Fe-Al-Al-,2-O-,3-陶瓷基復合材料的凝膠注模成型工藝研究.pdf

1、Fe-Al/Al2O3陶瓷基復合材料是以A12O3陶瓷為基體，以Fe-Al金屬間化合物為增韌補強相的復合材料。Fe-Al金屬間化合物增韌補強陶瓷克服了纖維、晶須、金屬顆粒增韌補強氧化鋁陶瓷的弊端，充分發(fā)揮了Fe-Al金屬間化合物這種半陶瓷材料與氧化鋁相容性好的優(yōu)點，使二者優(yōu)勢得到互補。 目前制備Fe-Al/Al2O3陶瓷基復合材料的主要方法是機械合金化.力口壓燒結，首先用機械合金化方法制得Fe-Al粉末，然后與Al2O3陶瓷粉末

2、混合后再熱壓燒結成型。這種成型方法簡單易行，但難以得到復雜的形狀，且燒結零件需進行后加工，增加了生產成本。 本文選擇凝膠注模成型工藝作為本課題研究的對象，其原理是在高固相含量的陶瓷漿料中加入可聚合有機單體及交聯劑，在引發(fā)劑和催化劑的作用下，引發(fā)單體聚合使陶瓷漿料原位成型。運用該原理，本文制各出高固相體積含量的Fe-Al/Al2O3漿料，制得坯體強度高，組織結構均勻，具有良好的可加工性。 通過機械合金化-中溫培燒法制備得到

3、Fe-Al金屬聞化合物粉末，確定工藝條件為球磨40h，750℃下保溫2h。X射線衍射圖看出金屬鋁逐漸與鐵發(fā)生反應形成金屬間化合物，750℃保溫2h的退火促使材料由無序態(tài)向有序態(tài)轉變。晶粒呈棒狀，粒度達納米級。 本課題主要研究了如何制得高固相體積含量的流動性能良好的漿料，討論了固相含量、分散劑及pH等對漿料流動性能的影響，研究得出漿料中固相含量為58Vol％時，以MN為分散劑，在pH=7時，可獲得800mPa·s的低粘度濃懸浮液。

4、 本文還進行了漿料固化、干燥及脫膠工藝的研究。從聚合反應角度探討了凝膠固化原理為單體自由基聚合，分析了引發(fā)劑對聚合反應速率及聚合物分子量的影響，并用紅外光譜對聚合物結構進行了表征。實驗結果表明：反應受引發(fā)劑影響顯著，漿料中引發(fā)劑(濃度為10wt％)加入量為漿料的1.0vol％時，固化時間最為適宜，保證了漿料在澆注前有一定流動性而不會很快固化。本文還分析了坯體干燥和脫膠過程中，水分和有機物的失去過程，通過控制加熱溫度和時間，縮短了