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《华中科技大学》 2017年
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陶瓷微成型工艺及其尺寸效应研究

杨龙  
【摘要】:常用的微成型材料为高分子和金属材料,而陶瓷材料具有良好物理性能和化学稳定性等优点,将陶瓷材料应用于微成型技术具有广阔的前景。本文将3YSZ陶瓷纳米粉体应用于微注射成型和光固化成型制备微型器件,并研究了微成型中的尺寸效应。本文通过3YSZ纳米粉体、石蜡、乙烯乙酸乙烯共聚物制备了微注射成型喂料。降低固相含量,升高温度,增大剪切速率,都会降低喂料粘度;提高粉末装载量,增大剪切速率,都会提升喂料热稳定性。综合喂料粘度与热稳定性的要求,选定50%装载量为最佳配比,研究了注射温度和注射压力对该喂料成型外观和烧结致密度的影响,确定了该喂料最佳注射条件。调控脱脂及烧结工艺,制备了致密度为99.5%,特征尺寸微米级的氧化锆陶瓷喷嘴。同时,也利用该3YSZ粉体、1,6-己二醇二丙烯酸酯、超分散剂SOL24000、光引发剂819(苯基双氧化膦)配制了陶瓷光固化浆料。研究了粉体含量及温度同浆料粘度的关系。探讨了烧结温度和尺寸对于器件边缘球化效应的影响。制备了特征尺寸微米级的陶瓷齿轮组。鉴于微成型器件力学性能与常规成型器件的不同,通过流延方法制备厚度尺寸在92~568μm的3YSZ薄片,研究其弯曲强度与厚度尺寸的关系,发现随着厚度尺寸的减小,样品弯曲强度逐渐增大。通过分析,发现厚度的减小有利于陶瓷样品内部气孔烧结排出,是导致氧化锆陶瓷材料微成型器件力学性能尺寸效应的原因。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ174.6

【参考文献】
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