碳化硅陶瓷凝膠注模成型工藝
凝膠注成型工藝是制備碳化硅陶瓷部件的基礎,該工藝是一種精細的膠態(tài)成型工藝(Colloidalprocessing),可實現(xiàn)大尺寸、復雜結構坯體的高強度、高均勻性、近凈尺寸成型,陶瓷料漿制備是凝膠注模成型工藝中的關鍵環(huán)節(jié)之一。
就碳化硅在光刻機構件中的應用而言,分散良好、高穩(wěn)定性水基碳/碳化硅料漿的制備是獲得優(yōu)質、均勻結構碳/碳化硅坯體的前提。此外,料漿具有高的固相體積分數(shù)則可以有效減小陶瓷坯體干燥時的收縮,有利于實現(xiàn)陶瓷部件的近凈尺寸成型。相應地,陶瓷料漿的制備需要解決兩大難題:一是碳和碳化硅兩種陶瓷粉料在相同條件下的均勻分散,二是盡可能提高料漿的固相含量。
制漿完成后,凝膠注模成型工藝通常采用丙烯酰胺(AM)和N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM)等作為有機單體,以過硫酸鹽作為引發(fā)劑,通過單體自由基聚合實現(xiàn)對陶瓷懸浮體的原位固化成型。但對于含碳陶瓷料漿,常規(guī)方式的聚合誘導期很短,實現(xiàn)凝膠注模成型則相對困難,需加入在碳基體系料漿里能夠延緩單體聚合的添加劑,使陶瓷料漿有充足的時間充滿復雜模具,實現(xiàn)復雜形狀制品的制備。
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