注射成型(MgCoNiCuZn)O高熵陶瓷的微观组织与性能.docx
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1、注射成型(MgCoNiCUZn)O高端陶瓷的微观组织与性能前言:(MgCoNiCuZn)O高燧陶瓷又称燧稳定氧化物。该材料的五种氧化物前驱体 在晶体构型、阳离子配位数以及阳离子电负性方面不完全相同,其中:MgO-ZnO 和CuO-NiO等二元系统并不能形成完全固溶体。在该种材料中,氧原子占据 一套面心立方晶格点阵,五种金属原子随机分布于面心立方结构的八面体间隙形 成岩盐结构。高构型烯和高嫡效应由于会产生超大介电常数,优异的锂离子导电性、磁性 能以及催化性能等功能特性,因而(MgCoNieUZn)O高嫡陶瓷受到广大研究者青 睐。目前,该材料的制备工艺主要包括固相合成法、雾化喷雾热解法、火焰喷雾
2、热解法、共沉淀法、低温燃烧合成法、闪烧合成法等。在许多先进陶瓷成型方法中,注射成型技术由于具有可批量生产小尺寸、高 精度、复杂形状零部件且成本低等优势而倍受关注。该技术主要包括喂料制备、注射成型、脱脂以及烧结四个工艺过程。喂料主 要包含有机粘结剂和陶瓷粉末,有机粘结剂主要由润滑剂、骨架粘结剂以及表面 活性剂三部分组成。有机粘结剂可以充分保证喂料的流动性、成型性能,并能够 在脱脂过程中从坯体中充分脱除出去。注射成型技术已经成功应用于多种材料的合成制备,主要包括AI2O3、ZrO2、 CaO Co2、MgAI2O4、SiC、AIN、Si3N4 ZrB2等。高端陶瓷构件具有优良力学性能和功能特性,但
3、尚未有关于高埔陶瓷材料注 射成型方面的研究。因此,本研究以多主元的(MgCONiCUZn)O为研究对象,通 过注射成型工艺制备高端陶瓷。1实验以上海水田科技有限公司生产的Mgo(纯度99.9%,粒径2.5 pm)、Coo(纯 度 99.9%,粒径 1.0m)NiO(纯度 99.9%,粒径 1.0 pm)、CUo(纯度 99.9%,粒径1.0m)和ZnO(纯度99.9%,粒径1.0 m)为原料制备(MgCoNiCUZn)O 高端陶瓷。注射成型制备工艺如图1所示。图1注射成型制备(MgCONiCUZn)O高嫡陶瓷工艺流程在球磨混合阶段,以无水乙醇为球磨介质,五种等摩尔比的氧化物粉末和 少量的硬脂酸
4、(SA)在行星球磨机(QM-3SP4)中进行球磨混合试验,研磨球和球 磨罐均为AI2O3材质,球磨机转速为300 rmi-球磨时间为6 h0球磨完成 后将混合浆料于40 C恒温干燥箱中充分干燥并研磨破碎。图2球磨混合粉末SEM形貌将干燥粉末(SEM形貌如图2所示)和有机粘结剂(聚乙烯(PE)、聚丙烯 (PP).石蜡(PW)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP),粘结剂配比见表1)按照50%的固 含量在密炼机(KY-3220A-1L)中进行喂料制备试验,试验温度为170 、密炼 机转速为40 rmin 时间为45 min。表1粘结剂的物理性能Tab. I Physical properties of th
5、e binders l2,ComponentContents (wt.%)Density (g em ,)Decomposition temperature (0C)Paraffin Wax (PW)560.90180-320Dibutyl Phthalate (DBP)51.05100-150Polypropylene (PP)80.91350-470Polyethylene (PE)260.9542(M80Stcaric acid (SA)50.94263-306然后,喂料置于注射成型设备(V35-CIM)中进行注射成型试验,注射温度 和压力分别为180 C和110 MPa,生坯尺寸为5
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