微滴喷射快速成形Al₂O₃陶瓷微球的性能

蔡基利¹，吴和保¹，刘富初²，樊自田²

1. 武汉工程大学机电工程学院2. 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室

摘 要：为了快速地制备出粒径可控的氧化铝陶瓷微球,设计一种基于微滴喷射技术和浆料固化成形技术的陶瓷微球快速成形装置,可快速成形粒径可控的陶瓷微球坯体。采用该快速成形装置,以氧化铝粉末为原材料、聚乙烯醇（PVA）为黏结剂和硼酸为固化剂制备Al₂O₃陶瓷微球。研究不同陶瓷浆料组成参数对陶瓷微球坯体成形性的影响,分析喷嘴直径大小和浆料挤出压力对陶瓷微球粒径的影响,以及烧结温度对Al₂O₃陶瓷微球性能的影响。结果表明:当氧化铝粉末、PVA和硼酸的质量分数分别为70%,3%和10%时,陶瓷微球坯体的球形度高、成形性较佳;可采用不同的喷嘴针头直径大小和浆料挤出压力制备出不同粒径大小的陶瓷微球,实现陶瓷微球粒径的可控性;当烧结温度为1400℃时,Al₂O₃陶瓷微球粒径分布均匀、球形度优于1.08、显气孔率为43.7%、相对密度为82.1%、压溃强度为76.5N,此时陶瓷微球的综合性能最佳。

关键词：微滴喷射技术;陶瓷微球;氧化铝;球形度;粒径分布;