本文關(guān)鍵詞：氧化鋯陶瓷漿料流變性及其燒結(jié)性能研究

  更多相關(guān)文章： 氧化鋯陶瓷 注凝成型 流變性 微波燒結(jié) 燒結(jié)性能

【摘要】：本論文研究了氧化鋯陶瓷漿料中分散劑用量、固相體積分?jǐn)?shù)、單體用量、交聯(lián)劑用量和pH值對(duì)其流變性能的影響。通過(guò)單因素變量法,研究了Nano-Al2O3添加量、不同燒結(jié)方式以及燒結(jié)溫度對(duì)氧化鋯陶瓷密度、硬度、物相以及微觀結(jié)構(gòu)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：(1)氧化鋯漿料在添加0.3wt%聚丙烯酸銨后,pH為10左右其Zeta電位的絕對(duì)值可以達(dá)到最大值,有利于降低漿料的粘度和氧化鋯陶瓷的成型。當(dāng)丙烯酰胺(AM)濃度為1.0wt%(相對(duì)于漿料的質(zhì)量)時(shí),丙烯酰胺與聚丙烯酸銨有協(xié)同作用,氧化鋯漿料粘度降低,而當(dāng)其濃度超過(guò)1.0wt%時(shí),氧化鋯漿料粘度會(huì)增大,主要是漿料系統(tǒng)有機(jī)物含量過(guò)高,其會(huì)與聚丙烯酸銨共同形成膠束結(jié)構(gòu)。由于N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM)有較大的活性,MBAM/AM(質(zhì)量比)較高時(shí),在制備漿料產(chǎn)生的高溫下,使單體少量聚合,從而增加了漿料的粘度。在45vol%氧化鋯漿料中,當(dāng)聚丙烯酸銨摻量為0.3wt%時(shí),漿料粘度和剪切應(yīng)力顯著降低。當(dāng)聚丙烯酸銨用量超過(guò)0.3wt%時(shí)氧化鋯漿料的粘度開(kāi)始增大。(2)傳統(tǒng)燒結(jié)條件下,NanoAl2O3添加量15wt%、1600℃保溫120min時(shí)氧化鋯陶瓷的燒結(jié)性能和微觀結(jié)構(gòu)達(dá)到最佳,相對(duì)密度達(dá)到85.15%,硬度值達(dá)到740.9MPa。微波燒結(jié)條件下,Nano-Al2O3添加量15wt%、1550℃保溫30min時(shí)氧化鋯陶瓷的燒結(jié)性能和微觀結(jié)構(gòu)達(dá)到最佳,相對(duì)密度達(dá)到93.19%,硬度值達(dá)到1337.5MPa,不同燒結(jié)溫度所制備的ZrO2陶瓷,其介電常數(shù)變化不大,損耗在整個(gè)頻率范圍基本為零,說(shuō)明其介電常數(shù)和介電損耗受燒結(jié)條件的影響較小。放電等離子燒結(jié)(SPS)燒結(jié)條件下,1350℃和1400℃時(shí)Nano-Al2O3最佳添加量15wt%。1400℃保溫5min時(shí)氧化鋯陶瓷的各項(xiàng)性能分別為：相對(duì)密度達(dá)到97.44%,硬度值達(dá)到1125.3MPa,在1400℃, Nano-Al2O3的添加量為15%時(shí)樣品的介電常數(shù)最大,介電損耗也最大。(3)通過(guò)對(duì)比分析傳統(tǒng)燒結(jié)、微波燒結(jié)以及SPS燒結(jié)的燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間以及微觀結(jié)構(gòu),可以發(fā)現(xiàn)相對(duì)于傳統(tǒng)燒結(jié),微波燒結(jié)和SPS燒結(jié)明顯縮短了燒結(jié)時(shí)間,降低燒結(jié)溫度的情況下可以獲得更高的相對(duì)密度,并且改善了氧化鋯陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)以及性能。
【關(guān)鍵詞】：氧化鋯陶瓷 注凝成型 流變性 微波燒結(jié) 燒結(jié)性能
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ174.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第一章 文獻(xiàn)綜述15-33
• 1.1 引言15-16
• 1.2 氧化鋯陶瓷簡(jiǎn)介及其應(yīng)用16-18
• 1.2.1 氧化鋯陶瓷簡(jiǎn)介16-17
• 1.2.2 氧化鋯陶瓷應(yīng)用17-18
• 1.3 注凝成型技術(shù)簡(jiǎn)介18-22
• 1.3.1 注凝成型概念18-20
• 1.3.2 注凝成型基礎(chǔ)理論簡(jiǎn)介20-22
• 1.3.3 注凝成型的優(yōu)勢(shì)22
• 1.4 微波燒結(jié)簡(jiǎn)介22-25
• 1.4.1 微波燒結(jié)基本概念22-23
• 1.4.2 微波燒結(jié)基礎(chǔ)理論23-24
• 1.4.3 微波燒結(jié)的優(yōu)勢(shì)24-25
• 1.5 SPS燒結(jié)簡(jiǎn)介25-27
• 1.5.1 SPS燒結(jié)基本概念25-26
• 1.5.2 SPS燒結(jié)基礎(chǔ)理論簡(jiǎn)介26-27
• 1.5.3 SPS燒結(jié)的優(yōu)勢(shì)27
• 1.6 本論文的選題背景及研究?jī)?nèi)容27-33
• 1.6.1 本論文的選題背景27-31
• 1.6.2 本論文的研究?jī)?nèi)容31-33
• 第二章 實(shí)驗(yàn)與分析測(cè)試方法33-40
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備33-35
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料33-34
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備34-35
• 2.2 樣品性能表征35-40
• 2.2.1 線性收縮率35
• 2.2.2 氣孔率與吸水率35-36
• 2.2.3 密度及相對(duì)密度36-37
• 2.2.4 硬度37
• 2.2.5 物相分析37-38
• 2.2.6 顯微結(jié)構(gòu)38
• 2.2.7 料漿Zeta電位38
• 2.2.8 陶瓷料漿的流變性38-39
• 2.2.9 介電性能39-40
• 第三章 注凝成型漿料的制備及其流變性的研究40-50
• 3.1 引言40
• 3.2 實(shí)驗(yàn)步驟40-43
• 3.3 結(jié)果分析與討論43-48
• 3.3.1 pH值與分散劑對(duì)氧化鋯Zeta電位的影響43-44
• 3.3.2 分散劑對(duì)漿料流變性影響44-45
• 3.3.3 單體和AM/MBAM(質(zhì)量比)對(duì)漿料流變性影響45-47
• 3.3.4 固含量對(duì)漿料流變性的影響47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 第四章 不同燒結(jié)方式對(duì)氧化鋯陶瓷結(jié)構(gòu)和性能影響50-86
• 4.1 引言50
• 4.2 實(shí)驗(yàn)流程50-51
• 4.3 傳統(tǒng)燒結(jié)制備氧化鋯陶瓷及其性能51-60
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)51-53
• 4.3.2 相對(duì)密度測(cè)定53-55
• 4.3.3 物相分析55-56
• 4.3.4 微觀結(jié)構(gòu)56-58
• 4.3.5 硬度測(cè)定58-60
• 4.4 微波燒結(jié)制備氧化鋯陶瓷及其性能60-72
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)60-62
• 4.4.2 相對(duì)密度分析62-65
• 4.4.3 物相分析65-67
• 4.4.4 顯微結(jié)構(gòu)觀察67-69
• 4.4.5 硬度測(cè)定69-71
• 4.4.6 介電性能71-72
• 4.5 SPS燒結(jié)制備氧化鋯陶瓷及其性能72-80
• 4.5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)72-73
• 4.5.2 相對(duì)密度測(cè)定73-75
• 4.5.3 物相分析75-76
• 4.5.4 微觀結(jié)構(gòu)76-78
• 4.5.5 硬度測(cè)定78-79
• 4.5.6 介電性能79-80
• 4.6 不同的燒結(jié)方式制備氧化鋯陶瓷的性能比較80-84
• 4.6.1 相對(duì)密度及物理性能對(duì)比80-83
• 4.6.2 微觀結(jié)構(gòu)分析及對(duì)比83-84
• 4.6.3 介電性能84
• 4.7 本章小結(jié)84-86
• 第五章 結(jié)論及展望86-88
• 參考文獻(xiàn)88-95
• 致謝95-96
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果96

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