于景媛
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孟秀娟
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李强
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孙旭东
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.22.032
以造孔剂 PMMA、纳米 Al2 O3和 ZrO2颗粒为主要原料利用离心-凝胶注模成型工艺制备气孔和Al2 O3/ZrO2相组成均呈现梯度分布的多孔Al2 O3-ZrO2陶瓷。研究了 Al2 O3-ZrO2浆料的凝胶固化过程,分析了离心加速度和离心时间对生坯密度梯度的影响,观察了烧结产物的显微组织并对其力学性能进行测试。研究结果表明,引发剂含量对 Al2 O3-ZrO2浆料的凝胶固化过程影响不大。随着催化剂含量的增加,Al2 O3-ZrO2浆料的起始凝胶固化时间降低,整个凝胶固化反应过程缩短。随着离心加速度的增加和离心时间的延长,生坯顶部和底部的密度差异增加,梯度分离现象变得明显。当离心加速度为178.9g,离心5min后,制备的梯度多孔 Al2 O3-ZrO2陶瓷顶部的孔隙度为55.2%,中间为37.6%,底部为14.5%,孔隙和Al2 O3/ZrO2相呈现连续的梯度变化。烧结产物的抗压强度和断裂韧性分别为80.7MPa 和1.46MPa· m1/2。
关键词:
离心-凝胶注模
,
孔隙梯度
,
相组成梯度
,
多孔Al2 O3-ZrO2 陶瓷
李强
,
于景媛
,
李振超
,
商剑
,
石萍
,
孙旭东
人工晶体学报
以经过低温氧化和提拉HA溶胶改性处理的碳纤维为增强体,采用离心-凝胶注模成型技术制备梯度碳纤维/HA复合材料.观察了碳纤维改性处理后的形貌,研究了碳纤维/HA浆料的特性,以及浆料的凝胶固化过程.分析了离心转数、碳纤维含量对梯度复合材料生坯密度梯度的影响.观察了烧结后梯度复合材料的显微组织,并测量了不同烧结温度和碳纤维分布的HA复合材料的抗弯强度和断裂韧性.研究结果表明改性处理碳纤维表面形成一层致密的、结合性能较好的膜层,烧结后可以很好地连接基体和碳纤维.在pH =9,分散剂含量为5wt％,浆料固相含量为40wt％,碳纤维含量为2wt％时,碳纤维/HA浆料具有良好的分散性和稳定性.当催化剂和引发剂含量均为0.9wt％时,起始凝胶和终止固化时间与离心成型工艺相匹配.当离心转数为1000 r/min,碳纤维含量为2wt％时,离心-凝胶注模成型所得试样具有良好的密度梯度,1100℃烧结2h后,该复合材料的抗弯强度达到最大值101.7 MPa;断裂韧性为1.98 MPa·m1/2,分别比干压成型制备的均匀碳纤维/HA复合材料提高了29.7％和25.3％.
关键词:
离心-凝胶注模
,
梯度碳纤维/HA复合材料
,
浆料特性
,
力学性能
