六方氮化硼新型胶态成型技术及无压烧结致密化机理研究

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1、江苏大学硕士学位论文摘要六方氮化硼(h-BN)是一种片状结构陶瓷材料，具有高熔点，热膨胀系数小，热导率高等优点，但是其烧结性能较差，目前六方氮化硼陶瓷制品的主要制各方法是采用热压烧结的方法，但是热压烧结的方法对制品的几何尺寸有明显的限制。并且六方氮化硼作为一种瘠性材料，其复杂形状坯体成型非常困难，传统的成型方法难以获得复杂形状的坯体。因此六方氮化硼陶瓷的无压烧结和新型成型技术研究是六方氮化硼陶瓷材料实际应用的基础。陶瓷凝胶注模成型工艺是一种新颖的成型工艺，具有很好的应用前景。它将高分子化学单体聚合的思路引入到陶瓷成型工艺中，可制备高强度、高均匀性的陶瓷坯体。本课题针对h—BN陶瓷的凝胶注模

2、成型工艺中的低粘度且高固相体积分数浓悬浮体的制备，对比研究了PAA(聚丙烯酸)和PM从(聚丙烯酸铵改性)对h—BN浆料流变特性的影响。结果表明：对于该体系用PAA(聚丙烯酸)分散剂比PMAA(聚丙烯酸铵改性)更有效。同时，对六方氮化硼复杂形状陶瓷件采用凝胶注模工艺成型进行了研究，着重就有机单体含量与配比对胶体性状的影响、料浆加入引发剂后的凝胶固化行为、催化剂对凝胶固化性能的影响、以及单体和引发剂加入量对坯体干燥性状的影响等进行了研究。考虑到近来t—BN被认为是解决六方氮化硼烧结致密化困难的一个有效途径。我们以尿素、硼酸为原料合成一种六方氮化硼，即t—BN(turbostraticboron

3、nitride)粉体。用XRD、SEbi及激光粒度分析等手段对所制各氮化硼粉体进行研究。发现所制备的氮化硼粉体是较纯的t-BN，且为平均粒径在亚微米尺寸的球形颗粒。同时本文探讨了以六方氮化硼为基体，A1：0。，YzO。和B匙为添加剂，在略高于一个大气压的N：气氛下，于1700℃～1850℃左右进行无压烧结。研究结果表明，随Y20，和A1：0。的含量的增加，烧结体的致密度明显提高，强度明显上升。并且Bn作为一种烧结助剂可以有效地提高烧结体的致密度、降低材料的烧结温度。关键词：六方氮化硼，无压烧结，凝胶注模江苏大学硕士学位论文ABSTRACTHexagonalboronnitrideisaki

4、ndofceramicmaterials诵t11flatstructure，havinghighmeltingpoints，lowhotexpansioncoefficient，hi曲thermalconductancerate．Butitssinteringperformanceisrelativelybad．Themainsinteringmethodofhexagonalnitrogenboronceramicsishotpressingsinteringatpresenhbutthegeometryoftheproductsisobviousrestrictedbyhotpress

5、ingsinteringmethod．And够aleanmaterial．hexagonalboronnitrideisdifficulttoformcomplexshape，itisdifficulttogetcomplexshapegreenbyconventionalformingtechnology．Sopressurelesssinteringprocessandnewformingtechnologyofhexagonalboronnitrogenisnecessarytostudyatpresent．Byintroducingtheconceptoforganicmonome

6、rpolymerizationchemistryintotheceramicformingtechniques，gel-castingofceramicshaSbecomeanovelformingmethodbywhichaceramicgreenbodywithgooduniformityandhi曲strengthCallbeprepared．InthepapeLinordertoprepareaconcentratedsuspensionwithlowviscosityandhi．出solidvolumecontentisstudied．Thetheologicalproperti

7、esofh-BNsuspensionswithtwodispersants，PAAandmodifiedPMAA-NI-h，werecompared．TheresultsshowthatPAAismoreeffectivethanmodifiedPMAA-NH4whichiSusedfrequently．ThecomplexshapegreenbodyofhexagonalboronnitrideobtainedbyGe