先进陶瓷胶态成型工艺是制备高性能、高可靠性陶瓷的关键工序之一。针对先进陶瓷胶态成型工艺存在的反应体系有毒、坯体强度低、普适性不够等问题,本项目发明了陶瓷高价反离子直接凝固注模成型(Direct coagulation casting via high valence counter ions, DCC-HVCI )和陶瓷分散剂失效原位凝固注模成型(Dispersion removal coagulation casting, DRCC)两种新型胶态成型工艺,这是两项原创性的成果,陶瓷韦伯模数大幅度提高,得到国际同行认可。以高价反离子对陶瓷悬浮体具有较强的聚沉能力为切入点,提出陶瓷高价反离子直接凝固注模成型的学术思想,并发明了四种可控释放高价反离子的新方法。(1)采用温度控制碘酸钙溶解度变化释放钙离子固化负电氧化铝悬浮体的方法;(2)采用温度控制磷酸钙与盐酸反应释放磷酸根离子固化正电氧化铝悬浮体的方法;(3)采用温度控制及pH值调节分解柠檬酸盐释放高价反离子固化氧化铝、锆钛酸铅、钛酸锶钡悬浮体的方法;(4)采用pH值调节分解柠檬酸镁释放镁离子固化氧化铝(锆)悬浮体的方法。上述四种方法可制备性能良好的陶瓷,具有较好的应用前景。同时以分散剂对陶瓷悬浮体的分散机制为依据,围绕陶瓷悬浮体的分散稳定机制,系统研究了陶瓷分散剂失效原位凝固注模成型新工艺,并发明了五种陶瓷分散剂可控失效的新方法。包括:分散剂反应失效原位凝固静电稳定陶瓷悬浮体;分散剂水解失效原位凝固静电稳定陶瓷悬浮体;分散剂交联失效原位凝固空间位阻稳定陶瓷悬浮体;聚合物电解质分散剂失效原位凝固静电空间位阻稳定陶瓷悬浮体;低温诱导分散剂失效原位凝固半空位稳定陶瓷悬浮体。

高价反离子缓释直接凝固成型工艺研究