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氧化铝陶瓷尤其是工程陶瓷不仅是国民经济发展的重要材料,同时长期以来也是高附加值产品。从近半个世纪陶瓷研究的发展来看,陶瓷研究热点经历了从烧结到粉体,直到近来的成型技术。凝胶注模成型是胶态成型的一种,由陶瓷粉体和水基单体溶液组成的浆料注入模具,原位聚合固化粉体成胶体,在未干燥之前脱模,干燥,素烧。凝胶注模成型在现在尤显瞩目,因为其成型的添加剂都是有机物并且在素烧后并不会留下任何明显的杂质而且它能很快被改进用于新材料和新的应用。 本文先综述了凝胶注模成型的研究现状,过程以及相关理论,包括陶瓷粉体在液体介质中的分散理论、稳定悬浮体的理论、悬浮体的流变性理论还有本文所用实验方法——正交实验和回归分析的相关内容。 重点对氧化铝凝胶注模成形中浆料的流变性进行了研究。根据文献,选取了分散剂的量、pH值和球磨时间作为变量。先采用L8(27)正交试验,并对各结果用幂率模型和Herschel-Bulkley模型进行了数值拟合,表明Herschel-Bulkley模型更好。再用二次正交回归设计进行了试验并作了方差分析,用正交回归和逐步回归分别得出回归方程,并优化了各模型系数同时比较了两个方程,而采用逐步回归明显好于正交回归的方程。方差分析的结果表明分散剂对屈服应力有显著影响,球磨时间主要影响流变指数,但各因素之间存在着交互作用。优化后的工艺为球磨时间为21hr、pH值为7、分散剂量为0.5g/千克氧化铝。 对氧化铝凝胶注模素坯的热分析表明,有机物分解温度在220℃~600℃。实验在120℃干燥后,凝胶注模后的素坯的强度可达到28-45MPa。随着有机单体丙烯酰胺的含量的增加,素坯强度上升,而随着Al2O3固含量的增加,素坯强度下降。在600℃热处理后,坯体相对密度为57-60th%。随着有机单体含量和Al2O3固含量的增加,坯体密度表现为先上升后下降的趋势。