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文檔簡介
1、坩堝是多晶硅熔煉用的必備容器,使用條件很苛刻,要在1500℃的高溫條件下連續(xù)工作40小時(shí)以上。
石英陶瓷具有高強(qiáng)度、高硬度、熱穩(wěn)定性好、絕緣性好、耐腐蝕等優(yōu)良性能,在化工、航空航天、國防軍事等高精尖領(lǐng)域具有很廣的應(yīng)用前景,也成為多晶硅熔煉用坩堝的首選材料。因此它的研究就變得更為迫切。不同的成型工藝直接影響石英陶瓷的性能。為此,選擇合適的成型工藝是制備石英陶瓷的關(guān)鍵。
本文分為有機(jī)凝膠體系和無機(jī)凝膠體系進(jìn)行研究。有機(jī)凝
2、膠體系使用丙烯酰胺為固化劑,丙烯酰胺在一定條件下發(fā)生聚合反應(yīng)生成具有三維凝膠網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)凝膠,固相顆粒被包裹其中,在坯體內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原位固化成型。無機(jī)凝膠體系以硅溶膠為固化劑,通過硅溶膠干燥脫水凝膠,形成三維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包覆陶瓷粉末,實(shí)現(xiàn)固化成型。
文章重點(diǎn)研究了石英陶瓷制備過程中的成型工藝,在制備高性能漿料的基礎(chǔ)上制備出高強(qiáng)度可適合機(jī)加工、近凈尺寸的石英陶瓷坯體。
結(jié)果表明,對于有機(jī)凝膠注模成型體系:
(1)考察
3、了漿料性能的一系列影響因素。單體用量為8g、分散劑加入量為粉體質(zhì)量的0.1-0.2%,球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為120r/min條件下球磨1h,pH值為10.6為最佳工藝參數(shù)組合,可制備出固含量最高73%且粘度低于1000mPa·s的漿料。
(2)凝膠時(shí)間隨溫度升高而降低,隨引發(fā)劑加入量增多而降低,引發(fā)劑加入量在0.6-0.7%時(shí)凝膠時(shí)間可縮短至20min。
(3)對濕坯的干燥收縮率及其強(qiáng)度做了進(jìn)一步研究,通過優(yōu)化參數(shù),收縮率可降
4、低至13%左右。最終制備出強(qiáng)度23MPa可適合機(jī)加工的石英陶瓷素坯。SEM觀察,所得素坯致密均勻性良好。
對于無機(jī)凝膠注模成型體系:
(1)粗粉/細(xì)粉質(zhì)量比為7∶3,硅溶膠/水質(zhì)量比為7∶3,分散劑加入量為粉體質(zhì)量的0.4%,粉液比為3.3∶1(固含量為78%)時(shí),是滿足流動性良好又保證高含量的臨界值。
(2)溫度和催化劑對初凝時(shí)間都有一定的影響。粉液比為3∶1時(shí),硅溶膠中添加濃度為15%的氯化銨溶液,V(
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