一种凝胶注模差压成型实验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种凝胶注模差压成型实验装置，包括真空腔、设置于真空腔顶端的成型模具、阀门及气体控制装置以及真空泵，其中，所述真空腔、阀门及气体控制装置和真空泵顺序连通；所述成型模具的上端开口，底部设置有滤网，所述滤网上设置有滤纸。使用时，将凝胶注入成型模具中，打开真空泵使真空腔内外形成压力差，这样凝胶中的气体和水分子就会通过滤纸和滤网排出凝胶。本实用新型具有成本低廉、操作简单、便于移动、适用性强、所制备的坯体均匀性好等特点，特别适用于实验室凝胶注模差压成型的研究。
【专利说明】一种凝胶注模差压成型实验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种凝胶注模差压成型实验装置，属于试验研究设备【技术领域】。【背景技术】
[0002]凝胶注模成型技术是20世纪90年代由美国橡树岭国家实验室首次提出的一种新型陶瓷成型方法，与传统的陶瓷成型方法不同，该方法将高分子化学与传统陶瓷成型工艺融合为一体，利用浆料内部的有机单体和交联剂在引发剂的作用下发生聚合反应，从而将粉料固定，形成多孔陶瓷。
[0003]利用凝胶注模技术制备多孔陶瓷，凝胶制备好之后需要先真空除气，再加入引发齐U，然后再次真空除气，接下来注模成型。在这个过程中，如果引发剂加入量过少，浆料难以固化成型或固化时间延长，不但降低效率，而且影响生坯显微结构的均匀性；而引发剂的加入量越大，浆料开始固化的时间越短，聚合反应过快，可能会导致浆料还未来得及注模成型就已经固化，另外也会影响到生坯的均匀性，从而显著降低烧成体的强度，影响材料的性倉泛。
实用新型内容
[0004]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种凝胶注模差压成型实验装置，有效改善了浆料由于引发剂加入量过多而引起的固化时间太短来不及注模成型问题。
[0005]技术方案:为实现上述目的，本实用新型的凝胶注模差压成型实验装置，包括真空腔、设置于真空腔顶端的成型模具、阀门及气体控制装置以及真空泵，其中，所述真空腔、阀门及气体控制装置和真空泵顺序连通；优选地，所述阀门及气体控制装置位于真空腔的下侧；所述成型模具的上端开口，底部设置有滤网，所述滤网上设置有滤纸，因为采用凝胶注模技术所使用的粉末多为纳米粉，不使用滤纸的话粉末很容易从滤网上透过去。
[0006]其中，所述真空腔与阀门及气体控制装置通过真空腔导气管相连通。
[0007]所述阀门及气体控制装置和真空泵通过通气管相连通。
[0008]优选地，所述滤网的孔径小于325目。
[0009]所述的凝胶注模差压成型实验装置还包括一个用于承载真空腔的实验平台，所述真空腔置于实验平台上，方便操作。
[0010]工作原理:采用上述装置对加入催化剂和引发剂后的浆料进行处理，可以采用如下方式进行:
[0011]把加入催化剂和引发剂并搅拌均匀后的氮化硅或氧化铝浆料注入成型模具中，打开真空泵开关，使真空腔内部的空气通过阀门及气体控制装置和真空腔导气管排出，真空腔内外快速形成足够大的压力差，这样浆料中的气泡就会通过成型模具底部的滤纸和滤网排出，保持真空泵持续工作直至浆料固化成型，最终脱模后形成结构均匀的陶瓷坯体。
[0012]有益效果:与现有技术相比，本实用新型的凝胶注模差压成型试验装置具有如下优点:
[0013](I)可以通过真空腔内外形成的压力差充分排出浆料中的气泡，形成微观组织结构均匀的陶瓷坯体。
[0014](2)本实用新型将真空除气与注模成型两个步骤合二为一，进一步简化了操作，同时有效改善了浆料由于引发剂加入量过多而引起的固化时间太短来不及注模成型问题。
[0015](3)本新型实用装置结构简单，成本低廉，使用方便，且便于移动。
[0016](4)本实用新型新型实用操作灵活，成型模具可根据需要加工多个交替使用，可实行接近净尺寸成型和复杂零部件成型。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1本实用新型凝胶注模差压成型实验装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
[0019]一种凝胶注模差压成型实验装置，如图1所示，包括真空腔1、成型模具2、阀门及气体控制装置3、真空泵4、滤网5、滤纸6、真空腔导气管7通气管8以及试验平台9。真空腔I置于试验平台9上，成型模具2置于真空腔I上面配合使用，且具有良好的密封性。成型模具上部开口，底部为孔径小于325目的滤网5，滤网5上设置有滤纸6，因为采用凝胶注模技术所使用的粉末多为纳米粉，不使用滤纸的话就很容易从滤网上透过去。阀门及气体控制装置3通过真空腔导气管7固定于真空腔I的下部。真空泵4通过导气管8与阀门及气体控制装置3相连通。
[0020]采用上述装置对加入催化剂和引发剂后的浆料进行处理，使用方法如下:
[0021]把加入催化剂和引发剂并搅拌均匀后的氮化硅或氧化铝浆料注入成型模具2中，打开真空泵4开关，使真空腔I内部的空气通过阀门及气体控制装置3和真空腔导气管7排出，真空腔内外快速形成足够大的压力差，这样浆料中的气泡就会通过成型模具2底部的滤纸6和滤网5排出，保持真空泵持续工作直至浆料固化成型，最终脱模后形成结构均匀的陶瓷坯体。
[0022]使用本发明的装置，浆料在加入引发剂后无需经过真空除气，直接浇注在成型模具内，真空除气和注模成型同时进行，由于真空泵的工作而导致真空腔内外形成压力差，同时浆料内部的气泡也会由于气压的作用通过滤纸和滤网排出浆料，既保证了浆料固化后坯体的均匀性，同时不用担心引发剂加入过多时来不及注模成型的问题。
【权利要求】
1.一种凝胶注模差压成型实验装置，其特征在于，包括真空腔(I)、设置于真空腔(I)顶端的成型模具(2)、阀门及气体控制装置(3)以及真空泵(4)，其中，所述真空腔(I)、阀门及气体控制装置(3)和真空泵(4)顺序连通；所述成型模具(2)的上端开口，底部设置有滤网(5)，所述滤网(5)上设置有滤纸(6)。
2.根据权利要求1所述的凝胶注模差压成型实验装置，其特征在于，所述真空腔(I)与阀门及气体控制装置(3)通过真空腔导气管(7)相连通。
3.根据权利要求1所述的凝胶注模差压成型实验装置，其特征在于，所述阀门及气体控制装置(3 )和真空泵(4 )通过通气管(8 )相连通。
4.根据权利要求1所述的凝胶注模差压成型实验装置，其特征在于，所述滤网(5)的孔径小于325目。
5.根据权利要求1至4任一项所述的凝胶注模差压成型实验装置，其特征在于，所述的凝胶注模差压成型实验装置还包括一个用于承载真空腔(I)的试验平台(9 )。
【文档编号】G01N33/38GK203643449SQ201320838439
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】应国兵, 王鹏举, 吴玉萍, 王乘, 郭文敏, 田宝娜 申请人:河海大学