陶瓷成型用有机模具的制备及其性能表征

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用于陶瓷成型的传统模具是石膏模具,但石膏模具的一些缺点已经制约了陶瓷生产的发展。为了克服石膏模具的局限性和提高陶瓷的品质和生产效率,未来陶瓷工业的趋势是使用压力注浆技术。而压力注浆成型的技术主要依赖于高强度、孔径分布合理、吸水性好的新型模具。针对这个问题,本论文研究了PMMA基微孔模具的制备、环氧树脂基微孔模具的制备、最后采用压力注浆的方式表征制备模具的性能。采用单体—PMMA—水悬浮系统制备了PMMA基微孔模具。通过改变乳化剂—水的总量以及乳化剂-水体系中乳化剂的浓度,采用静置计时的方式表征悬浮液的稳定性;讨论了乳化剂-水的加入量、单体的加入量、PMMA的粒径对模具的气孔率及抗压强度的影响。结果表明:当PMMA:MMA=3:1,加入乳化剂-水体系中乳化剂的浓度为10%,乳化剂-水的加入量为30%、34%、37%、41%时,悬浮液稳定;当乳化剂-水的加入量从30%增加到41%时,模具材料的气孔率增加,抗压强度降低;当单体含量增加到18%时,模具的气孔率降低,抗压强度降低;增大PMMA的粒径,气孔率增大,抗压强度降低。用自乳化环氧树脂固化剂将环氧树脂乳化成O/W型乳液,加入SiC作填料,制备了孔径范围在微米级,抗压强度大于20MPa的环氧树脂基微孔模具。通过测定浆料的粘度确定了制备模具的加水量,结合斯托克斯沉降原理,加入硅酸镁锂作防沉剂,最后通过实验确定了合适的固化制度。结果表明:当环氧树脂:自乳化固化剂:SiC=1:1:6时,加入水的量为18.4%-24.5%,加入2%的硅酸镁锂作防沉剂获得了低剪切速率下高粘度、较大剪切速率范围下低粘度的浆料,模具气孔率和吸水率满足压力注浆的要求;采用80℃水浴预固化1小时,120℃加温固化半天的固化制度,环氧树脂固化完全。用压力注浆的方式对环氧树脂基模具进行表征。结果表明:采用缓慢加压的方式可以提高坯体均匀性。在0.6MPa下,坯体密度可提高3%。
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