凝膠注模成型

1、凝膠注模成型一、凝膠注模成型工藝原理該工藝主要是通過制備低黏度、高固相體積分?jǐn)?shù)的漿料，再將漿料中的有機(jī)單體聚合使?jié){料原位凝固，從而 獲得高密度、高強(qiáng)度、均勻性好的坯體。二、凝膠注模成型工藝流程三、凝膠注模成型用凝膠體系1. 非水基凝膠體系非水基凝膠體系使用的是有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑除作為單體的溶劑外，還應(yīng)具備以下兩個特點(diǎn)。 在交聯(lián)反應(yīng)溫度時具有低的蒸汽壓。 本身黏度較低。非水基凝膠體系缺點(diǎn)：對環(huán)境有影響。2. 水基凝膠體系體系主要有兩種：丙烯酸酯體系和丙烯酰胺體系。丙烯酸酯體系需要共溶劑，且有相分離現(xiàn)象，引發(fā)預(yù)混液凝膠反應(yīng)不徹底，并且分散效果不佳。目前普遍使 用的是丙烯酰胺體系。水基凝膠體系的優(yōu)點(diǎn)

2、：降低了漿料黏度，干燥過程更容易控制，避免了有機(jī)溶劑造成的空氣污染。四、交聯(lián)聚合反應(yīng)1. 先配置含單體和交聯(lián)劑的預(yù)混液。預(yù)混液中單體含量一般不低于20%。2. 過硫酸俊或過硫酸鉀常被作為引發(fā)劑使用。3. 交聯(lián)聚合反應(yīng)的速率課通過添加催化劑來控制，添加量一般不超過0.1%。4. 單體交聯(lián)聚合反應(yīng)式 鏈引發(fā)I 2 2IM I IM式中，2為引發(fā)劑，M為給定單體（至少有一個雙鍵）。 鏈增長IM M IMM M IM 2MnM IM n 2 M 鏈終止IM n 2M IM m.2M = IM m.n.sM單體的交聯(lián)聚合反應(yīng)為放熱反應(yīng)。五、凝膠注模成型的影響因素坯體密度：高的坯體密度可保證坯體質(zhì)量，減少

3、燒結(jié)收縮率，控制制品的密度，降低燒結(jié)溫度，從而降低燒結(jié)成 本，利于規(guī)?；a(chǎn)。1. 坯體密度的均勻性：均勻性好的坯體有利于燒結(jié)過程中坯體均勻收縮，不產(chǎn)生變形和開裂。2. 粉體粒度：選擇較細(xì)的、粒徑分部狹窄的粉體。一方面較細(xì)的顆粒在漿料中可避免沉降，另一方面較細(xì)顆粒 組成的坯體燒結(jié)溫度較低。3. 單體成本：一般相對較高，對制備形狀簡單且附加值低的產(chǎn)品不具備優(yōu)勢。六、凝膠注模成型工藝的特點(diǎn)1. 適用范圍廣，可制備單一材料或復(fù)合材料。2. 已發(fā)展為水基凝膠注模成型工藝。3. 流動的液態(tài)漿料充分填充于模具中，可制備出復(fù)雜形狀的部件。4. 生坯強(qiáng)度高，塑性較好，可機(jī)加工成更為精密的部件。5. 對模具要求

4、不高。6. 燒結(jié)后的部件純凈度高。七、Al 2O3-MgO?1.35 Al 2O3復(fù)合漿料的凝膠注模成型1. 預(yù)混液組成的確定單體丙烯酰胺（AM）和交聯(lián)劑N, N '-亞甲基雙丙烯酰胺（MBAM）及分散劑ANS P溶入水中形成預(yù)混液，在 預(yù)混液中加入剛玉和富鋁尖晶石粉體，用攪拌機(jī)攪拌20分鐘后制成漿料。2. 凝膠注模成型坯體的制備漿料在注漿前加入引發(fā)劑 APS和催化劑TEMED ,在加入的同時快速攪拌漿料。待漿料脫氣后注入到不銹鋼 或玻璃模具中。在常溫或烘箱中引發(fā)凝膠反應(yīng)，得到的Al2O3-MgO?1.35 Al 2O3濕坯放置在適度不低于 50%的環(huán)境下自然干燥48小時以上，然后放在

5、鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行干燥。然后就是排膠。排膠就是把單體聚合反應(yīng)形成的聚合物以及添加的各種沒有參加反應(yīng)的殘留有機(jī)物排除坯體體外的過程。最后一個環(huán)節(jié)就是燒結(jié)。3. 凝膠注模成型坯體制備條件的確定 單體和交聯(lián)劑單體和交聯(lián)劑比例適宜時制成的坯體強(qiáng)度較高。通過對坯體抗折強(qiáng)度進(jìn)行研究可以確定二者的比例。凝膠注 模成型坯體強(qiáng)度產(chǎn)生機(jī)理是靠單體在粉體顆粒間聚合形成相互交聯(lián)的聚合物-溶膠凝膠。 引發(fā)劑和催化劑單體丙烯酰胺凝膠反應(yīng)包括兩個過程，即鏈的引發(fā)和鏈的增長。在鏈增長階段，AM聚合時放熱明顯。引發(fā)劑ASP的量不可加入過多，原因有兩個：一是引發(fā)劑會占據(jù)過多空間，會導(dǎo)致聚合物網(wǎng)絡(luò)變得太短反而 影響凝膠結(jié)構(gòu)的形成。二是其離子強(qiáng)度高且呈酸性，在高離子強(qiáng)