隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，陶瓷成型技術(shù)不斷取得突破性進(jìn)展。近年來(lái)發(fā)展了多種膠態(tài)原位凝固成型技術(shù)用于高性能陶瓷的成型，這些方法可以有效地減少成型體缺陷，提高燒結(jié)體的可靠性 [1] 。直接凝固注模成型 (direct coagulation casting, DCC) 技術(shù)根據(jù)膠體化學(xué)的原理，利用某些有機(jī)物的生物酶催化反應(yīng)或自水解反應(yīng)調(diào)節(jié)陶瓷漿料的 pH 值和電解質(zhì)濃度，使陶瓷顆粒在雙電層排斥能最小時(shí)依靠 van der Waals 力而原位凝固 [2] 。目前 DCC 技術(shù)已成功用于氧化鋁陶瓷人工膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)的異形件的制備 [2] ，并在 SiC,Si3N4 等陶瓷領(lǐng)域得到成功應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)在 pH 值為 2.0 左右，硅溶膠分散氧化鋁漿料的穩(wěn)定性最好，在 pH 值為 5.0 左右，穩(wěn)定性最差，其失穩(wěn)機(jī)理是由于漿料中形成鋁離子引起的溶膠一凝膠效應(yīng)引起的。為了研究莫來(lái)石陶瓷坯體的成型技術(shù)，根據(jù) pH 值對(duì)硅溶膠分散氧化鋁漿料穩(wěn)定性的影響規(guī)律，在 pH 值為 2.0 左右制備得到滿足膠態(tài)原位凝固成型工藝要求的漿料，并借鑒 DCC 技術(shù)原位凝固成型原理，利用尿素的自水解反應(yīng)調(diào)節(jié)漿料 pH 值，誘導(dǎo)漿料原位凝固成型，制備得到形狀復(fù)雜的莫來(lái)石素坯。目前相關(guān)內(nèi)容未見(jiàn)研究報(bào)道。
1 實(shí)驗(yàn)
1.1 制備工藝
莫來(lái)石素坯的制備工藝見(jiàn)圖 1 。所用原材料包括 :a 一 Al2O3 微粉，中位粒徑 d50 為 1.68 μ m ，比表面積為 1.08m2/g ，河南鄭州中天特種氧化鋁廠產(chǎn) ; 硅溶膠， NS 一 30 型，浙江上虞宇達(dá)化工有限公司產(chǎn)，化學(xué)組成及性能見(jiàn)表 1 。尿素，寧波市化學(xué)試劑廠產(chǎn)，化學(xué)純。 HCl ，分析純，杭州化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)，預(yù)先配制成 1.0mol/L 的 HCl 溶液備用。
表 1 硅溶膠化學(xué)組成及性能
Table1 Composition and properties of silica sol
1.1.1漿料pH值調(diào)節(jié) 先在硅溶膠中加入適量1mol/L HC1，調(diào)節(jié)硅溶膠pH值，再加入適量氧化鋁粉體，高速攪拌，制備不同pH條件下的硅溶膠分散氧化鋁漿料。
1.1.2濃懸浮體制備 將一定量: a一Al2O3分散在SiO2含量為30.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)的硅溶膠中，所得懸浮體在80℃攪拌，使部分游離水蒸發(fā)，直至粘度約為800MPa·s時(shí)停止加熱，繼續(xù)攪拌至漿料冷卻后，在行星磨中球磨分散，測(cè)定漿料表觀粘度，同時(shí)取適量漿料采用紅外水份快速測(cè)定儀測(cè)定懸浮體中游離水含量和固相含量。在漿料中加入適量水?dāng)嚢杈鶆�，制備符合注模成型工藝要求的漿料。
1.1.3水解反應(yīng)體系的選擇 文獻(xiàn)[1]指出:利用尿素酶對(duì)尿素的催化水解反應(yīng)可使?jié){料........
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，陶瓷成型技術(shù)不斷取得突破性進(jìn)展。近年來(lái)發(fā)展了多種膠態(tài)原位凝固成型技術(shù)用于高性能陶瓷的成型，這些方法可以有效地減少成型體缺陷，提高燒結(jié)體的可靠性 [1] 。直接凝固注模成型 (direct coagulation casting, DCC) 技術(shù)根據(jù)膠體化學(xué)的原理，利用某些有機(jī)物的生物酶催化反應(yīng)或自水解反應(yīng)調(diào)節(jié)陶瓷漿料的 pH 值和電解質(zhì)濃度，使陶瓷顆粒在雙電層排斥能最小時(shí)依靠 van der Waals 力而原位凝固 [2] 。目前 DCC 技術(shù)已成功用于氧化鋁陶瓷人工膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)的異形件的制備 [2] ，并在 SiC,Si3N4 等陶瓷領(lǐng)域得到成功應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)在 pH 值為 2.0 左右，硅溶膠分散氧化鋁漿料的穩(wěn)定性最好，在 pH 值為 5.0 左右，穩(wěn)定性最差，其失穩(wěn)機(jī)理是由于漿料中形成鋁離子引起的溶膠一凝膠效應(yīng)引起的。為了研究莫來(lái)石陶瓷坯體的成型技術(shù)，根據(jù) pH 值對(duì)硅溶膠分散氧化鋁漿料穩(wěn)定性的影響規(guī)律，在 pH 值為 2.0 左右制備得到滿足膠態(tài)原位凝固成型工藝要求的漿料，并借鑒 DCC 技術(shù)原位凝固成型原理，利用尿素的自水解反應(yīng)調(diào)節(jié)漿料 pH 值，誘導(dǎo)漿料原位凝固成型，制備得到形狀復(fù)雜的莫來(lái)石素坯。目前相關(guān)內(nèi)容未見(jiàn)研究報(bào)道。
1 實(shí)驗(yàn)
1.1 制備工藝
莫來(lái)石素坯的制備工藝見(jiàn)圖 1 。所用原材料包括 :a 一 Al2O3 微粉，中位粒徑 d50 為 1.68 μ m ，比表面積為 1.08m2/g ，河南鄭州中天特種氧化鋁廠產(chǎn) ; 硅溶膠， NS 一 30 型，浙江上虞宇達(dá)化工有限公司產(chǎn)，化學(xué)組成及性能見(jiàn)表 1 。尿素，寧波市化學(xué)試劑廠產(chǎn)，化學(xué)純。 HCl ，分析純，杭州化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)，預(yù)先配制成 1.0mol/L 的 HCl 溶液備用。
表 1 硅溶膠化學(xué)組成及性能
Table1 Composition and properties of silica sol
1.1.1漿料pH值調(diào)節(jié) 先在硅溶膠中加入適量1mol/L HC1，調(diào)節(jié)硅溶膠pH值，再加入適量氧化鋁粉體，高速攪拌，制備不同pH條件下的硅溶膠分散氧化鋁漿料。
1.1.2濃懸浮體制備 將一定量: a一Al2O3分散在SiO2含量為30.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)的硅溶膠中，所得懸浮體在80℃攪拌，使部分游離水蒸發(fā)，直至粘度約為800MPa·s時(shí)停止加熱，繼續(xù)攪拌至漿料冷卻后，在行星磨中球磨分散，測(cè)定漿料表觀粘度，同時(shí)取適量漿料采用紅外水份快速測(cè)定儀測(cè)定懸浮體中游離水含量和固相含量。在漿料中加入適量水?dāng)嚢杈鶆�，制備符合注模成型工藝要求的漿料。
1.1.3水解反應(yīng)體系的選擇 文獻(xiàn)[1]指出:利用尿素酶對(duì)尿素的催化水解反應(yīng)可使?jié){料........
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，陶瓷成型技術(shù)不斷取得突破性進(jìn)展。近年來(lái)發(fā)展了多種膠態(tài)原位凝固成型技術(shù)用于高性能陶瓷的成型，這些方法可以有效地減少成型體缺陷，提高燒結(jié)體的可靠性 [1] 。直接凝固注模成型 (direct coagulation casting, DCC) 技術(shù)根據(jù)膠體化學(xué)的原理，利用某些有機(jī)物的生物酶催化反應(yīng)或自水解反應(yīng)調(diào)節(jié)陶瓷漿料的 pH 值和電解質(zhì)濃度，使陶瓷顆粒在雙電層排斥能最小時(shí)依靠 van der Waals 力而原位凝固 [2] 。目前 DCC 技術(shù)已成功用于氧化鋁陶瓷人工膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)的異形件的制備 [2] ，并在 SiC,Si3N4 等陶瓷領(lǐng)域得到成功應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)在 pH 值為 2.0 左右，硅溶膠分散氧化鋁漿料的穩(wěn)定性最好，在 pH 值為 5.0 左右，穩(wěn)定性最差，其失穩(wěn)機(jī)理是由于漿料中形成鋁離子引起的溶膠一凝膠效應(yīng)引起的。為了研究莫來(lái)石陶瓷坯體的成型技術(shù)，根據(jù) pH 值對(duì)硅溶膠分散氧化鋁漿料穩(wěn)定性的影響規(guī)律，在 pH 值為 2.0 左右制備得到滿足膠態(tài)原位凝固成型工藝要求的漿料，并借鑒 DCC 技術(shù)原位凝固成型原理，利用尿素的自水解反應(yīng)調(diào)節(jié)漿料 pH 值，誘導(dǎo)漿料原位凝固成型，制備得到形狀復(fù)雜的莫來(lái)石素坯。目前相關(guān)內(nèi)容未見(jiàn)研究報(bào)道。
1 實(shí)驗(yàn)
1.1 制備工藝
莫來(lái)石素坯的制備工藝見(jiàn)圖 1 。所用原材料包括 :a 一 Al2O3 微粉，中位粒徑 d50 為 1.68 μ m ，比表面積為 1.08m2/g ，河南鄭州中天特種氧化鋁廠產(chǎn) ; 硅溶膠， NS 一 30 型，浙江上虞宇達(dá)化工有限公司產(chǎn)，化學(xué)組成及性能見(jiàn)表 1 。尿素，寧波市化學(xué)試劑廠產(chǎn)，化學(xué)純。 HCl ，分析純，杭州化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)，預(yù)先配制成 1.0mol/L 的 HCl 溶液備用。
表 1 硅溶膠化學(xué)組成及性能
Table1 Composition and properties of silica sol
1.1.1漿料pH值調(diào)節(jié) 先在硅溶膠中加入適量1mol/L HC1，調(diào)節(jié)硅溶膠pH值，再加入適量氧化鋁粉體，高速攪拌，制備不同pH條件下的硅溶膠分散氧化鋁漿料。
1.1.2濃懸浮體制備 將一定量: a一Al2O3分散在SiO2含量為30.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)的硅溶膠中，所得懸浮體在80℃攪拌，使部分游離水蒸發(fā)，直至粘度約為800MPa·s時(shí)停止加熱，繼續(xù)攪拌至漿料冷卻后，在行星磨中球磨分散，測(cè)定漿料表觀粘度，同時(shí)取適量漿料采用紅外水份快速測(cè)定儀測(cè)定懸浮體中游離水含量和固相含量。在漿料中加入適量水?dāng)嚢杈鶆�，制備符合注模成型工藝要求的漿料。
1.1.3水解反應(yīng)體系的選擇 文獻(xiàn)[1]指出:利用尿素酶對(duì)尿素的催化水解反應(yīng)可使?jié){料........
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