旋转磁场中梯度材料的凝胶注模制备方法

摘要

本发明涉及旋转磁场中梯度材料的凝胶注模制备方法。现有方法或难以实现材料组分连续均匀变化，或难以得到大厚度材料等等。本发明将铁磁性颗粒与非磁性颗粒混合成混合粉末，将有机单体与交联剂配成预混液，将混合粉末加入预混液中，加入分散剂，经过球磨和超声波弥散化处理，得到弥散浆料；将弥散浆料中加入引发剂和催化剂，搅拌后注入模具，模具外施加旋转磁场；经过凝胶、干燥、压制、烧结后取出。本发明方法可以在很大成分范围内制备出各种厚度的梯度材料，成分连续变化且可控，同时工序简化、成本降低。

主权项

旋转磁场中梯度材料的凝胶注模制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤(1)浆料制备将颗粒尺寸为0.1～100μm的铁磁性颗粒与颗粒尺寸为0.1～100μm的非磁性颗粒按质量比0.1～10∶1混合成混合粉末；将有机单体与交联剂按6～24∶1的重量比溶入去离子水中，配成有机物质量分数为10～25％的预混液；将混合粉末加入预混液中，同时加入分散剂，在球磨机中球磨1～10h，超声波弥散化处理1～15min，得到弥散浆料，采用15～38％浓氨水和15％～40％浓盐酸将弥散浆料pH值调节为5～12，浆料中固相体积含量为50～70％；分散剂含量为浆料质量的0.05％～0.50％；步骤(2)旋转磁场中浇注成型将弥散浆料中加入引发剂和催化剂，搅拌后注入模具，模具外施加旋转磁场，磁场强度为0.1～2.5T，磁场转速为10～300rpm，磁化时间为3～60min；引发剂加入量为浆料质量的0.3～3％，催化剂加入量为浆料质量的0.5～5‰；所述的旋转磁场是由电磁铁或永磁体产生的磁场，利用机械装置使其旋转，旋转方向垂直于磁场方向；步骤(3)凝胶、干燥、压制、烧结将浆料置于60～80℃的烘箱中凝胶5～60min，然后在室温干燥；生坯置于钢模中，在0.1～1GPa的压力下压制；取出生坯放入烧结炉中，充入氩气或氮气进行保护，烧结温度在600～1400℃之间，随炉冷却至100～300℃取出；所述的铁磁性颗粒为Fe合金、Co合金、Ni合金、稀土永磁、铁氧体粉末中的一种或多种的混合物；所述的非磁性颗粒为ZrO2、SiC、AlN、Si3N4、B4C、SiO2、TiC、Y2O3、Al2O3中的一种或多种的混合物；所述的分散剂是聚丙烯酸铵、JA‑281、D3005中的一种；所述的有机单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯基吡咯酮中的一种；所述的交联剂为亚甲基双丙烯酰胺；所述的引发剂为质量分数为1～5％的过硫酸水溶液；所述的催化剂为四甲基乙二胺。