凝胶注模在PMN-PZT压电陶瓷中的应用

将凝胶注模成型技术应用于三元系压电陶瓷PMN-PZT的制备工艺中,重点讨论了分散剂、浆料pH值和固相含量对注模浆料粘度的影响,制备出固相含量高达55%(体积分数)、粘度<1Pa.s的压电陶瓷悬浮体,使用该浆料可获得达理论密度95%以上的致密PMN-PZT压电陶瓷。     

分散剂在钛酸锶陶瓷浆料中的作用研究

介绍了分散剂在陶瓷浆料中的分散作用及分散机理.通过沉降试验,将单一的分散剂分散效果和2种分散剂混合使用的分散效果进行对比,实验得出,本实验所使用的混合型分散剂的分散效果比单一分散剂分散效果有明显的提高.     

分散剂在BaTiO3浆料中的分散机理

分散剂能降低分散体系中物质的聚集。在制备BaTiO3陶瓷浆料时加入分散剂,有利于形成分散液和悬浮液。本文分析了分散剂对浆料颗粒形状的影响机理,它是使颗粒间形成双电层的厚度增加,导致了颗粒间静电斥力变大,浆料悬浮并相对稳定。     

复杂结构的压电陶瓷成型工艺研究

快速成型和凝胶注模的有机结合是制备复杂结构陶瓷体的有效方法,该工艺的关键是制备高固相、低黏度的注模浆料.采用快速成型和凝胶注模制备复杂结构的PMN-PZT压电陶瓷,重点讨论了分散剂、浆料pH值和球磨时间对注模浆料黏度的影响,并对该工艺和传统模压成型工艺制备的样品进行了形貌分析和电学性能测定.结果表明:当分散剂用量在0.9%~1.1%,pH值为10.5~11.5,球磨时间为8 h时,可以制备出固相含量为55%,黏度小于1 Pa.s的压电陶瓷浆料.使用该浆料制备的复杂结构压电陶瓷体与模压成型工艺相比,显微结构均匀致密、晶粒大小与晶界分布均匀,气孔率更小,电学性能更均匀.     

空心涡轮叶片凝胶注模陶瓷浆料的设计与制备

为获得较低的黏度、较好流动性以及高固相含量的陶瓷浆料,采用同轴圆筒旋转黏度计,测试了不同配方双峰级配电熔刚玉粉体浆料的表观黏度,研究了粉体粒径、颗粒形貌以及级配比例对浆料流动性和固相含量的影响规律.研究表明:粗细颗粒的大粒径比、规则球形、宽粒度分布有利于制备低黏度高固相含量的陶瓷浆料.成功制备了表观黏度仅为0.411 Pa·s、固相含量为63%的陶瓷浆料,制备的陶瓷铸型在1 300℃下的强度大于18 MPa,烧成收缩率小于1%.     

分散剂对氮化硅浆料流变性的影响

本文研究了分散剂对氮化硅粉体的胶体特性,流变特性的影响,结果发现,Ｓｉ３Ｎ４（Ｓｔａｒｃｋ）粉料的等电点在ｐＨ＝４．２,粉料的最大Ｚｅｔａ电位在ｐＨ＝１１附近,分散剂的引入将使其等电点位移,其位移量与分散剂的用量有关,最佳分散剂用量在０．８－１．２ｗｔ％之间。该氮化硅浆料属非牛顿的依时性流体。     

果胶大分子在陶瓷凝胶注模成型工艺中的应用研究

果胶凝胶大分子在中性和碱性水溶液中充分溶解,当溶液ｐＨ值调至４．０以下时,将发生强烈的凝胶化反应,进而形成立体网络结构的凝胶体,实现陶瓷浆料的原位凝固成型。讨论了有果胶存在时,陶瓷浆料的流变特性以及用碘酸内脂作酸度调节剂的果胶凝胶化过程。成型出表面光洁、结构致密、微观均匀性好、形状各异的陶瓷坯体。     

HEMA-TBA凝胶体系制备多孔氧化铝陶瓷

采用HEMA-TBA凝胶体系制备具有高气孔率, 高强度的多孔氧化铝陶瓷, 研究多孔氧化铝陶瓷的浆料和坯体制备工艺, 并系统研究了分散剂含量和固相体积分数对浆料粘度和悬浮稳定性的影响、干燥和单体含量对生坯性能的影响以及固相体积分数和烧结温度对烧结体微观结构的影响。结果表明: 加入柠檬酸可以使浆料粘度降低, 稳定性提高, 柠檬酸加入量达到2wt%后浆料粘度和稳定性趋于稳定; 固相体积分数的增加会导致浆料粘度和稳定性的增加; 生坯在干燥过程中的收缩比水基体系小很多, 干燥时间也相对更短; 单体含量对生坯强度影响较大, 当单体含量为25wt%时, 生坯强度较高; 通过选择不同的固相体积分数和烧结温度, 可以有效地控制烧结体的微观结构, 气孔率的变化范围在40%~65%, 同时烧结体强度也会随之发生变化, 变化范围在5.7~91.2 MPa。     

直接凝固注模成型SiC陶瓷——浆料凝固过程的研究

直接凝固注模成型是一种新的（准）净尺寸成型陶瓷部件的方法，本文主要研究了此方法的关键步骤一浆料凝固过程，高固相含量（＞５５ｖｏｌ％）浆料从可浇注的低粘度状态转变为有一定强度的凝固态（坯体）主要有两种方法，即增加浆料中的电解质浓度和移动浆料的ｐＨ值至等电点。     

用凝胶注模成型制备压电陶瓷体及其电学性能研究

对PZT陶瓷浆料胶体化学特性进行了研究,成功制备了高固相含量低粘度的PZT陶瓷浆料.对含不同分散剂凝胶注模成型PZT样品电学性能的研究及其与普通干压法制备样品的比较表明,成型过程中的各种有机添加剂如单体和交联剂等不会对PZT的性能造成影响,而某些无机成份如选择不当的分散剂,则会起到一种掺杂剂的作用,从而影响成型后样品的各种电学性能.本文结果说明,对于电子陶瓷材料,在应用凝胶注模这种成型方法时,必须考虑各种添加剂可能对样品性能造成的影响     

改性甲基丙烯酸共聚物分散剂对陶瓷复合料浆流变性及坯体强度的影响

烯丙基聚氧乙烯醚与甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯可通过自由基共聚获得两亲结构的水溶性高分子MPMA , 可作为陶瓷浆料分散剂。研究了MPMA 用量对石英/ 长石/ 粘土复合浆料流变性及坯体强度的影响, 并分析了其原因及分散稳定作用机理。结果表明: MPMA 的加入显著优化了料浆的流变性能并提高了成型后陶瓷的强度。在p H 值为9～10 时, MPMA 的最佳用量为0. 57 wt %(相对绝干浆料) , 料浆的Zeta 电位绝对值由28. 5 mV升高到65. 5 mV , 零剪切黏度由690. 9 mPa·s 降低到81. 6 mPa·s , 触变面积最小, 陶瓷料浆基本呈Newton流动特性, 显示了很好的分散性。与添加无机分散剂的陶瓷坯体相比, 添加MPMA 的陶瓷坯体强度由160 MPa升高到268 MPa 。      

IA/AA/AMPS水煤浆分散剂的制备与表征

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)-丙烯酸(AA)-衣康酸(IA)三元共聚物为水煤浆分散剂,通过对水煤浆液体流变性能的研究得到了分散剂的最佳合成条件:单体配比为m(AMPS)∶m(AA)∶m(IA)=3.8∶1∶1,反应温度为85℃,引发剂的添加量为单体总质量的5%,次亚磷酸钠的最佳添加量为单体总质量的10%;并通过FT-IR、XRD、GPC等对聚合物分散剂的结构、分子量进行测定。结果表明,共聚物中成功引入了磺酸基和羧酸基,重均相对分子质量约为1.6×104,多分散系数为3.41。     

锰掺杂对PMN-PZT陶瓷介电性能的影响

研究了锰掺杂对富锆PMN-PZT（铌镁酸铅一锆钛酸铅）陶瓷材料的相组成、微观结构、介电性能等方面的影响，并对实验结果作出物理机理的解释。实验结果表明：适量的锰掺杂有助于陶瓷晶粒的生长，并能有效地降低PMN-PZT陶瓷材料的介电常数和介电损耗，在锰掺杂量为3．0％（原子分数）时，εr：197、tanδ=0．15％，作为用于红外热释电探测器的陶瓷材料具有良好的介电性能。     

Effect of polyethyleneimine-fatty acid complex type dispersant structure on the overall processing chain of Si3N4 ceramics using multicomponent non-aqueous slurries

The effect of fatty acid structure of polyethyleneimine (PEI)-fatty acid complex, which was designed as a polymer dispersant for multi-component non-aqueous slurries, on the overall processing chain of Si₃N₄ ceramics involving slurry stabilization, spray drying, compaction, and liquid sintering was investigated using PEI-oleic acid (PEI-OA) and PEI-isostearic (PEI-ISA) complexes. Si₃N₄-Y₂O₃-Al₂O₃-AlN-TiO₂/toluene slurries were selected as a real model for Si₃N₄-based multicomponent slurries. It was observed that both PEI-OA and PEI-ISA can stabilize Si₃N₄-Y₂O₃-Al₂O₃-AlN-TiO₂/toluene slurries; however, the PEI-ISA system tended to have slightly higher slurry viscosity, which was suspected to be due to the interactions between protruded PEI segments among short ISA chains. The spray-dried granules from PEI-ISA-stabilized slurry were observed to have filled structures with higher surface roughness whereas those prepared from PEI-OA-stabilized slurry were observed to have hollow-structured granules. The granules prepared from PEI-OA slurry had improved flow and compaction properties with higher relative density of green compacts compared with those prepared from PEI-ISA-stabilized slurry, whereas the relative density and microstructural homogeneity of S₃N₄ ceramics sintered at 1600?°C for 2?h were observed to be higher for the PEI-ISA system. It is suspected that PEI-OA effectively improved the dispersion stability of multicomponent slurries and flow/compaction properties of granules; however, the inhomogeneous microstructures of green compacts induced by the hollow-structured granules had an adverse effect on the sintering of Si₃N₄ ceramics.     

凝胶注模法制备多孔BiScO3-PbTiO3高温压电陶瓷及性能研究

为了拓展BiScO_3-PbTiO_3体系陶瓷的应用领域,采用凝胶注模工艺,对初始固相体积分数10%的准同型相界附近的BiScO_3-0.642PbTiO_3(记作BS-PT642)/混合物经球磨、注模、脱模、烘干、排胶,在1 100℃烧结,制备出多孔高温压电陶瓷.利用X射线衍射仪对多孔陶瓷进行物相分析,通过扫描电子显微镜观察样品的新鲜断面和抛光热腐蚀后表面的显微结构,并对其压电、介电和水声性能进行研究.研究表明,多孔BS-PT高温压电陶瓷为立方钙钛矿相结构,具有高静水压优值(HFOM)和高孔率结构,孔隙通道密实化清晰可见,没有显著的缺陷,且气孔之间相互连通,其中一个活跃的压电陶瓷相和一个被动空气相呈三维互连.样品的气孔率为31.8%,静水压优值为1 020×10~(-15)Pa~(-1),介电常数和压电常数分别为εr=620,d_(33)=213 pC/N.     

The role of PbO content on the dielectric and piezoelectric properties of PZN-based ceramics

Stoichiometric and nonstoichiometric (with less and excess PbO) PZN based ceramics with the ABO₃ perovskite structure were prepared by the columbite method. The results show that the content of PbO has a great influence on the structure and the electrical properties of PZN based ceramics. In the compositions with less PbO (A/B < 1), the dielectric constant and piezoelectric coefficients decrease due to the appearing of pyrochlore phase. While in the compositions with excess PbO (A/B > 1), the dielectric constants and the piezoelectric coefficients increase to a maximum at 1–2 mol % excess PbO, then decrease with increasing PbO content. This behavior can be attributed to the grain boundary layer caused by excess PbO. The grain boundary layer can be eliminated by thermal annealing and was examined by transmission electron microscopy. After annealing at 1123 K for 4–8 h, a very strong enhancement in the dielectric and piezoelectric properties was observed in the annealed PZN ceramics. In this work, d ₃₃ = 680 pC/N, k _m 27,000, k _p 50 % were achieved in annealed PZN ceramics.     

不同粉体制备工艺对铌酸钠钾无铅压电陶瓷性能的影响

铌酸钠钾(KNN)基无铅压电陶瓷性能的提高可通过掺杂、取代和添加烧结助剂等方法来实现,还可通过适当改变陶瓷制备工艺来达到.为了探索可实用化的KNN陶瓷制备工艺,以纯KNN陶瓷的制备为例,考察了3种不同粉体制备工艺(包括传统固相反应法、原料中添加活性炭的固相反应法、以及粉体经分批预烧处理后再混合的固相反应法)对KNN元铅压电陶瓷的晶相、微观结构和电学性能的影响.实验结果表明:采用原料中添加活性炭的固相反应法制得的纯KNN陶瓷,其表面晶粒尺寸相对均一,晶界清晰,样品致密性好;所得的陶瓷样具有较好的介电、压电性能,其中d33=116pC/N,κP=0.37,e=630,tanδ=0.034,Pr=22.40μC/cm2,Ec=0.675kV/mm,Tc=405℃.