耐火材料

作者：王瑞, 杨道媛, 原会雨, 崔俊艳

单位：郑州大学 材料科学与工程学院 河南郑州 450001

关键词：数字光固化成型技术,Al2O3陶瓷,强度,体积密度,烧结助剂,

基金：国家自然科学基金项目(51372229);国家重点研发专项项目(2017YFB0310701);河南省科技创新杰出人才基金项目(17420051001);郑州市重大专项(2019CXZX0066)

以光敏丙烯酸树脂与分散剂SP-710为液相,以d50=2.38 μm的Al2O3粉和添加剂TiO2粉为固相,制备了固含量为78%(w)的Al2O3陶瓷浆料。采用数字光固化成型技术(DLP)打印Al2O3陶瓷素坯,经1 450、1 500、1 550、1 600 ℃保温4 h烧后,分析TiO2加入量(质量分数分别为0、1%、2%、3%、5%)对Al2O3陶瓷试样性能的影响。结果表明:TiO2的加入可促进Al2O3陶瓷的烧结,显著提高致密性,降低烧结温度,并确定TiO2最优掺量为3%(w),烧结温度最优为1 600 ℃,此时试样在x轴、y轴、z轴的收缩率分别为15.7%、15.8%与23.8%,显气孔率为2.41%,体积密度为3.74 g·cm-3,三点弯曲强度为251.1 MPa,与未添加TiO2的Al2O3陶瓷对比,体积密度提高了0.56 g·cm-3,显气孔率由20.19%降低为2.41%,三点弯曲强度增大为原来的2.5倍。因此,加入适量TiO2,可以有效提高DLP打印陶瓷体的致密度与强度,使打印试样的性能接近压制成型的试样,有望使打印工艺应用于耐火材料领域。

来源：2022年第2期

《耐火材料》期刊编辑部

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