一种采用非球形陶瓷颗粒制备高固相含量、低粘度陶瓷浆料的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用非球形陶瓷颗粒制备高固相含量、低粘度陶瓷浆料的方法，根据颗粒多级级配的思想，基于分形理论，类比连续颗粒分布模型中最公认的Funk‑Dinger方程，推导适用于非规则陶瓷颗粒的最紧密堆积公式，以此来指导设计粉体配方中粗细陶瓷粉末的配比。采用本方法设计并制备的陶瓷浆料，具有固相含量高、粘度低的特性，可用于陶瓷零件的胶态成型。该方法制备的浆料可满足微细结构陶瓷零件的成型，成型后的零件具有素坯强度高，后处理收缩小等优点。

A Method of Preparing Ceramic Slurry with High Solid Content and Low Viscosity Using Non-spherical Ceramic Particles

【技术实现步骤摘要】
一种采用非球形陶瓷颗粒制备高固相含量、低粘度陶瓷浆料的方法
本专利技术属于陶瓷胶态成型领域，涉及一种高固相含量、低粘度陶瓷浆料的制备方法，尤其是一种采用非球形陶瓷颗粒制备高固相含量、低粘度陶瓷浆料的方法。
技术介绍
凝胶注模技术自诞生以来，一直就致力于高固相含量、低粘度陶瓷浆料的制备，从而保证成型后可以获得结构复杂，力学性能优异的陶瓷制品。为了获得高固相含量、低粘度的陶瓷浆料，首先可以从陶瓷浆料的分散稳定性角度出发，清华大学的黄勇研究了不同分散剂对陶瓷浆料稳定性的影响，并得出了分散效果最佳的分散稳定机制：静电-空间双稳定机制，并通过测量粉体在浆料中的Zeta电位确定了分散效果最优时的浆料pH值；王峰研究了浆料pH值，分散剂含量对氮化硅浆料流变性的影响；宋贤良研究了含不同大小颗粒陶瓷浆料的分散稳定性。上述基于颗粒分散稳定性的浆料粘度控制方法虽然能在一定程度上提高浆料的流动性，但随着固相含量的增长，该方法在粘度控制上的作用将显著降低。其次，采用颗粒级配的方法实现浆料固相含量最大化是一种常见的浆料粘度调控方法。SMOlhero等利用三种不同粒径的二氧化硅颗粒制备了陶瓷浆料，发现颗粒粒径分布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用非球形陶瓷颗粒制备高固相含量、低粘度陶瓷浆料的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)选择采用同一种工艺制备得到的粒径不同的非球形陶瓷颗粒，基于分形原理对非球形陶瓷颗粒的形貌进行统一表征；2)根据颗粒多级级配法，类比连续颗粒分布模型中的Funk‑Dinger方程，推导出适用于非规则陶瓷颗粒的最紧密实堆积公式；3)根据最紧密实堆积公式设计浆料粉体配方中粗细陶瓷颗粒的配比；4)根据得到的粗细陶瓷颗粒的配比称取陶瓷颗粒粉末，与有机单体、交联剂及分散剂混合均匀，制备得到高固相含量、低粘度陶瓷浆料。

【技术特征摘要】
1.一种采用非球形陶瓷颗粒制备高固相含量、低粘度陶瓷浆料的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)选择采用同一种工艺制备得到的粒径不同的非球形陶瓷颗粒，基于分形原理对非球形陶瓷颗粒的形貌进行统一表征；2)根据颗粒多级级配法，类比连续颗粒分布模型中的Funk-Dinger方程，推导出适用于非规则陶瓷颗粒的最紧密实堆积公式；3)根据最紧密实堆积公式设计浆料粉体配方中粗细陶瓷颗粒的配比；4)根据得到的粗细陶瓷颗粒的配比称取陶瓷颗粒粉末，与有机单体、交联剂及分散剂混合均匀，制备得到高固相含量、低粘度陶瓷浆料。2.根据权利要求1所述的采用非球形陶瓷颗粒制备高固相含量、低粘度陶瓷浆料的方法，其特征在于，步骤1)中，至少选择两种粒径不同的非球形陶瓷颗粒，相邻陶瓷颗粒的粒径比大于2，且非球形陶瓷颗粒的粒径尺寸范围为1～150μm。3.根据权利要求1所述的采用非球形陶瓷颗粒制备高固相含量、低粘度陶瓷浆料的方法，其特征在于，步骤1)中，基于分形原理对非球形陶瓷颗粒粉末的形貌进行统一表征，是对选择的陶瓷颗粒粉末进行粒度分析，测量得出各陶瓷颗粒粉末的粒径分布曲线、中位粒径D50与比表面积；将陶瓷颗粒粉末近似为球形，根据粒径分布曲线与比表面积，用球形面积与体积公式求出各粒径陶瓷颗粒的表面积与体积，做出log[V]-log[S]散点图，根据散点图拟合直线，求出拟合直线斜率K，则颗粒的分形维数P＝3/K，分布系数n＝3-1.315P；分形维数P与分布系数n能够表征陶瓷颗粒形貌。4.根据权利要求3所述的采用非球形陶瓷颗粒制备高固相含量、低粘度陶瓷浆料的方法，其特征在于，步骤2)中，连续颗粒分布模型中的Funk-Dinger方程分布曲线，如方程(1)：式中：Di为颗粒粒径；Dmax为混合体系中的最大粒径；Dmin...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁中良，苗恺，李涤尘，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61