钛酸钡前驱体陶瓷墨水的制备及后处理工艺研究

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1、图书分类号O614密级非密UDC硕士学位论文钛酸钡前驱体陶瓷墨水的制备及后处理工艺研究吴彩云指导教师（姓名、职称）杨晓峰（副教授）申请学位级别理学硕士专业名称化学论文提交日期2018年4月2日论文答辩日期2018年5月26日学位授予日期年月日论文评阅人申迎华（教授）高建峰（教授）答辩委员会主席谢鲜梅（教授）2018年6月6日中北大学学位论文钛酸钡前驱体陶瓷墨水的制备及后处理工艺研究摘要钛酸钡（BaTiO3）作为一种传统的电介功能陶瓷材料，可以应用于陶瓷元件的制造。近几年，随着陶瓷产业的发展，陶瓷元件逐渐向微型化、个性化方向发展，且新型陶瓷元件的制造与成型工艺有着密切的关系。因此，对钛

2、酸钡成型工艺提出了更加精密化、快速化的要求。目前，影响成型工艺的因素主要有：钛酸钡成型材料的开发、成型精度的提高及应用领域的拓宽等。关于成型工艺需求，本论文制备可用于成型的钛酸前驱体陶瓷墨水，并研究制备方法，分散介质，分散剂，固相含量等因素对墨水的稳定性、粘度、表面张力、粒径分布等性能的影响。此外，还对钛酸钡前驱体陶瓷墨水的喷涂性能及后处理工艺进行研究。研究表明：（1）将钛酸钡前驱体颗粒研磨，得到的钛酸钡前驱体粉体可以过270目标准筛。（2）在乙醇、蒸馏水、正丁醇、异丙醇四种不同分散剂中，以异丙醇作为分散剂时，稳定性较好。（3）在聚乙烯醇（PVA）、聚乙二醇20000（PEG）、聚丙

3、烯酸（PAA）、壬基酚聚氧乙烯醚（TX-10）四种分散剂中，使用聚乙二醇20000为分散剂时，稳定性较好。（4）对制备工艺进行优化，选出分散剂的最佳浓度在5wt%（相对于墨水中钛酸钡前驱体的质量而言）；选出钛酸钡前驱体的质量分数在5%～16%之间；前驱体陶瓷墨水的粒径分布在1～50nm之间。在高剪切率下粘度在16～19mPa·s之间，表面张力在34～39mN/m之间，流变性参数Z均在1～10之间，可以形成稳定的墨滴，符合快速成型中陶瓷墨水的性能要求。（5）对流变性能良好的钛酸钡前驱陶瓷墨水进行喷涂实验，及使用干压成型和烧结技术对陶瓷墨水进行后处理。研究表明：在喷涂实验中，温度为60℃

4、左右，压力为0.45～0.5Mpa，喷枪与铜箔的距离为20～30cm时，有很好的喷涂效果；在成型实验中，升温速率越慢、烧结温度越高、成型压力越大、保压时间越长，陶瓷坯体越致密。且最佳成型条件为，成型压力为10MPa，烧结温度为1000℃，保压时间为5min，制得的钛中北大学学位论文酸钡陶瓷坯体的致密度最好，且体积密度达到81.6%。关键词：钛酸钡，球磨分散法，陶瓷墨水，流变性，成型性中北大学学位论文Preparationofbariumtitanateprecursorceramicinkandstudyonitspost-processedAbstractBariumtitanat

5、e(BaTiO3),asatraditionaldielectricfunctionalceramicmaterial,canbeappliedtothemanufactureofceramiccomponents.Inrecentyears,withthedevelopmentofceramicindustry,ceramiccomponentshavegraduallydevelopedtowardsminiaturizationandindividualization,andthemanufacturingofnewceramiccomponentshasacloserelat

6、ionshipwiththemoldingprocess.Therefore,therequirementsofmoreprecisionandfasterisproposedtothemoldingtechnology.Themainfactorsaffectingthemoldingtechnologyarethedevelopmentofmoldingmaterials,theimprovementofthemoldingprecisionandthewideningoftheapplicationfield.Inviewofthesemoldingtechnologyrequ

7、irements,Inthisthesis,preparationofbariumtitanateprecursorceramicinkforbariumtitanatemolding,andresearchtheinfluenceofpreparationmethods,dispersingmedium,dispersantandsolidcontentontheinkperformance.Inaddition,thespraypropertiesan