分散剂失效原位凝固注模成型制备碳化硅陶瓷

【作者】 干科； 许杰； 王正； 鲁毓钜； 王亚利； 杨金龙；

【机构】 清华大学材料学院新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室；

【摘要】 分散剂失效原位凝固注模成型工艺是一种新型陶瓷胶态成型方法。本文通过分散剂反应失效,实现碳化硅陶瓷悬浮体的原位固化。采用经碳酸铵（（NH₄）₂CO₃）表面化学处理的碳化硅粉体,以0.2 wt%的四甲基氢氧化铵（TMAOH）为分散剂,制备固相含量为52 vol%的碳化硅陶瓷悬浮体;添加2 vol%的二乙酸甘油酯（GDA）作为固化剂,GDA在高温下水解出乙酸与分散剂四甲基氢氧化铵发生酸碱中和反应,使分散剂失去分散作用,悬浮体zeta电位降低,颗粒失稳,达到原位固化的效果。在70°C下固化15 min制备得到的碳化硅陶瓷坯体抗压强度为1.13±0.08MPa,固化样品在1950°C和0.1MPa氩气气氛中无压烧结2h,碳化硅陶瓷的抗弯强度为697±30 MPa。文章阐述了分散剂失效直接凝固注模成型工艺的机理,研究了该方法制备的陶瓷坯体及烧结样品的力学性能及微观结构,并对该方法今后的发展进行了展望。更多还原