4層狀陶瓷復合材料的性能及其影響因素
8.3.3 Al2O3／LaPO4層狀陶瓷復合材料斷裂過程中的裂紋擴展路徑
參考文獻
第9章 水基料漿注凝法制備軸類和管殼類陶瓷零件技術(shù)
9.1 軸類和管殼類陶瓷零件常用生產(chǎn)技術(shù)
9.1.1 等靜壓成型法
9.1.2 泥料擠制法
9.1.3 熱壓鑄法
9.2 水基料漿升液注凝法生產(chǎn)微電機用陶瓷軸
9.2.1 微電機用陶瓷軸及其現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)
9.2.2 升液注凝法成型陶瓷軸坯技術(shù)
9.2.3 注凝軸坯的無變形干燥技術(shù)
9.2.4 陶瓷軸的控形燒結(jié)技術(shù)
9.2.5 幾種工藝生產(chǎn)陶瓷軸的比較
9.3 水基料漿注凝法生產(chǎn)真空開關(guān)用氧化鋁陶瓷管殼
9.3.1 真空開關(guān)管
9.3.2 陶瓷管殼技術(shù)要求及其現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)
9.3.3 注凝成型模具設計與操作
9.3.4 管殼凝膠坯體的防變形干燥與燒結(jié)
9.3.5 注凝法制備陶瓷管殼需進一步解決的問題
參考文獻
第10章 半水基和非水基料漿注凝技術(shù)及應用
10.1 陶瓷材料的半水基料漿注凝技術(shù)
10.1.1 半水基料漿注凝技術(shù)原理及特點
10.1.2 半水基陶瓷料漿特性及其影響因素
10.1.3 半水基陶瓷料漿的凝膠固化與坯體溶劑脫除
10.2 半水基注凝法生產(chǎn)整體弧形氧化鋁防彈陶瓷面板
10.2.1 人體防彈衣防彈插板
10.2.2 整體弧形氧化鋁防彈陶瓷面板制備技術(shù)
10.2.3 半水基注凝法生產(chǎn)整體弧形氧化鋁防彈陶瓷面板工藝要點
10.2.4 半水基注凝法氧化鋁防彈陶瓷板的性能
10.3 陶瓷材料的非水基料漿注凝技術(shù)及應用
10.3.1 陶瓷材料的非水基注凝技術(shù)簡介
10.3.2 非水基注凝法制備氧化鎂一鈦酸鍶鋇壓控陶瓷基板
10.3.3 氧化鎂—鈦酸鍶鋇陶瓷基板的微觀結(jié)構(gòu)與性能
參考文獻
第11章 水溶性環(huán)氧樹脂體系發(fā)泡注凝法制備多孔陶瓷
11.1 多孔陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能
11.1.1 多孔陶瓷及其分類
11.1.2 多孔陶瓷的結(jié)構(gòu)
11.1.3 多孔陶瓷的性能
11.1.4 多孔陶瓷的應用
11.2 多孔陶瓷的制備方法
11.2.1 多孔陶瓷的常用制備方法
11.2.2 多孔陶瓷的新型制備方法
11.3 發(fā)泡注凝法制備高氣孔率多孔陶瓷
11.3.1 水溶性環(huán)氧樹脂及其固化劑
11.3.2 水溶性環(huán)氧樹脂體系注凝技術(shù)
11.3.3 發(fā)泡注凝法制備氧化鋁多孔陶瓷
11.3.4 影響多孔陶瓷結(jié)構(gòu)與性能的因素
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   他們用30％（體積分數(shù)）固含量料漿注凝獲得直徑為13.14mm，長徑比為4：1的圓柱狀試樣，分別置于室溫環(huán)境中（28℃）和浸入PEG400液體介質(zhì)中干燥180min。結(jié)果表明，PEG400液體介質(zhì)中干燥試樣在無形變的情況下安全失水35％，直徑均勻收縮至12.64mm，而室溫空氣中干燥試樣坯體失水率僅為l0％，且發(fā)生嚴重不均勻變形，中部收縮至l3mm，兩端收縮至12.7mm。根據(jù)這一情況，用43％（體積分數(shù)）固含量料漿注凝獲得直徑為l3mm圓柱試樣，先置于PEG400液體介質(zhì)中干燥180min，無變形脫去30％水分和總收縮率的90％左右均勻收縮，然后將試樣置于烘箱中，先于50℃烘120min，再于70℃烘若干小時，最終得到完全干燥而無變形的坯體。 我們嘗試了在乙二醇或聚乙二醇PEG一600介質(zhì)中對注凝坯體的干燥研究，結(jié)果則與上述研究有所不同。參閱圖10—9氧化鋁凝膠坯體在空氣、乙二醇以及聚乙二醇PEG—600中的短時失重過程曲線，試樣在空氣中可以緩慢連續(xù)失重，而在乙二醇或聚乙二醇PEG—600中8h總失重量僅能達到1％左右，之后不但不再失重，反而會有稍許增重現(xiàn)象，說明液體介質(zhì)部分置換了凝膠坯體中的水分，即在此類液體介質(zhì)中僅能達到極少量脫水干燥的效果。與其他人研究結(jié)果不同的原因可能與我們試驗中凝膠坯體固含量很高（體積分數(shù)56％）以及坯體中含有一定量乙二醇溶劑有關(guān)，對此可作進一步研究。但有一點值得肯定并具有實用價值，即水基凝膠坯體放進乙二醇或聚乙二醇液體介質(zhì)中被吸附1％左右的水分后可以迅速定型，有效減少了坯體進一步干燥過程中的變形問題。 3.4.4注凝坯體特性 1.坯體中的氣孔分布 成型坯體中氣孑L大小和分布對其后續(xù)燒結(jié)和最終瓷體微觀結(jié)構(gòu)有非常重要的影響，是衡量成型水平的重要參數(shù)。圖3—7為采用Autopore IV型壓汞儀測量不同固含量Al2O3水基料漿凝膠坯片排膠后內(nèi)部的氣孔分布情況。可以看出，注凝坯片中氣孔尺寸小而均勻，不存在大于400nm的大氣孔。實測得到，固含量為50％（體積分數(shù)）、53％（體積分數(shù)）、56％（體積分數(shù)）時，排膠后坯片內(nèi)部的平均孔徑分別為120nm、105nm和90nm，而從圖3—7中可以看到其中位孔徑分別為102nm、88nm和77nm，即提高料漿固含量可以顯著降低其注凝坯體內(nèi)部的氣孔尺寸。傳統(tǒng)干壓、等靜壓成型的陶瓷坯體氣孔分布一般在不同程度上均表現(xiàn)為多峰分布。相比之下，注凝成型陶瓷坯體的氣孑L分布均勻，且為較窄的單峰分布，這是注凝成型采用有機物原位聚合可控制反應來實現(xiàn)料漿凝固的緣故。因此，注凝成型是一種均勻性較好的原位凝固成型工藝，坯體氣孔分布窄且均勻，能有效克服燒結(jié)過程中的不均勻收縮，提高陶瓷制品的結(jié)構(gòu)均勻性和使用可靠性。

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