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海因環(huán)氧樹脂凝膠注模成型研究
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海因環(huán)氧樹脂為凝膠體系,開展了Al2O3陶瓷凝膠注模成型研究,制備獲得了高強(qiáng)度的Al2O3陶瓷生坯,實(shí)現(xiàn)了精細(xì)結(jié)構(gòu)陶瓷器件近凈成型,并且在此基礎(chǔ)上,發(fā)展了海因環(huán)氧樹脂PZT壓電陶瓷凝膠注模成型,成功制備出具有正方形、微米級(jí)尺寸的PZT壓電陶瓷陣列。主要研究成果如下： (1)研究了分散劑加入量、固相含量和環(huán)氧樹脂含量對(duì)Al2O3陶瓷漿料流變性能的影響。當(dāng)分散劑聚丙烯酸銨加入量為0.65wt.%時(shí),此時(shí)漿料的粘度最低；隨著樹脂含量的增加,漿料的粘度增加；隨著Al2O3固相含量的增加,漿料粘度呈現(xiàn)增大的趨勢(shì),并在固相含量為60vol.%時(shí),呈現(xiàn)剪切變稠的狀態(tài)；采用Casson模型對(duì)漿料中內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)行擬合分析獲得了固相含量對(duì)屈服應(yīng)力和固有粘度的影響規(guī)律,采用Krieger-Dougherty模型對(duì)漿料粘度進(jìn)行擬合分析獲得了剪切速率對(duì)漿料體系理論****固相含量和本征粘度的影響規(guī)律。 (2)溫度、固相含量以及樹脂含量顯著地影響Al2O3陶瓷漿料凝膠化過(guò)程；隨溫度升高、樹脂含量及固相含量增加,漿料凝膠反應(yīng)速率增加,閑置時(shí)間縮短；通過(guò)阿侖尼烏斯方程分析得到,含有15wt.%海因環(huán)氧樹脂預(yù)混液和陶瓷漿料的反應(yīng)激活能Ea分別為64.53kJ/mol和96.35kJ/mol。 (3)海因樹脂含量Al2O3陶瓷生坯和燒結(jié)坯力學(xué)性能及其可靠性影響顯著。隨著樹脂含量增加,陶瓷生坯強(qiáng)度和weibull模量呈現(xiàn)增加的趨勢(shì),而陶瓷燒結(jié)坯強(qiáng)度和weibull模量則隨之呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì),當(dāng)樹脂含量為20wt.%時(shí),生坯其強(qiáng)度和weibull模量分別為50.33MPa和20.04；當(dāng)樹脂含量為15wt.%時(shí),燒結(jié)坯其平均強(qiáng)度和weibull模量達(dá)到****值349.84MPa和10.63。 (4)開展了海因環(huán)氧樹脂PZT陶瓷凝膠注模成型研究。結(jié)果表明,當(dāng)分散劑聚丙烯酸銨含量為0.6wt.%、固相含量高達(dá)55vol.%時(shí),漿料依然具有較好的流動(dòng)性能足以滿足澆注需求；采用凝膠注模成型獲得的樣品其性能略優(yōu)于傳統(tǒng)干壓成型法；結(jié)合軟膜法實(shí)現(xiàn)了截面形狀為正方形,邊長(zhǎng)為10μm,高度約為50μmPZT陶瓷陣列的制備成型。
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