导　　师： 胡星

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 颗粒堆积是众多科学问题的基础，在工业应用和科学研究方面都有着重要的实际价值。在实际应用中，将颗粒堆积问题与悬浮液流变特性相结合，获得高堆积密度生坯，对促进陶瓷的烧结有重要作用。本论文将二氧化硅（SiO2）与硅溶胶溶液混合，制备一系列SiO2稠密悬浮液和石英陶瓷，并研究悬浮液的颗粒堆积、流变特性和陶瓷的烧结特性。在此基础上，本论文建立了颗粒级配-固含量-粘度-生坯密度的系统关系，通过优化粘度和固相含量获得了高密度生坯，最后烧结制备出接近理论密度的石英陶瓷。主要研究成果具体如下：　　（1）非球形SiO2悬浮液具有剪切变稠的特性，而微米级的球形SiO2悬浮液具有剪切变稀的流变特性，且球形SiO2悬浮液的粘度与固含量呈指数关系。球形SiO2颗粒可以制备高固含量低粘度的悬浮液，更适合制备高密度生坯。悬浮液体系固含量可通过优化粒径分布而显著增加：单粒径球形SiO2悬浮液最高固含量为72.2%;双粒径球形SiO2悬浮液最高固含量可达82%;三粒径球形SiO2悬浮液体系的最高固含量可达83.8%。　　（2）球形SiO2悬浮液体系中，合适的颗粒级配是提高悬浮液固含量的重要因素。本文建立了多粒径分布悬浮液颗粒堆积模型，并推导出相关公式。当已知单一粒径分布悬浮液的最高固含量时，可以预测多粒径分布悬浮液的最高固含量及最佳粒径配比，而且多粒径分布悬浮液的实验结果和模型结果一致。　　（3）通过注模成型法制备了一系列陶瓷生坯，优化固相含量和颗粒级配后得到了高致密度的陶瓷生坯，如双粒径分布和三粒径分布悬浮液制备的生坯最高相对密度分别可达92%和92.3%。悬浮液同时满足高固相含量和较低粘度时，制备出的陶瓷生坯相对密度可达到最高。　　（4）陶瓷的烧结密度受固含量、生坯�

关 键 词： 稠密悬浮液 二氧化硅 硅溶胶溶液 石英陶瓷 流变特性

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