發(fā)布時間：2017-09-15 05:10

  本文關鍵詞：氧化鋯陶瓷漿料流變性及其燒結性能研究

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【摘要】：本論文研究了氧化鋯陶瓷漿料中分散劑用量、固相體積分數(shù)、單體用量、交聯(lián)劑用量和pH值對其流變性能的影響。通過單因素變量法,研究了Nano-Al2O3添加量、不同燒結方式以及燒結溫度對氧化鋯陶瓷密度、硬度、物相以及微觀結構的影響。實驗結果如下：(1)氧化鋯漿料在添加0.3wt%聚丙烯酸銨后,pH為10左右其Zeta電位的絕對值可以達到最大值,有利于降低漿料的粘度和氧化鋯陶瓷的成型。當丙烯酰胺(AM)濃度為1.0wt%(相對于漿料的質量)時,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,而當其濃度超過1.0wt%時,氧化鋯漿料粘度會增大,主要是漿料系統(tǒng)有機物含量過高,其會與聚丙烯酸銨共同形成膠束結構。由于N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM)有較大的活性,MBAM/AM(質量比)較高時,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,當聚丙烯酸銨摻量為0.3wt%時,漿料粘度和剪切應力顯著降低。當聚丙烯酸銨用量超過0.3wt%時氧化鋯漿料的粘度開始增大。(2)傳統(tǒng)燒結條件下,NanoAl2O3添加量15wt%、1600℃保溫120min時氧化鋯陶瓷的燒結性能和微觀結構達到最佳,相對密度達到85.15%,硬度值達到740.9MPa。微波燒結條件下,Nano-Al2O3添加量15wt%、1550℃保溫30min時氧化鋯陶瓷的燒結性能和微觀結構達到最佳,相對密度達到93.19%,硬度值達到1337.5MPa,不同燒結溫度所制備的ZrO2陶瓷,其介電常數(shù)變化不大,損耗在整個頻率范圍基本為零,說明其介電常數(shù)和介電損耗受燒結條件的影響較小。放電等離子燒結(SPS)燒結條件下,1350℃和1400℃時Nano-Al2O3最佳添加量15wt%。1400℃保溫5min時氧化鋯陶瓷的各項性能分別為：相對密度達到97.44%,硬度值達到1125.3MPa,在1400℃, Nano-Al2O3的添加量為15%時樣品的介電常數(shù)最大,介電損耗也最大。(3)通過對比分析傳統(tǒng)燒結、微波燒結以及SPS燒結的燒結溫度、保溫時間以及微觀結構,可以發(fā)現(xiàn)相對于傳統(tǒng)燒結,微波燒結和SPS燒結明顯縮短了燒結時間,降低燒結溫度的情況下可以獲得更高的相對密度,并且改善了氧化鋯陶瓷的微觀結構以及性能。
【關鍵詞】：氧化鋯陶瓷 注凝成型 流變性 微波燒結 燒結性能
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ174.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第一章 文獻綜述15-33
• 1.1 引言15-16
• 1.2 氧化鋯陶瓷簡介及其應用16-18
• 1.2.1 氧化鋯陶瓷簡介16-17
• 1.2.2 氧化鋯陶瓷應用17-18
• 1.3 注凝成型技術簡介18-22
• 1.3.1 注凝成型概念18-20
• 1.3.2 注凝成型基礎理論簡介20-22
• 1.3.3 注凝成型的優(yōu)勢22
• 1.4 微波燒結簡介22-25
• 1.4.1 微波燒結基本概念22-23
• 1.4.2 微波燒結基礎理論23-24
• 1.4.3 微波燒結的優(yōu)勢24-25
• 1.5 SPS燒結簡介25-27
• 1.5.1 SPS燒結基本概念25-26
• 1.5.2 SPS燒結基礎理論簡介26-27
• 1.5.3 SPS燒結的優(yōu)勢27
• 1.6 本論文的選題背景及研究內容27-33
• 1.6.1 本論文的選題背景27-31
• 1.6.2 本論文的研究內容31-33
• 第二章 實驗與分析測試方法33-40
• 2.1 實驗原料及設備33-35
• 2.1.1 實驗原料33-34
• 2.1.2 實驗設備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 顯微結構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 實驗步驟40-43
• 3.3 結果分析與討論43-48
• 3.3.1 pH值與分散劑對氧化鋯Zeta電位的影響43-44
• 3.3.2 分散劑對漿料流變性影響44-45
• 3.3.3 單體和AM/MBAM(質量比)對漿料流變性影響45-47
• 3.3.4 固含量對漿料流變性的影響47-48
• 3.4 本章小結48-50
• 第四章 不同燒結方式對氧化鋯陶瓷結構和性能影響50-86
• 4.1 引言50
• 4.2 實驗流程50-51
• 4.3 傳統(tǒng)燒結制備氧化鋯陶瓷及其性能51-60
• 4.3.1 實驗設計51-53
• 4.3.2 相對密度測定53-55
• 4.3.3 物相分析55-56
• 4.3.4 微觀結構56-58
• 4.3.5 硬度測定58-60
• 4.4 微波燒結制備氧化鋯陶瓷及其性能60-72
• 4.4.1 實驗設計60-62
• 4.4.2 相對密度分析62-65
• 4.4.3 物相分析65-67
• 4.4.4 顯微結構觀察67-69
• 4.4.5 硬度測定69-71
• 4.4.6 介電性能71-72
• 4.5 SPS燒結制備氧化鋯陶瓷及其性能72-80
• 4.5.1 實驗設計72-73
• 4.5.2 相對密度測定73-75
• 4.5.3 物相分析75-76
• 4.5.4 微觀結構76-78
• 4.5.5 硬度測定78-79
• 4.5.6 介電性能79-80
• 4.6 不同的燒結方式制備氧化鋯陶瓷的性能比較80-84
• 4.6.1 相對密度及物理性能對比80-83
• 4.6.2 微觀結構分析及對比83-84
• 4.6.3 介電性能84
• 4.7 本章小結84-86
• 第五章 結論及展望86-88
• 參考文獻88-95
• 致謝95-96
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果96

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本文編號：854484