粉末注射成形用氧化鋯喂料的制備及成型工藝研究.pdf

1、粉末注射成形(PIM)是把傳統(tǒng)粉末冶金和塑料注射成形技術(shù)結(jié)合發(fā)展得到的一種近凈成型新工藝。PIM的基本工藝過程是:首先將原料粉末和粘結(jié)劑體系混合得到均勻喂料，制粒后在注射成型機(jī)上注射成型，然后通過脫脂工藝除去生坯中的粘結(jié)劑，最后燒結(jié)致密化得到成品。PIM技術(shù)可用于各種金屬、合金和陶瓷等的成型加工。陶瓷粉末注射成形(CIM)是其中重要組成部分。前人對(duì)CIM工藝制備氧化鋯陶瓷做了大量研究，發(fā)現(xiàn)其工藝主要難點(diǎn)是成功制備低粘度和高固相量的喂料。

2、大量研究集中在分散劑和pH值對(duì)喂料流動(dòng)性的影響，但是混料方式對(duì)喂料內(nèi)部高分子粘結(jié)體系的分散情況以及對(duì)生坯及陶瓷成品性能的影響研究較少，機(jī)理解釋也不充分。
　　本文根據(jù)前人研究成果及反映出來的問題，在第二章采用高密度聚乙烯(HDPE)粘結(jié)劑體系與氧化鋯(ZrO2)混合，同時(shí)采用在捏合機(jī)和密煉機(jī)（轉(zhuǎn)矩流變儀上的混料設(shè)備工作原理與密煉機(jī)相同，以下討論混料方式時(shí)用密煉機(jī)代替）上兩種不同的混料方式，研究了不同固含量ZrO2粉料和HDPE粘結(jié)

3、劑體系的混合情況。通過掃描電鏡(SEM)對(duì)比生坯脫脂前后的斷面形貌，分析不同固含量時(shí)高密度聚乙烯粘結(jié)劑體系的分散狀態(tài)，以及不同固含量時(shí)粘結(jié)體系的分散情況。采用浸入式溶劑脫脂方法，分析其脫脂速率及脫除率。通過同步熱分析(TG)，對(duì)生坯脫脂前后進(jìn)行熱分析，來確定熱脫脂工藝參數(shù)。通過SEM觀察燒結(jié)后制品的表面和斷面形貌，同時(shí)測定其密度和質(zhì)量，來分析其各方面穩(wěn)定性。第三章采用聚丙烯(PP)粘結(jié)劑體系與氧化鋯（ZrO2）混合，研究方法同第二章基本

4、相同，研究了不同固含量PP粘結(jié)劑體系與ZrO2的混合狀態(tài)以及粘結(jié)劑體系在ZrO2粉體中的分散情況，同時(shí)與HDPE粘結(jié)劑體系和ZrO2的混合及分散情況進(jìn)行對(duì)比。第四章采用捏合機(jī)和密煉機(jī)兩種混料方式，對(duì)HDPE粘結(jié)劑體系和PP粘結(jié)劑體系與ZrO2粉體的混合及分散情況進(jìn)行對(duì)比，分析了不同的混合狀態(tài)對(duì)溶劑脫脂、生坯和燒結(jié)制品質(zhì)量、尺寸和密度的影響。
　　研究得到以下結(jié)論:(1)捏合機(jī)和密煉機(jī)兩種混料方法制備喂料及對(duì)其扭矩的測定得出了此系列

5、實(shí)驗(yàn)中最佳粉末裝載量和最佳混合時(shí)間;(2)通過SEM分析了溶劑脫脂前后生坯的斷面，在密煉機(jī)混煉與捏合機(jī)相比以及高固含量與低固含量相比喂料內(nèi)部粘結(jié)劑和粉體的混合均勻，團(tuán)聚少，孔隙少，高聚物宏觀類網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)明顯且均勻性好;(3)通過對(duì)溶劑脫脂后生坯的TG曲線分析，確定了成形劑大量脫除的溫度區(qū)間，制定了合適的熱脫脂和燒結(jié)升溫制度;(4)通過對(duì)生坯和燒結(jié)后產(chǎn)品的質(zhì)量及尺寸分析，此系列實(shí)驗(yàn)中最佳固含量附近時(shí)生坯及制品質(zhì)量和尺寸的穩(wěn)定性較好;(5)通