碳化硅陶瓷具有高强、高硬、化学稳定性和抗蠕变性优越等特点, 广泛用作高温、耐磨、耐腐蚀环境下的机械部件、热交换器、集成电路衬底材料和研磨介质等。陶瓷材料的显微结构和性能依赖于粉体性质、成型及烧结工艺。就粉体性质而言, 粉体的颗粒大小与分布、分散或团聚状态直接影响到最终陶瓷制品的结构及性能。
喷雾干燥工艺是将混合好的浆料直接进行喷雾干燥, 这不仅可避免各组份的再团聚和沉降分离, 保持了浆料原有的均匀性, 而且浆料雾化均匀, 所得粉料 为 球 形 颗 粒 , 粒度均匀分布, 流动性好, 适合连续自动成型; 也可以提高素坯均匀性, 有利于陶瓷的烧结。 目前, 研究较多的是乙醇为液体介质的碳化硅料浆的喷雾造粒。松装密度和休止角是最常用来表征粉体的流动性能的两个重要参数, 松装密度高说明粉料颗粒大小、形貌和级配较为合理, 粉料颗粒之间相互影响小,粉料流动性好; 休止角越小, 说明粉料的流动性越好。固含量不同所产生的流变特性的变化对喷雾造粒粉体的流动性有重要的影响。固相含量 50wt%与固相含量 40wt%相比, 粉体的的松装密度呈现增大趋势, 当固相含量达到 60wt%时,其松装密度和流动性反而下降。这一方面是由于在不同的固含量条件下, 造粒粉的大小及粒径分布不同,粒径分布适中、级配合理的造粒粉具有较好的流动性和填充性。另一方面固含量的不同也会对造粒粉的呈球性产生影响, 使造粒粉产生各种缺陷, 从而使得造粒粉在流动性和填充性上产生差异。
造粒粉存在着孔洞和粘结现象。这些缺陷的产生主要是由于固含量较低时, 不仅降低干燥效率, 而且随着干燥过程中水分迁移到雾滴表面, 使颗粒内部会形成孔洞; 如果在雾滴外围形成低渗透性的弹性薄膜, 由于蒸发速度低, 雾滴温度升高, 水分从内部蒸发, 使雾滴产生隆起。 这两种情况的出现会破坏颗粒的球型, 产生中空或破碎型颗粒, 因此在其它条件不
变的情况下, 固含量过低会降低粉体的流动性和松装密度。增加固体含量时, 可以减短浆料干燥过程, 减少随水分一起向颗粒表面迁移的粘结剂量, 这样可以避免颗粒表面的粘结剂浓度大于中心而使颗粒有坚硬的外表, 形成中实的、球形形状好的颗粒, 此时喷雾造粒粉体具有高的松装密度和良好的流动性。但当固相含量过高时, 浆料的粘度高、流动性差, 导致液滴雾化效果低, 出现不规则状造粒球及粘壁现象, 也会降低粉体的流动性和松装密度。
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