碳化硅陶瓷凝胶注模成型结合反应烧结制备技术
凝胶注模成型技术是由OMATETE等发明的一种近净尺寸成型技术,可实现大尺寸、复杂结构陶瓷制品的近净尺寸成型,其成型时间短,模具制备简单,尺寸精度高,制作成本低。该工艺的基本原理是在低黏度高固含量的陶瓷浆料中加入有机单体、交联剂、引发剂和分散剂等,在引发剂的作用下有机单体和交联剂聚合形成空间三维网状结构,使浆料中悬浮的陶瓷颗粒原位固化成型,并按照模具设计形状固化成相应的坯体。该坯体经脱模、干燥、排胶、烧结得到陶瓷制品毛坯。
凝胶注模成型结合反应烧结工艺可以实现复杂结构碳化硅陶瓷的制备。通常,烧结前后碳化硅坯体的收缩率在1.2%左右,烧结尺寸容易控制,可获得近净尺寸陶瓷毛坯,减少碳化硅陶瓷后续加工量。
凝胶注模成型结合反应烧结工艺存在一定的不足:凝胶过程中可能会产生气泡,影响坯体性能;空气中的氧对单体的凝胶反应具有阻聚作用,陶瓷坯体表面易产生裂纹和剥落现象;在凝胶过程中由于浆料的不同步固化导致陶瓷坯体产生内应力,在干燥或排胶阶段坯体易出现开裂;反应烧结中也容易出现烧结产品密度不均匀、烧结产品易开裂以及渗硅不充分等问题,从而影响制品的性能。
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