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高致密度熔融石英陶瓷研究

作　者: 吕锋
导　师: 张玉军；袁向东
学　校: 山东大学
专　业: 材料工程
关键词: 熔融石英致密度注凝成型陶瓷制品陶瓷研究高强度高均匀性可靠性固相含量介电常数
分类号: TQ174
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

石英陶瓷是指以石英玻璃或熔融石英为原料,经破碎、成型、烧成等一系列陶瓷的制作工艺制备的制品,又称为熔融石英陶瓷。熔融石英陶瓷由于有着优异的抗热震性,低的热导率和低的热膨胀系数等一系列的优良性能,在冶金、玻璃、化工、航天等多个领域得到越来越广泛的应用。注凝成型工艺是传统的胶态成型与有机化学理论相结合的新型陶瓷成型工艺方法,靠颗粒之间的作用力或者悬浮体内部的一些载体的性质的变化,使悬浮体从液态转变成固态。在浓悬浮体从液态转变成固态的过程中,体积没有收缩。注凝成型技术首次使用较低含量的有机物使陶瓷料浆原位固化,大大提高了陶瓷部件显微结构的均匀性,增加了陶瓷材料的可靠性。应用该工艺可以对石英陶瓷的生产实现高强度、高均匀性以及近净尺寸坯体的生产,可使产品的致密度以及可靠性均有较大程度的提高。本文系统研究了熔融石英陶瓷注凝成型料浆制备、动态注凝成型、干燥、烧成等工艺过程对产品性能的影响,成功地制备了高强度并具有高可靠性的熔融石英陶瓷制品;借助于X射线衍射、扫描电子显微镜对材料的相组成和微观结构进行了分析,并对制备的熔融石英陶瓷制品进行了性能测试和无损探伤研究。研究结果表明:在石英陶瓷的注凝成型过程中,固相含量、颗粒分布、pH值是影响料浆性能的主要因素;颗粒组成、烧结助剂的加入量、固相含量、烧成制度是影响制品性能的主要因素。采用动态成型工艺,合理控制原料配比、颗粒级配,严格控制制浆、注凝成型、干燥、烧成等工艺参数,就可以获得高强度、高致密度的熔融石英陶瓷制品。所生产的熔融石英陶瓷制品,经检测分析具有较高的强度、致密度和可靠性,结构均匀。制品的性能指标为:密度:1.96g/cm³,弯曲强度65.2MPa,介电常数3.18,损耗角正切5.3×10^-4;制品（φ330×750mm）的整体均匀性:密度差小于0.04g/cm³,密度离散系数6.1%,介电常数差小于0.03,介电常数离散系数0.7%;材料的热震稳定性温度达到1100℃。通过工业CT对坯体扫描分析,制品内部结构均匀、无缺陷,说明产品具有较高的使用可靠性。

全文目录

目录  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-8
第一章绪论  8-21
  1.1 熔融石英陶瓷简介  8
  1.2 国内外研究现状  8-9
  1.3 石英陶瓷的特性  9-12
  1.4 熔融石英陶瓷的制备  12-19
  1.5 课题的提出  19
  1.6 研究内容和工艺路线  19-21
第二章技术背景  21-31
  2.1 熔融石英料浆体系  21-27
  2.2 动态注凝成型技术  27-29
  2.3 干燥及烧成技术  29-31
第三章研究内容及实验方法  31-36
  3.1 研究内容  31
  3.2 实验原料  31-33
  3.3 实验设备  33
  3.4 制备工艺  33-36
第四章动态凝胶注模石英陶瓷制备工艺研究  36-50
  4.1 料浆的制备及影响料浆性能的因素  36-38
  4.2 制品的成型  38-39
  4.3 制品的干燥及烧成  39-41
  4.4 制品的性能测试  41
  4.5 分析与讨论  41-49
  4.6 本章小结  49-50
第五章动态凝胶注模石英陶瓷生产工艺研究  50-56
  5.1 生产设备  50-52
  5.2 解决的技术问题  52
  5.3 产品性能检测  52-56
第六章研究工作总结和结论  56-58
参考文献  58-60
在读期间发表的论文及参加的科研项目  60-61
致谢  61-62
学位论文评阅及答辩情况表  62

高致密度熔融石英陶瓷研究

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