我院教师在国际陶瓷材料顶级期刊发表最新研究成果

来源: 发布时间:2023-11-05 09:20:24 浏览次数: 【字体:


本网讯(马岚 报道)近日,我院材料与机械工程分院鲍志蕾老师在陶瓷材料国际顶级期刊《Ceramic International》(中文译名:国际陶瓷,中科院一区TOP)发表题为“A Model for Predicting the Stability of Ceramic Suspensions”的研究性论文。鲍志蕾老师为第一作者,景德镇陶瓷大学常启兵教授和中国科学技术大学宦道明副研究员为共同通讯作者。

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《Ceramics International》为陶瓷领域顶级期刊,创刊于1971年,已被国际重要权威数据库SCI收录,2022年影响因子5.2。该期刊聚焦工程技术、材料科学、硅酸盐领域的重点研究和前沿进展,主要包括陶瓷、玻璃等无机非金属材料以及其工艺相关主题的研究文章,致力于搭建陶瓷领域学术交流的信息窗口与平台。

图文简介:

在陶瓷生产过程中,绝大多数涉及到浆料的制备,如注浆成型、流延成型、注射成型、浆料喷涂、浸涂等。然而,陶瓷浆料在生产应用中需要面临输运和静置带来的巨大挑战,即流动性和悬浮稳定性适应生产的问题。陶瓷颗粒在液体中的均匀性、分散性和稳定性是生产高性能陶瓷的基本要求,稳定的陶瓷浆料不仅有利于长期储存及陶瓷成型过程的操作和控制,而且有利于获得均质的陶瓷微观结构、提升产品性能、提高生产效率和降低生产成本。在庞大的产业需求背景下,如何解决浆料输运过程不易发生堵塞及静置沉降的问题至关重要。陶瓷浆料的悬浮稳定性研究及应用引起了广泛关注。

准确判断和预测陶瓷浆料的稳定性具有十分重要的意义。传统上,依赖于经典的DLVO理论或Stokes方程对多颗粒陶瓷悬浮液稳定性的预测是有限的。 本研究以陶瓷浆料的稳定性是作用力平衡为依据,通过流变学测试分析,提出了预测陶瓷浆料稳定性的定量模型,并且推导出陶瓷颗粒在浆料中沉降速度的表达式。通过这种方法,可以大致计算出颗粒的沉降速度,并作为稳定与沉降的判定依据。

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根据模型,悬浮颗粒的沉降速度直接由屈服应力决定。屈服应力的变化可以通过流变学方法来确定,它可以作为沉降速度变化的一个指标。本文对实际沉降进行了实验研究,建立了沉降速度与实际沉降之间的定量关系,进一步验证了本文提出的模型。

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研究表明:当颗粒沉降速率小于或等于2.73×10-9 m/s可以认为在24小时内是稳定的,从而不再需要采用自然沉降的方法来判定稳定性。该研究还通过流变模型解决了陶瓷浆料分散剂的最佳添加量如何确定的常见问题,对分散剂的调控具有指导意义。

本研究针对陶瓷浆料稳定性研究的技术难题,通过流变学测试与分析,对陶瓷浆料稳定特征进行研究。建立流变性能与稳定性的相互关系,形成以流变性能定量评价稳定性能的判定依据,实现对陶瓷浆料悬浮稳定的预测和调控。该研究成果不仅对优化各种陶瓷浆料的稳定性具有重要的理论意义,也可为其他行业开发和研究稳定悬浮液提供有价值的参考。

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0272884223033746


(一审:汪赛云 二审:汪龙虎 三审:余民权)

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