[发明专利]一种陶瓷粘胶纤维喷丝头制备方法有效
申请号: | 201710335221.8 | 申请日: | 2017-05-12 |
公开(公告)号: | CN107082638B | 公开(公告)日: | 2020-11-06 |
发明(设计)人: | 陈利祥;杜晓红;刘华堂;陈欣言;许申鸿;孙光辉;武青;周旭波;徐韶鸿;葛晓辉;姜学军;马军艳;李显辉;石星军 | 申请(专利权)人: | 青岛大学 |
主分类号: | C04B35/48 | 分类号: | C04B35/48;C04B35/622;D01D4/02 |
代理公司: | 青岛高晓专利事务所(普通合伙) 37104 | 代理人: | 白莹 |
地址: | 266100 山*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 陶瓷 粘胶 纤维 喷丝头 制备 方法 | ||
1.一种陶瓷粘胶纤维喷丝头制备方法,其特征在于工艺过程包括浆料制备、坯体成型和微波烧结共三个步骤:
(一)、浆料制备:将丙烯酰胺单体与N,N’亚甲基双丙烯酰胺按照17:1的质量比混合制备得到混合体,再将混合体与水按照18:85的质量比混合制备得到预配液,在预配液中加入0.5%质量份数的分散剂、纯度大于99.9%和粒度小于0.5μm的粉状3Y-TZP与纯度为99%和粒度为1μm的粉状Al2O3配制成pH值为9.5和固相体积分数大于55.0%的悬浮体,悬浮体经球磨机混合15小时后得到粘度小于250mPa.S的水体系陶瓷浆料,混合体在水体系陶瓷浆料中的质量百分比为3%,完成浆料的制备;
(二)、坯体成型:采用现有的净尺寸液态浇铸原位凝固成型技术对浆料进行真空处理后,在浆料中加入1%质量百分比引发剂和0.5%体积百分比催化剂形成混合物,将混合物匀速的浇注到模具中进行凝胶化,然后进行脱模并干燥,完成坯体的成型;
(三)、微波烧结:将坯体放入微波烧结装置的微波烧结腔中,按照设定的升温曲线,对坯体进行微波烧结;所述微波烧结装置的主体结构包括磁控管、微波电源、环形器、水负载、四桩调谐器、加热腔、负载、天线阵、转动支架和托盘;设置有磁控管的微波电源与环形器的左端管道式连接,环形器的下端设置有水负载,环形器的右端与四桩调谐器的左端管道式连接,四桩调谐器的右端与内空式矩形结构的加热腔管道式直角连接,设置有负载加热腔的顶端设置有天线阵,加热腔的底端设置有转动支架,转动支架的顶端设置有圆形板状结构的托盘;磁控管发射的微波频率为2.45GHz ;微波电源的最大输出功率为5KW;环形器用于将负载的反射波送入水负载,使其不致返回磁控管,以保护磁控管;水负载用于吸收环形器送入的反射波;四桩调谐器用于控制加热腔使负载的反射波最小;加热腔的材质为不锈钢;天线阵用于汇聚微波并使微波顺利进入加热腔;转动支架用于旋转和支撑托盘,使托盘在转动支架的带动下做圆周运动;托盘用于承载被烧结的物品;制备的陶瓷粘胶纤维喷丝头中的纳米四方相氧化锆复合微米级氧化锆和氧化铝的质量百分比分别为75%和25%;陶瓷粘胶纤维喷丝头的密度为5.10克/厘米3,硬度为11.65GPa,抗弯强度为822.38MPa,断裂韧性为10.16Mpam1/2。
2.根据权利要求1所述的陶瓷粘胶纤维喷丝头制备方法,其特征在于所述分散剂为质量百分比浓度为5%的聚甲基丙烯酸铵溶液;引发剂为质量百分比浓度为5%的过硫酸铵水溶液;催化剂为质量百分比浓度为5%的四甲基乙二胺水溶液。
3.根据权利要求1所述的陶瓷粘胶纤维喷丝头制备方法,其特征在于所述凝胶注模成型技术,适合于规模化生产,能够提高成品率和成品可靠性,显著降低制造成本,消除陶瓷粉体颗粒的团聚体,减少烧结过程中复杂形状部件的变形和开裂,减少最终产品的机加工量,获得高可靠性的陶瓷材料与部件;制备的胚体密度和强度高、均匀性好,外形尺寸不固定;微波烧结装置将微波能通过汇聚天线控制在一定空间范围内,加大加热范围并将均匀分布能量,实现陶瓷材料连续化微波烧结,并能够和常规烧结设备结合使用,微波烧结结合常规烧结能够弥补常规烧结靠热传导加热的加热温度梯度大、材料受热不均匀、加热时间长和耗能大的缺点,同时避免了陶瓷材料在低温时吸收微波能差的问题。
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