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胶态成型是制备高可靠性、多功能性、形状复杂陶瓷部件的有效方法。其成型过程可以较容易地避免坯体中团聚和空隙的产生,减少坯体的缺陷,改善坯体的均匀性,提高陶瓷部件的机械性能。陶瓷胶体系统的分散稳定性控制是胶态成型技术的关键。这不仅影响陶瓷坯体的成型、烧结性能,还影响最终陶瓷产品的质量。改善陶瓷粉体悬浮液的分散状态具有重要意义。目前的各种相关研究均是为了获得高流动性、高分散性、高稳定性、高固含量的陶瓷悬浮液。其中,针对同种颗粒组成的单元系统的研究非常充分,但是由不同陶瓷颗粒组成的多元系统的流变性研究则较为局限。本文重点研究了水基Al2O3/SiC二元悬浮体系的流变性能,以水基氧化铝、碳化硅及其二元复合悬浮液为研究对象,分别考察了pH值对单元和二元陶瓷悬浮液流变性能的影响,研究了离子强度、颗粒粒径分布、组分分数、分散剂添加量、添加途径等因素对体系分散稳定性的影响,并提出了二元系统基于粒径变化的稳定机理模型。 本文首先研究了不同pH值对水基Al2O3/SiC二元悬浮液流变性能的影响。pH3.0~6.0时,Al2O3、SiC颗粒带异种电荷,但在剪切速率0 s-1~300 s-1范围内二元体系相对于Al2O3和SiC单元体系获得更小的粘度。带异种电荷颗粒的混合在一定条件下分散性能得到改善。pH3.0~12.0,Al2O3/SiC系统的粘度变化趋势与Al2O3单元系统的相似,Al2O3组分的分散稳定性控制着Al2O3/SiC系统的分散稳定性。系统离子强度、颗粒粒径分布和组分分数变化时,实验结果的整体趋势无变化。其次,研究了颗粒粒径对水基Al2O3/SiC二元悬浮体系在未添加分散剂和酸性条件下流变性能的影响。pH3.0时,Al2O3处于分散状态,SiC处于絮凝状态,二元混合系统可以获得良好的分散稳定性;系统中Al2O3、SiC粉体质量比相同时,分散相氧化铝粒径越小,Al2O3/SiC系统的分散稳定性越好;Al2O3、SiC颗粒数比例相同时,小颗粒氧化铝组成的二元系统与大颗粒氧化铝组成的二元系统的分散效果相近;当两种颗粒粒径比与质量比在一定范围时,二元Al2O3/SiC悬浮液的分散性能可以优于Al2O3及SiC各自单元悬浮液。结果分析表明:二元Al2O3/SiC系统中,分散的氧化铝颗粒破坏了絮凝的碳化硅颗粒间的网络结构,阻止了碳化硅同种颗粒间的再次絮凝。氧化铝对絮凝的碳化硅起到分散的作用。二元混合体系中,氧化铝的颗粒数越多,体系的分散稳定性越好。二元系统的分散状态取决于分散相氧化铝颗粒与絮凝相碳化硅颗粒的相对粒径比与质量比。体系中,分散的一相(Al2O3)破坏另一相(SiC)的絮凝,最终达到相互促进分散的效果,使混合得到的二元系统分散稳定性更好。最后,研究了添加分散剂时Al2O3/SiC二元系统流变性能的变化。在pH9.0、添加分散剂时,流变性能相近的Al2O3、SiC单元体系混合得到的Al2O3/SiC二元系统的流变性能得到改善,这可能是分散剂PAA在Al2O3、SiC不同颗粒上吸附状态变化的结果。二元系统pH值和固含量变化后得到相同的实验结果。在系统分散剂添加量不饱和的情况下,随着球磨时间的增大,二元悬浮体系由于分散剂在不同颗粒表面吸附状态的改变而越来越不稳定。混料过程对二元体系也有很大的影响,这与二元体系中粉料本身的性质、分散所需PAA量等有很大的关系。同时,不同配料途径也会改变二元体系浆料的稳定性。可以使用较少的分散剂,通过改善配料途径来提高粉料表面吸附的均一性从而提高二元体系的稳定性。