空心球包覆处理制备氧化铝多孔陶瓷

采用浆料浸渍法在氧化铝空心球表面包覆高岭土和滑石粉(质量比为2∶3),利用高岭土和滑石粉引入的MgO-SiO2-Al2O3作为助烧剂,采用干压成型工艺制备氧化铝空心球多孔陶瓷,研究了高岭土和滑石粉包覆量对氧化铝空心球多孔陶瓷性能的影响。结果表明:随高岭土和滑石粉包覆量的增加,氧化铝空心球多孔陶瓷的相对密度、收缩率、抗弯强度和断裂韧性先减小后增大;当滑石粉和高岭土包覆量为11.5%(质量分数)时,氧化铝空心球多孔陶瓷的相对密度、线收缩率、抗弯强度和断裂韧性均分别达到最大值0.77、26%、177MPa和3.08MPa·m1/2。包覆后的氧化铝空心球多孔陶瓷的抗弯强度是未包覆的3倍。包覆适量高岭土和滑石粉明显改善了氧化铝空心球的界面结合强度。     

水基凝胶注模成型工艺制备0.9Al2O3-0.1TiO2陶瓷的微波介电性能（英文）

采用水基凝胶注模成型工艺制备了0.9Al₂O₃-0.1TiO₂陶瓷.研究了烧结后的0.9Al₂O₃-0.1TiO₂陶瓷的微结构、相组成以及微波介电性能.通过采用合适的预烧温度（1200℃）和连续、缓慢的降温工艺来退火,成功消除了Al₂TiO₅第二相.和传统干压法相比,用水基凝胶注模成型工艺制备的0.9Al₂O₃-0.1TiO₂陶瓷具有较大的晶粒,较少的气孔和更加均匀的微结构.因此,用水基凝胶注模成型工艺制备的0.9Al₂O₃-0.1TiO₂陶瓷拥有更好的微波介电性能:ε_r=10.71,Q×f=20421GHz,τ_f=1.3×10^-6/℃,而用传统干压法制备的0.9Al₂O₃-0.1TiO₂陶瓷的微波介电性能为ε_r=10.89,Q×f=11938GHz,τ_f=1.4×10^-6/℃.     

基于粉末成形的激光增材制造陶瓷技术研究进展

陶瓷以其优异的热物理化学性能在航空航天、能源、环保以及生物医疗等领域具有极大的应用潜力。随着这些领域相关技术的快速发展, 其核心零件部件外形结构设计日益复杂、内部组织逐步走向定制化、梯度化。陶瓷具有硬度高、脆性大等特点, 较难通过传统的加工成形方法实现异形结构零件的制造, 最终限制了陶瓷材料的工程应用范围。激光增材制造技术作为一种快速发展的增材制造技术, 在复杂精密陶瓷零部件的制造中具有显著优势: 无模、精度高、响应快以及周期短, 同时能够实现陶瓷零件组织结构灵活调配, 有望解决上述异形结构陶瓷零件成形问题。本文综述了多种基于粉末成形的激光增材制造陶瓷技术: 基于粉末床熔融的激光选区烧结和激光选区熔化; 基于定向能量沉积的激光近净成形技术。主要讨论了各类激光增材陶瓷技术的成形原理与特点, 综述了激光选区烧结技术中陶瓷坯体后处理致密化工艺以及激光选区熔化和激光近净成形技术这两种技术中所打印陶瓷坯体基体裂纹开裂行为分析及其控制方法的研究进展, 对比分析了激光选区烧结、激光选区熔化以及激光近净成形技术在成形陶瓷零件的技术特征, 最后展望了激光增材制造陶瓷技术的未来发展趋势。     

煤系高岭土光固化浆料的流变性能EI北大核心CSCD

基于光敏树脂体系制备煤系高岭土光固化浆料,采用流变仪对浆料的流变性能进行表征,研究分散剂和增塑剂加入量对浆料流变性能的影响。结果表明:油酸作为分散剂具有降低浆料黏度的效果,当油酸加入量为高岭土粉体的1%(质量分数)时浆料的黏度最小,在该条件下40%(体积分数)高岭土浆料的黏度为49.56 Pa·s。加入增塑剂PEG-300能够进一步降低浆料的黏度,浆料黏度随着增塑剂加入量的增加而减小,当增塑剂加入量为光敏树脂的20%(质量分数)时40%(体积分数)高岭土浆料的黏度下降为19.77 Pa·s,已经能较好地满足浆料涂布的要求。采用流变性能优化的浆料进行光固化成形,经过排胶、烧结后得到复杂形状的高岭土陶瓷件。     

陶瓷光固化技术及其应用

陶瓷材料因具有高硬度、高强度、耐高温、抗腐蚀等优异性能，被广泛应用于航空航天、生物医疗等领域，但是应用于上述领域的复杂结构陶瓷的制造仍然是一个重要的挑战。增材制造技术通过逐层堆积材料的方式来获得实体，在制造复杂结构陶瓷方面具有传统成形方式所无法比拟的优势。在众多陶瓷增材制造技术中，陶瓷光固化技术因其理想的成形质量而受到广泛关注和重视。在介绍立体光固化、数字光处理这两种主流陶瓷光固化技术的原理和特点的基础上，系统地介绍和分析了立体光固化技术和数字光处理技术的研究现状、应用以及存在的问题。最后，对陶瓷光固化技术及其应用进行了总结和展望。     

点阵结构羟基磷灰石支架的数字光处理制备及性能EI北大核心CSCD

由创伤、骨肿瘤切除、交通事故等原因引起的骨缺损使骨支架的需求增加.增材制造技术在制造个性化复杂结构骨支架方面具有突出优势.采用数字光处理(DLP)技术成形出金刚石结构、菱形十二面体结构和八角桁架结构3种点阵结构的羟基磷灰石[Ca_(10)(PO_(4))6OH_(2),HA]陶瓷素坯,进而成功烧结出孔隙率为70%的3种点阵结构HA陶瓷支架,烧结后孔径最小为200~300μm.结果表明,1300℃烧结后的HA陶瓷部分分解为了β-磷酸三钙,且陶瓷晶粒之间结合致密.力学强度模拟与实际结果相符,八角桁架点阵结构的平均抗压强度最大,为3.16 MPa.经体外细胞实验表明,HA陶瓷骨支架表面有利于骨间充质干细胞(rBMSCs)良好的铺展粘附,DLP制备的HA陶瓷具有良好的生物相容性.DLP技术成形高精度点阵结构HA陶瓷骨支架在骨组织工程中有望得到广泛的应用.     

磁性多层膜系统自旋重取向行为的Monte Carlo模拟

依据Heisenberg模型，利用Monte　Carlo方法模拟了磁性多层膜系统的自旋重取向行为，研究了各向异性、偶极相互作用以及外磁场对系统自旋取向的影响。通过模拟计算，获得了系统组态、磁分量等随偶极相互作用、外加磁场和温度的变化规律，重点研究了磁性多层膜系统在外磁场作用下的磁滞现象。     

冷等静压压强对激光选区烧结制备多孔SiC(w)/Si3N4陶瓷性能的影响

利用激光选区烧结(SLS)技术制备多孔SiC_((w))/Si_3N_4陶瓷素坯,对素坯进行冷等静压(CIP)处理以改善其性能,探索CIP压强对SLS制备的多孔SiC_((w))/Si_3N_4陶瓷性能的影响。以Si_3N_4为原料,加入10%(质量分数)的SiC晶须,制备出适用于SLS的复合粉末,利用最佳SLS成型参数打印4组素坯,分别进行压强为100、150、200和250 MPa的CIP处理,经排胶及高温气氛烧结后得到多孔SiC_((w))/Si_3N_4陶瓷。结果表明:随着CIP压强增大,素坯孔隙率减小,抗弯强度增大,而陶瓷的收缩率增大,孔隙率减小,抗弯强度增大。SiC_((w))/Si_3N_4多孔陶瓷在250 MPa下性能最优,其Z方向收缩率、孔隙率和抗弯强度分别达到35.32%、41.19%和18.6 MPa。     

浆料固相含量对数字光处理成形SiO2基陶瓷性能的影响

随着国内外航空航天事业的快速发展,硅基陶瓷型芯在制备发动机涡轮叶片中起到越来越重要的作用。本工作以氧化硅(SiO₂)粉末和硅酸锆(ZrSiO₄)粉末为原材料,通过数字光处理技术(Digital light processing, DLP)制备SiO₂基陶瓷,主要研究了陶瓷浆料固相含量对DLP成形SiO₂基陶瓷微观组织和性能的影响。随着陶瓷浆料固相含量(体积分数)从50%增加到65%,SiO₂基陶瓷中由石英玻璃转变形成的方石英含量逐渐下降,烧结件的晶粒孔隙逐渐减少。DLP成形SiO₂基陶瓷的径向收缩率由4.65%下降至1.61%,轴向收缩率由8.35%下降至4.17%;而SiO₂基陶瓷的体积密度逐渐提高,气孔率逐渐减小,抗弯强度逐渐上升。最终确定陶瓷浆料的最佳固相含量为65%,此时SiO₂基陶瓷的气孔率为25.4%,室温抗弯强度为9.3 MPa,满足硅基陶瓷型芯的性能要求。     

以氨化碱式氯化锌为前驱体制备花状多孔氧化锌

用化学沉淀法结合后续的煅烧工艺制备了三维花状多孔氧化锌.用XRD、FE-SEM、TG-DTA和BET对产物进行分析.沉淀法制得的前驱体为花状氨化碱式氯化锌(Zn5(OH)8Cl2·xH2O·yNH3,记为ZHC-NH3),ZHC-NH3是氨分子插入到碱式氯化锌(Zn5(OH)8Cl2·H2O,记为ZHC)层状结构的层间所得的产物.通过水浴加热可以除去层间氨分子,得到ZHC纯相.ZHC-NH3前驱体花状结构的直径在80～ 150 μm之间,是由很多互相穿插的纳米片组成,纳米片的厚度为～ 100 nm,直径为～20 μm.ZHC-NH3经过煅烧,释放出H2O、NH3和HCl等挥发性气体,得到多孔的氧化锌.这些多孔氧化锌良好继承了ZHC-NH3前驱体的花状形貌.本文提出了ZHC-NH3向ZnO转变的可能的分解机制,也讨论了花状ZHC-NH3前驱体的合理的生长机理.