常见问题

注凝成型陶瓷行业吸引了极大的兴趣，因为它可应用不同性能的陶瓷材料形成各种复杂的陶瓷零件[1-4]。已经证明，通过该工艺可以大大的提高素坯的均匀性和结构的强度以及烧结后的力学性能[5-8]。注凝成型的主要操作步骤如下[9]。首先，在陶瓷粉末（如氧化铝或氮化硅等）中加入少量的凝胶引发剂、催化剂、单体、交联剂和烧结添加剂后，形成具有高固体容积负荷，低粘度的均匀悬浮状，从而达到彻底混合。第二，减小模铸造成热，形成原位聚合，保存所有陶瓷颗粒的凝胶网络。最后，素坯进行脱模、干燥和高温烧结。凝胶化过程对温度非常敏感。靠近模具表面的固化快，最初受热温度较高。不均匀的凝胶会导致素坯内应力的增长。据了解，在干燥或粘结时出现开裂的现象，通常是因为在成型过程中产生了内应力。这种压力对规模较大的陶瓷零件更为有害。因此，在凝胶注模成型过程中尽量减小坯体内部压力对制作大尺寸的陶瓷部件具有重要的意义。众所周知在所料行业，添加增塑剂通常是使聚合物的弹性模量降低，提高聚合物的弹性。通过这种技术的启发，添加各种塑化剂到悬浮液中，以减少在凝胶注模成型过程中对凝胶网络弹性模量的应向从而减少坯体的内应力。本实验主要研究的是增塑剂最佳用量对坯体开裂的影响。 原料主要采用下述材料：电导率为1.02μs· cm - 1的去离子水，丙烯酰胺（AM）为单体，亚甲基丙烯酰胺（MBAM）作为交联剂，(NH4)2S2O8 为引发剂，N,N,N’N’-四乙基乙二胺（TEMED）作为催化剂和柠檬酸铵作为分散剂。纯的商业三氧化二铝粉（由河南鑫源氧化铝厂，中国生产）。三种增塑剂分别采用：甘油，聚乙二醇[ -（CH2- CH2- O）n -]（PEG,平均分子重量6000）与聚乙烯吡咯烷酮与结构（PVP-K30）的结构如图1.所示。采用调幅(14 wt.%)和匹配滤波（0.6 wt.%）制备去离子水。该氧化铝粉末在预混料溶液中分散度为体积的50%。为了得到低粘度，加入干重1%的柠檬酸铵来解决分散的问题。甘油，聚乙二醇。PVP作为增塑剂过量加入。悬浮液球磨24小时，从而得到低粘度混合悬浮液。在150ml的烧杯中100ml压铸一个素坯（直径约5.6厘米）。在室温下干燥48h后，放入80℃的烘箱中达到恒重，从室温到600℃烧结40-50h。使用短焦距的数码相机对陶瓷坯体的裂缝进行检测。将干燥的素坯制作成尺寸为6.5 ×5.5 ×42mm的样条测量它的弯曲强度和弹性模量。