凝膠注膜成型ppt課件

1、凝膠注膜成型工藝凝膠注膜成型工藝1;.主要內容主要內容 凝膠注膜成型工藝簡介凝膠注膜成型工藝簡介 凝膠注膜成型工藝特點凝膠注膜成型工藝特點 凝膠注膜成型工藝流程圖凝膠注膜成型工藝流程圖 凝膠注膜成型工藝的根本原理凝膠注膜成型工藝的根本原理 凝膠注膜成型工藝的開展趨勢凝膠注膜成型工藝的開展趨勢 參考文獻參考文獻2 凝膠注膜成型工藝簡介凝膠注膜成型工藝簡介 凝膠注膜成型凝膠注膜成型(gelcasting) 是繼注漿成型、是繼注漿成型、注射成型之后開展起來的又一種近凈尺寸成型工注射成型之后開展起來的又一種近凈尺寸成型工藝，由美國橡樹嶺國家實驗室研制開發(fā)勝利，現(xiàn)藝，由美國橡樹嶺國家實驗室研制開發(fā)勝利，

2、現(xiàn)已實現(xiàn)已實現(xiàn)Al2O3 和和Si3N4 的工業(yè)化消費。它抑制注的工業(yè)化消費。它抑制注漿及注射成型的缺陷漿及注射成型的缺陷,承繼它們的優(yōu)點承繼它們的優(yōu)點,成為一種成為一種獨具特征又極具前景的新型陶瓷成型工藝。獨具特征又極具前景的新型陶瓷成型工藝。3 凝膠注膜成型工藝特點凝膠注膜成型工藝特點 Gelcasting基于傳統(tǒng)的陶瓷制造工藝和有機化學知識的結合，將陶瓷粉末分散在有機單體溶液中，有機單體在催化劑/ 引發(fā)劑或熱作用下，發(fā)生原位聚合反響構成網(wǎng)狀構造將陶瓷粉末包裹其中，成為硬實的壞體。 相對注漿成型來說，Gelcasting 成型周期短，制品的構造與密度均勻，性能穩(wěn)定可靠；與注射成型相比，凝膠

3、注模成型不需求昂貴的成型模具，普通以水作分散介質，只需少量的粘合劑，因此不需求嚴厲的排膠工序，適宜批量消費及特殊制件的一次成型。4綜上所述，綜上所述， Gelcasting Gelcasting 工藝特點為：工藝特點為：(1)(1)工藝過程時間短、所用設備價廉，制造本錢低；工藝過程時間短、所用設備價廉，制造本錢低；(2)(2)制品的構造和密度均勻，對制品的外形與尺寸受限制?。恢破返臉嬙旌兔芏染鶆?，對制品的外形與尺寸受限制??；(3)(3)有機單體含量低，產品尺寸精度高，坯體強度高可達有機單體含量低，產品尺寸精度高，坯體強度高可達30MPa30MPa，可進展機械加工，適宜，可進展機械加工，適宜進展

4、較復雜的成型加工。進展較復雜的成型加工。5 凝膠注膜成型工藝流程圖凝膠注膜成型工藝流程圖溶劑溶劑+有機有機單體單體+交聯(lián)交聯(lián)劑劑預混液預混液無機粉體無機粉體+分散劑分散劑研磨研磨混合混合脫氣脫氣料漿料漿催化劑催化劑+引發(fā)劑引發(fā)劑注膜注膜固化固化脫模脫?？菰锟菰锱拍z排膠燒結燒結機加工機加工6 Gelcasting Gelcasting工藝的根本原理是在低粘度高固相含量的料漿中參與有機單體，在催化劑工藝的根本原理是在低粘度高固相含量的料漿中參與有機單體，在催化劑和引發(fā)劑的作用下，使料漿中的有機單體交聯(lián)聚合成三維網(wǎng)狀構造，從而使料漿原位固化成和引發(fā)劑的作用下，使料漿中的有機單體交聯(lián)聚合成三維網(wǎng)狀構造

5、，從而使料漿原位固化成型。然后再進展脫模、枯燥、去除有機物、燒結，即可得到所需的陶瓷零件。型。然后再進展脫模、枯燥、去除有機物、燒結，即可得到所需的陶瓷零件。 凝膠注膜成型工藝的根本原理凝膠注膜成型工藝的根本原理7 凝膠注膜成型工藝的開展趨勢凝膠注膜成型工藝的開展趨勢 凝膠注模成型工藝自問世以來，得到了迅猛發(fā)凝膠注模成型工藝自問世以來，得到了迅猛發(fā)展，其運用前景極為寬廣，值得進一步研討開發(fā)，其展，其運用前景極為寬廣，值得進一步研討開發(fā)，其今后的開展方向主要有以下幾個方面。今后的開展方向主要有以下幾個方面。 運用領域的拓展運用領域的拓展 環(huán)境友好型凝膠體系的開發(fā)環(huán)境友好型凝膠體系的開發(fā) 合理的凝

6、膠固化方法的研討合理的凝膠固化方法的研討 與激光選區(qū)燒結成型技術聯(lián)用與激光選區(qū)燒結成型技術聯(lián)用 熱可逆凝膠注模成型的開展熱可逆凝膠注模成型的開展8 參考文獻參考文獻1 1 杜蛟杜蛟 . . 超細二氧化鋯凝膠注模成型研討超細二氧化鋯凝膠注模成型研討D.D.河北理工大學，河北理工大學，202120212 2 杜景紅杜景紅, ,史慶南史慶南 , ,嚴繼康等嚴繼康等. .凝膠注模在凝膠注模在PMN-PZTPMN-PZT壓電壓電陶瓷中的運用陶瓷中的運用J.J.昆明理工大學資料與冶金工程學院昆明理工大學資料與冶金工程學院, ,2005 (8):1229-032005 (8):1229-033 3 彭珍珍，

7、蔡舒，吳厚政彭珍珍，蔡舒，吳厚政. .陶瓷的凝膠注模成型及其陶瓷的凝膠注模成型及其研討現(xiàn)狀研討現(xiàn)狀J.J.天津大學教育部高溫構造陶瓷及工程加工天津大學教育部高溫構造陶瓷及工程加工技術重點實驗室技術重點實驗室,2004,200444余琴仙余琴仙, ,包鎮(zhèn)紅包鎮(zhèn)紅, ,苗立峰苗立峰. .氧化鋁凝膠注模成型的工藝氧化鋁凝膠注模成型的工藝研討研討J.J.江西省陶瓷工藝美術職業(yè)技術學院江西省陶瓷工藝美術職業(yè)技術學院,2021(8):,2021(8):0027-030027-039請?zhí)岢稣滟F意見請?zhí)岢稣滟F意見謝謝謝謝10;. 運用領域的拓展運用領域的拓展 Gelcasting 工藝首先是針對氧化鋁陶瓷研制

8、開發(fā)的,后來美國橡樹嶺國家實驗室又勝利地將其運用于氮化硅陶瓷部件的工業(yè)化消費。 近年Gelcasting曾經用消費各種陶瓷制品，從單一組分到復合組分，從簡單的片狀、管狀、到復雜的葉片、齒輪、渦輪轉子，從構造陶瓷到功能陶瓷。 今后，該工藝的運用還應進一步拓展，從非金屬粉末要逐漸推行到金屬領域，其尺寸范圍要進一步擴大，目前主要運用于微米級顆粒成型和較粗的耐火材料成型，納米顆粒的運用相對較少，細、密、勻、純是性能優(yōu)良資料的必要條件，因此研討納米級顆粒注凝有助于高、精、尖資料的開展。11 環(huán)境友好型凝膠體系的開發(fā)環(huán)境友好型凝膠體系的開發(fā) 最初的最初的Gelcasting Gelcasting 工藝采用

9、非水溶性丙烯酸工藝采用非水溶性丙烯酸凝膠體系凝膠體系, ,具有一定的毒性，既不利于操作人員的身體具有一定的毒性，既不利于操作人員的身體安康，又會給環(huán)境帶來一定的危害，因此積極尋求健安康，又會給環(huán)境帶來一定的危害，因此積極尋求健康無毒的凝膠體系勢在必行。國內外的研討者曾經在康無毒的凝膠體系勢在必行。國內外的研討者曾經在這方面做了很多有益的探求，如低毒性的甲基丙烯酰這方面做了很多有益的探求，如低毒性的甲基丙烯酰胺、無毒的藻酸鹽、天然凝膠大分子等都得到了較好胺、無毒的藻酸鹽、天然凝膠大分子等都得到了較好的運用。但研討者的目的并未到此終了，尋覓一種高的運用。但研討者的目的并未到此終了，尋覓一種高效無毒

10、的凝膠體系不斷是他們孜孜以求的目的。隨著效無毒的凝膠體系不斷是他們孜孜以求的目的。隨著全球環(huán)保和人類安康認識的日益加強，天然無毒的生全球環(huán)保和人類安康認識的日益加強，天然無毒的生物資料如明膠、瓊脂、殼聚糖等單體成為研討者物資料如明膠、瓊脂、殼聚糖等單體成為研討者的首選資料。的首選資料。12 合理的凝膠固化方法的研討合理的凝膠固化方法的研討 當前的固化方法根本上沿用了高聚物合成中的升溫當前的固化方法根本上沿用了高聚物合成中的升溫法，即將濃懸浮體漿料注模后，經過對模具加熱，使體法，即將濃懸浮體漿料注模后，經過對模具加熱，使體系溫度升高至系溫度升高至40408080，然后在此溫度下保溫一定時，然后在

11、此溫度下保溫一定時間，凝膠前驅體在引發(fā)劑作用下發(fā)生凝膠化反響，構成間，凝膠前驅體在引發(fā)劑作用下發(fā)生凝膠化反響，構成三維網(wǎng)絡構造，從而實現(xiàn)原位固化成型。三維網(wǎng)絡構造，從而實現(xiàn)原位固化成型。 參考高分子凝膠化學實際并經過實驗研討，發(fā)明了參考高分子凝膠化學實際并經過實驗研討，發(fā)明了一種氧化復原法引發(fā)陶瓷料漿凝膠化新技術。該技術以一種氧化復原法引發(fā)陶瓷料漿凝膠化新技術。該技術以過硫酸銨過硫酸銨- -亞硫酸銨水溶液作為氧化復原劑，混合后一亞硫酸銨水溶液作為氧化復原劑，混合后一次性參與也允許分別參與料漿中，攪拌均勻后注次性參與也允許分別參與料漿中，攪拌均勻后注模，在室溫下靜置即可使料漿快速均勻凝膠化。模，

12、在室溫下靜置即可使料漿快速均勻凝膠化。13 與激光選區(qū)燒結成型技術聯(lián)用與激光選區(qū)燒結成型技術聯(lián)用 與激光選區(qū)燒結成型技術與激光選區(qū)燒結成型技術SLSSLS聯(lián)用，可以成型聯(lián)用，可以成型復雜外形的陶瓷制件。首先用一種聚合物經過復雜外形的陶瓷制件。首先用一種聚合物經過SLSSLS成型成型出所需的自毀性模具框架出所需的自毀性模具框架( (該框架構造正好與所需的陶該框架構造正好與所需的陶瓷制件的理想外形相反，稱為聚合物反型瓷制件的理想外形相反，稱為聚合物反型) )，然后將配，然后將配制好的用于成型制好的用于成型PZTPZT的的gelcastinggelcasting陶瓷漿料注入該反型陶瓷漿料注入該反型模

13、具中。模具中。 在后續(xù)的燒結過程中，聚合物反型被整體燒掉在后續(xù)的燒結過程中，聚合物反型被整體燒掉, ,凝凝膠化的膠化的PZTPZT坯體由于具有很高的強度而勝利地堅持了其坯體由于具有很高的強度而勝利地堅持了其外形，直至燒結完成，得到外形及尺寸精度都很高的外形，直至燒結完成，得到外形及尺寸精度都很高的PZTPZT制件。制件。14 熱可逆凝膠注模成型的開展熱可逆凝膠注模成型的開展 普通普通gelcastinggelcasting工藝中的凝膠過程是化學過程，凝工藝中的凝膠過程是化學過程，凝膠構造為不熔融的大分子網(wǎng)狀構造，因此帶來一些問膠構造為不熔融的大分子網(wǎng)狀構造，因此帶來一些問題：漿液必需現(xiàn)用現(xiàn)配；

14、注漿后殘留于流道和模題：漿液必需現(xiàn)用現(xiàn)配；注漿后殘留于流道和模腔中的漿料由于構成網(wǎng)狀構造而難以去除，影響下次腔中的漿料由于構成網(wǎng)狀構造而難以去除，影響下次運用。新型的熱可逆運用。新型的熱可逆gelcastinggelcasting工藝可以處理以上問工藝可以處理以上問題。題。 熱可逆熱可逆gelcastinggelcastingTRGTRG是一種新型凝膠注模成是一種新型凝膠注模成型工藝，它包含一個快速可逆的交聯(lián)過程以構成聚合型工藝，它包含一個快速可逆的交聯(lián)過程以構成聚合物網(wǎng)絡。與普物網(wǎng)絡。與普gelcastinggelcasting工藝的不同之處在于該交聯(lián)工藝的不同之處在于該交聯(lián)過程是物理過程，而非化學過程。過程是物理過程，而非化學過程。1