氧化锆粉末表面改性及其注射成形工艺研究

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1、中南大学硕士学位论文摘要摘要在陶瓷注射成形过程中，Zr02粉末与传统蜡基粘结剂润湿性差、喂料粘度大、装载量低、脱脂速率慢、烧结效果不理想、尺寸精度不易控制、易产生各种缺陷。采用改性剂S对Zr02粉末进行表面改性处理，制备出了有机／无机包覆的陶瓷粉末；研究了表面改性对Zr02粉末的极性、粒度、安息角、松装密度和振实密度以及对注射成形工艺的影响；重点讨论了粘结剂和喂料的流变性能；研究了直接热脱脂和溶剂脱II+热脱脂两种脱脂工艺；详细分析了烧结温度对氧化锆陶瓷致密化过程和透明度的影响。研究结果表明：1、表面改性使氧化锆粉末由极性粉末变为非极性粉末，显著降低了粉末与环己烷的润湿角，降低

2、了粉末颗粒间的摩擦力，减少了团聚，表面改性还明显降低喂料粘度，减弱粘度对剪切速率和温度的敏感性，提高了喂料的综合流变性能，并且具有良好的成形性。通过表面改性后氧化锆粉末更适合于注射成形，更有利于制备高均匀、高分散、高装载量的陶瓷喂料。2、采用直接热脱脂工艺，粘结剂有序地分三步脱除，整个工艺用时为66小时。采用正庚烷作溶剂，40"C脱脂4h后加快热脱脂的升温速度，整个工艺过程只需34小时便可得到无缺陷的脱脂坯，大大的缩短了脱脂时间。3、烧结温度对烧结体的密度和陶瓷托槽的透明度有很大的影响，随着温度增加，烧结体密度和透明度都增加。烧结温度为1550。C时，密度增加到5．949／cm

3、3(99％)，孔隙减少，晶粒长大，托槽呈现半透明。4、表面改性可以减少CIM中各种缺陷，减小烧结T中南大学硕士学位论文摘要体抗弯强度值的离散度，提高材料的可靠性和三维方向的均匀收缩。关键词：氧化锆陶瓷注射成形，表面改性，团聚，装载量，流变性能，脱脂，烧结II中南大学硕士学位论文AbstractABSTRACTInCIMprocess，thepoorwettabilitybetweenzirconiapowderandwax—basedbinderresultsinhighfeedstockviscosity、lowloading、lowdebindingrate、lowdime

4、nsionprecisionanddefectseasily．Organic／inorganiccoatingceramicpowderswerepreparedbyapplyingsurfacemodifyingreagentStomodifythezirconiaparticle’Ssurface．Theinfluenceofsurfacemodificationonbothpowderpropertiesandprocessofceramicinjectionmoldingwasstudied．Therheologicalpropertyofbinderandfeedst

5、ockswasdiscussed．Twodifferentdebindingprocesses，directthermaldebindingandsolventdebinding+thermaldebinding，wereresearchedparticularly．Inaddition，theeffectsofsinteringtemperatureondensificationandtransparenceofzirconiaceramicwereanalysedindetail．Theconclusionshaveshowedthat，(1)Thepolarityofth

6、emodifiedparticleswaschanged，thewettingcontactangleofthemodifiedpowderwithdimethylbenzenewerereduced，theagglomerationofthemodifiedpowderwasalsoreduces，meanwhile，surfacemodificationinfluencedtherheologicalpropertyofceramicfeedstocksmarkedly．Viscositywasreducedevidentlyandthesensitivitytostear

7、ingspeedandtemperaturewasalsoweakenedbythesurfacemodification．Thefeedstockpreparedbythemodifiedpowdernotonlyexhibitslowviscositybutalsohasexcellentformability．TheceramicinjectionmoldingfeedstocksmadeofIII中南大学硕士学位论文Abstractthemodifiedpowderexhibited