凝胶注模成型
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粉体 催化剂、引发剂 40~100℃加热
溶剂+单体 +交联剂 +分散剂
预混液
浆料
注模
固化成型
烧结
排胶
干燥
脱模
机加工
凝胶注模成型工艺的优点
适用范围广，可制备单一材料和复合材料。 已发展为水基凝胶注模成型工艺。使用低黏度高固相 分数的水基浆料，使用的有机物含量少，坯体收缩少， 可制备与部件尺寸接近或相同的部件。 流动的液态浆料充分填充于模具中，可制备出复杂形 状部件。 生坯强度高，塑性较好，可机加工成更为精细的部件。 对模具要求不高，玻璃、塑料、金属和蜡等均可作为 模具。 由于预混液中除可排出的溶剂外，单体和增塑剂等可 以全部使用有机物，烧结后的部件纯净度较高。
1. HMAM工艺 使用羟基-甲基-丙烯酰胺 (hydoxymethylacrlamide，简称 HMAM)单体 代替传统注凝成型所需要的单体，该单体能 够在一定条件下自交联形成凝胶，且它配制 的浆料粘度较低、 固相含量较高，此外 HMAM 工艺凝固后较湿非常容易脱模，易于 实现规模化生产。
几种改进型凝胶注模成型工艺
2.
热可逆转变凝胶注模成型工艺(TRG工艺) 该工艺主要利用有机物的物理交联结合，而不 像传统的凝胶注模工艺靠化学反应聚合起结合 作用。在温度超过某一数值(如 60 ℃)时，其 混合物料呈自由流动的液态；而冷却至低于此 温度时，有机物形成物理连接，物料立刻转变 为物理凝胶结合的固态。在这种热可逆转变的 凝胶中加入高固相含量的粉体制成浆料后，浆 料仍保持此种热可逆转变性质。
凝胶注模成型工艺的技术关键
低粘度、高固相含量浆料的制备。 气泡的去除和氧阻凝的抑制。 料浆凝胶化的控制。 坯体的干燥及排胶。
凝胶注模成型工艺流程
粉体 催化剂、引发剂 40~100℃加热
溶剂+单体 +交联剂 +分散剂
预混液Biblioteka 浆料注模固化成型烧结
排胶
干燥
脱模
机加工
几种改进型凝胶注模成型工艺
单体(如AM或MAM)的交联聚合反应
链的引发反应
I2 2I
M I IM
式中，I2为引发剂，M为给定单体（至少有一个双键） 链的增长反应
IM M IMM M IM 2 M nM IM
n2
M
链的终止反应
IM
n2
M IM
m2
M IM
m n5
M
凝胶注模成型的原理
凝胶注模成型是一种近净尺寸原位凝固新型成 型技术，在低粘度高固相含量的料浆悬浮液中 加入少量的有机单体，然后利用催化剂及引发 剂，使悬浮体中的有机单体聚合交联形成三维 网状结构，从而使液态浆料原位固化成型，然 后再进行脱模、干燥、去除有机物、烧结，得 到所需的陶瓷零件。
凝胶注模成型工艺流程
丙烯酰胺体系(AM+MBAM)
陶瓷粉末：选用目前工程陶瓷生产量最大的Al2O3 粉 料，并加入占陶瓷粉末质量 3 %的烧结助剂 (CaCO3 ,MgCO3 等)； 有机单体：丙烯酰胺(CH3CONH2 简称 AM)； 交联剂：N ,N′- 亚甲基双丙烯酰胺(C7H10N2O2简称 MBAM)； 催化剂：四甲基乙二胺(C6H16N2简称 TEMED)； 引发剂：过硫酸铵( (NH4)2S2O8简称 APS)； 分散剂：聚丙烯酸铵(PMAA-NH4)； p H 值调节剂：NH3· 2O H
凝胶注模成型
凝胶注模成型的定义
将有机单体、交联剂、引发剂、催化剂加入到 陶瓷料浆内，把料浆注入非孔模具内，用温度 诱导有机单体发生聚合反应而固化形成坯体的 成型工艺。 根据溶剂不同可分为水系的和非水系的两种形 式。若溶剂是水，则此方法称为水基凝胶注模 成型；若溶剂是有机溶剂，此方法称为非水基 凝胶注模成型，前者是后者发展起来的。
Thank you !
溶剂+单体 +交联剂 +分散剂
预混液
浆料
注模
固化成型
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排胶
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脱模
机加工
凝胶注模成型工艺的优点
适用范围广，可制备单一材料和复合材料。 已发展为水基凝胶注模成型工艺。使用低黏度高固相 分数的水基浆料，使用的有机物含量少，坯体收缩少， 可制备与部件尺寸接近或相同的部件。 流动的液态浆料充分填充于模具中，可制备出复杂形 状部件。 生坯强度高，塑性较好，可机加工成更为精细的部件。 对模具要求不高，玻璃、塑料、金属和蜡等均可作为 模具。 由于预混液中除可排出的溶剂外，单体和增塑剂等可 以全部使用有机物，烧结后的部件纯净度较高。
1. HMAM工艺 使用羟基-甲基-丙烯酰胺 (hydoxymethylacrlamide，简称 HMAM)单体 代替传统注凝成型所需要的单体，该单体能 够在一定条件下自交联形成凝胶，且它配制 的浆料粘度较低、 固相含量较高，此外 HMAM 工艺凝固后较湿非常容易脱模，易于 实现规模化生产。
几种改进型凝胶注模成型工艺
2.
热可逆转变凝胶注模成型工艺(TRG工艺) 该工艺主要利用有机物的物理交联结合，而不 像传统的凝胶注模工艺靠化学反应聚合起结合 作用。在温度超过某一数值(如 60 ℃)时，其 混合物料呈自由流动的液态；而冷却至低于此 温度时，有机物形成物理连接，物料立刻转变 为物理凝胶结合的固态。在这种热可逆转变的 凝胶中加入高固相含量的粉体制成浆料后，浆 料仍保持此种热可逆转变性质。
凝胶注模成型工艺的技术关键
低粘度、高固相含量浆料的制备。 气泡的去除和氧阻凝的抑制。 料浆凝胶化的控制。 坯体的干燥及排胶。
凝胶注模成型工艺流程
粉体 催化剂、引发剂 40~100℃加热
溶剂+单体 +交联剂 +分散剂
预混液Biblioteka 浆料注模固化成型烧结
排胶
干燥
脱模
机加工
几种改进型凝胶注模成型工艺
单体(如AM或MAM)的交联聚合反应
链的引发反应
I2 2I
M I IM
式中，I2为引发剂，M为给定单体（至少有一个双键） 链的增长反应
IM M IMM M IM 2 M nM IM
n2
M
链的终止反应
IM
n2
M IM
m2
M IM
m n5
M
凝胶注模成型的原理
凝胶注模成型是一种近净尺寸原位凝固新型成 型技术，在低粘度高固相含量的料浆悬浮液中 加入少量的有机单体，然后利用催化剂及引发 剂，使悬浮体中的有机单体聚合交联形成三维 网状结构，从而使液态浆料原位固化成型，然 后再进行脱模、干燥、去除有机物、烧结，得 到所需的陶瓷零件。
凝胶注模成型工艺流程
丙烯酰胺体系(AM+MBAM)
陶瓷粉末：选用目前工程陶瓷生产量最大的Al2O3 粉 料，并加入占陶瓷粉末质量 3 %的烧结助剂 (CaCO3 ,MgCO3 等)； 有机单体：丙烯酰胺(CH3CONH2 简称 AM)； 交联剂：N ,N′- 亚甲基双丙烯酰胺(C7H10N2O2简称 MBAM)； 催化剂：四甲基乙二胺(C6H16N2简称 TEMED)； 引发剂：过硫酸铵( (NH4)2S2O8简称 APS)； 分散剂：聚丙烯酸铵(PMAA-NH4)； p H 值调节剂：NH3· 2O H
凝胶注模成型
凝胶注模成型的定义
将有机单体、交联剂、引发剂、催化剂加入到 陶瓷料浆内，把料浆注入非孔模具内，用温度 诱导有机单体发生聚合反应而固化形成坯体的 成型工艺。 根据溶剂不同可分为水系的和非水系的两种形 式。若溶剂是水，则此方法称为水基凝胶注模 成型；若溶剂是有机溶剂，此方法称为非水基 凝胶注模成型，前者是后者发展起来的。
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