99.5wt％亞微米氧化鋁粉干壓成型致密化技術的研究

1、 山東理工大學 山東理工大學 碩士學位論文 99.5wt%亞微米氧化鋁粉干 亞微米氧化鋁粉干壓成型致密化 成型致密化 技術的研究 技術的研究 RESEARCH ON DENSIFICATION TECHNOLOGY OF 99.5wt% SUB-MICRON ALUMINA POWDER BY DRY PRESSING 研 究 生： 李曉東 李曉東 指 導 教 師： 殷書建 殷書建 教授 教授

2、 協(xié) 助 指 導 教 師： 周文孝 周文孝 高工 高工 申請學位門類級 別： 工學碩士 工學碩士 學 科 專 業(yè) 名 稱： 材料學 材料學 研 究 方 向： 先進結構陶瓷 先進結構陶瓷 論 文 完 成 日 期： 2010 年 4 月 10 日 單位代碼：10433 學 號：Y0709153 分類號：TQ174 密 級： 山

3、東理工大學碩士學位論文 摘要 I 摘 要 本課題圍繞 99.5wt%亞微米氧化鋁粉體的致密化技術進行研究， 通過無團聚氧化鋁漿料的制備工藝、氧化鋁漿料的干燥參數(shù)的優(yōu)化工藝、造粒粉的干壓成型參數(shù)優(yōu)化工藝、成型坯體的燒結參數(shù)優(yōu)化工藝，從而在常壓下燒結得到了致密的燒結體。本課題中最終獲得的燒結試樣具有較好的顯微結

4、構和良好的機械性能。 氧化鋁漿料的制備采用普通機械球磨的方式。研究結果表明：對于初始d50=8.19μm 的原料粉體，在其它實驗條件相同的情況下，分散劑聚丙烯酸銨的加入量為漿料固相總質量的 1.5wt%的料漿細化速度最快，分散劑多次均勻加入比一次性加入更容易獲得粒度分布窄、燒結性能好的亞微米粉體；pH 值為 9 時料漿最穩(wěn)定；固相含量為 71.4wt%的料漿離心噴霧造粒得到的造粒粉性能最為優(yōu)良。 氧化鋁漿料的干燥采用離心噴霧干燥的方式，

5、在漿料干燥的同時進行造粒。實驗結果表明：對于本課題中制備出的無團聚、高穩(wěn)定性、高分散的氧化鋁漿料，在供料量為干燥機額定生產(chǎn)能力的情況下， 進口溫度 340℃、 離心霧化器轉速 40 r/s是最為理想的干燥參數(shù)組合，在這種干燥參數(shù)下得到的造粒粉具有破碎性能良好、流動性好、粒度分布均勻等特性。 在成型工藝的研究中，本課題以雙向同步干壓工藝為研究方式。經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，3.0wt%造粒粉質量的水分增濕的造粒粉最適合干壓成型，增濕水分過少或過多都不利

6、于坯體致密度的提高；在成型壓力相同的情況下，緩慢多次加壓更有利于坯體密度的提高；即便造粒粉的性能完全相同，只要坯體形狀、厚度不同需要的成型壓力也不同，并且每一種坯體都有自己最佳的成型壓力，壓力過大或過小都不利于坯體密度的提高；對于厚、大的坯體延長保壓時間將有利于提高坯體密度。 通過對常壓燒結工藝參數(shù)的實驗和分析，在燒結溫度 1600℃的情況下，獲得了顯微結構相對均勻的致密的燒結體。 獲得的氧化鋁陶瓷的密度可達 3.9247g/cm3；三