碳化硅陶瓷水基浆料的流变性研究.pdf

第33卷第3期 《陶瓷学报》 V01．33．No．3 2012年9月 J0URNALOFCERAMICS Sep．2012 文章编号：1000-2278(2012)03—0289--06 碳化硅陶瓷水基浆料的流变性研究 姜 自旺 林文松 王婕丽 满忠标 宋诗高 许 浩 (上海工程技术大学材料工程学院，上海 201620) 摘 要 主要研究了分散剂．pH、颗粒级配等因素对 SiC水基浆料流变性能的影响，并分析了其原因。结果表明，各分散剂对sic浆料 粘度影响效果的大小顺序依次为：四甲基氢氧化铵(TMAH)六偏磷酸钠(SHMP)聚乙二醇(PEG)。TMAH、SHMP、PEG三种分散 剂的最佳用量分别为0．8wt．％、0．6wt．％、1．0wt．％，最佳 pH为 13，最佳颗粒级配(F220，Fl200，下同)为 1．5，当固相体积分数超过50％ 后SiC浆料的粘度急剧增加。通过优化工艺参数，制备出了流动性较好 ，固相体积分数为50％、粘度为500mPa。S的SiC陶瓷浆料。 关键词SiC浆料；分散剂；流变性 ；粘度 中图分类号：TQ174．75 文献标识码：A 量的聚乙二醇 20000为碳化硅分散剂的研究目前还 未见报道。为此 ，作者选用六偏磷酸钠和平均分子量 0 引 言 为 19000的聚乙二醇20000为分散剂，探讨了其对碳 化硅粉体的分散效果并将其与常见分散剂TMAH的 碳化硅陶瓷具有硬度高、高温强度大、耐腐蚀、耐 分散效果进行了比较，在．此基础上深入研究了pH、固 磨损、耐热冲击、抗氧化以及热导率高、膨胀系数小等 相体积分数等因素对浆料流变性的影响，并分析了其 优点，被广泛应用于耐腐蚀机械密封件 、热交换器部 原因。 件 、陶瓷发动机部件、核燃料冷却堆包覆材料等领 域[1441。碳化硅陶瓷的成型方法主要有干法和湿法(胶 2 实 验 态成型)两大类，其中胶态成型 由于具有坯体缺陷 (团聚、空隙)可控、密度高、均匀性好、工艺成本低、可 靠性强以及可成型复杂形状陶瓷零部件等优点而受 2．1实验原料及仪器 到人们的广泛关注。 试验用原料主要有 220目 (F220)和 1200目 胶态成型的关键之处是高固含量、低粘度，流变 (F1200)的碳化硅粉体，平均粒径分别为67p,m、12p,m， 性和稳定性好的陶瓷浆料的制备翻[。高固含量有利于 均由潍坊新方精细微粉有限公司生产；四甲基氢氧化 提高制品的密度，减少烧结时的开裂、变形；低粘度则 铵(25％水溶液)，分析纯，江苏永华精细化学品有限公 有利于提高浆料的流动性、排除浆料中的气泡。为了 司生产；聚乙二醇 2OOOO(平均分子量为 ~9ooo)，分析 改善粉体在介质中的分散行为，获得流变性较好的陶 纯，中国医药集团上海化学试剂公司生产；六偏磷酸 瓷浆料，通常会加入一些分散剂 。关于碳化硅粉体 钠，分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司生产。实验 的分散剂，目前国内外已有学者对其进行了研究，其 用仪器主要有多功能搅拌器，HJ一5，金坛市城西丽华 中研究较多的是四甲基氢拿 铵 删、聚乙烯亚胺 ”【一121 实验仪器厂；pH酸度计，PHS-3C，上海圣科仪器设备 和聚乙烯吡咯烷酮 等，而以六偏磷酸钠和大分子