凝膠注模成形制備的坯體均勻的顯微結(jié)構(gòu)分析
顯微鏡
微波燒結(jié)是指微波加熱固化水凝膠,它主要應(yīng)用于凝膠注
射成形中。凝膠注射成形(gelcasting)是一種新穎的陶瓷凈尺
寸成形技術(shù)。該方法首先將陶瓷粉末分散子含有有機(jī)單體和
交聯(lián)劑的水溶液中,制備低黏度和高固相體積分?jǐn)?shù)(>50%)
的濃懸浮體,然后加入引發(fā)劑和催化劑。將濃懸浮體注入模具
中,在一定溫度下引發(fā)有機(jī)單體聚合,導(dǎo)致原位凝固成形。凝
膠注模成形制備的坯體具有單一均勻的顯微結(jié)構(gòu),強(qiáng)度高,而
且能制備形狀復(fù)雜的試樣,高強(qiáng)度的坯體簡化了處理方法,減
小了破裂,還可以對機(jī)體進(jìn)行機(jī)加工,增加尺寸精度。因
此可以說凝膠注射成形工藝是一種非常先進(jìn)和有發(fā)展前途的
陶瓷精密成形技術(shù)。
而在凝膠注射成形工藝中,凝膠固化是一個(gè)非常重要的步驟,
固化的過程是有機(jī)單體聚合的過程,需在一定的溫度以上才能進(jìn)
行。在實(shí)驗(yàn)中,用微波加熱要比其他的加熱方法大大縮短固化時(shí)
間,避免氧對固化的影響,獲得良好的坯體。
事實(shí)上,微波加熱凝膠物質(zhì)時(shí)樣品內(nèi)部的溫度分布情況取
決于導(dǎo)熱系數(shù)、微波入射功率、微波照射時(shí)間和表面散熱的
情況。導(dǎo)熱系數(shù)大,有利于使試樣內(nèi)部溫度梯度減小,改善溫度
均勻性。微波入射功率和照射時(shí)間的增加都能使樣品內(nèi)部各處溫
度升高,但增加功率的效果顯著一些。對于大尺寸試樣的凝膠固
化,易用小功率長時(shí)間,否則中心不易升到較高溫度,中心不易
固化。當(dāng)微波頻率為2.45GHz時(shí),試樣的厚度要求不大于
15cm。
反應(yīng)熱等靜壓技術(shù)以傳統(tǒng)的熱等靜壓為基礎(chǔ),把粉末混合物
或壓坯真空封閉于密閉包套內(nèi)并置于高壓容器內(nèi),同時(shí)施加高溫
高壓,進(jìn)行材料合成并完成致密化。與反應(yīng)熱壓法相比,反應(yīng)熱等
靜壓法壓力較高,分布均勻,可以獲得高性能及形狀相對復(fù)雜的制
品。反應(yīng)熱等靜壓技術(shù)的不足在于生產(chǎn)效率低,生產(chǎn)成本高。