主要研究成果如下：1、揭示了硅溶膠分散氧化鋁漿料的穩(wěn)定與失穩(wěn)機(jī)理。結(jié)果表明，與在水中分散相比，在ph=9.5左右，硅溶膠對氧化鋁顆粒具有很好的分散和穩(wěn)定效果，其穩(wěn)定機(jī)理屬于未吸附硅溶膠膠體粒子對氧化鋁顆粒產(chǎn)生的空缺穩(wěn)定效應(yīng)。隨ph值減小，漿料穩(wěn)定性逐步下降，在ph=4.0～5.5范圍內(nèi)穩(wěn)定性最差，其失穩(wěn)機(jī)理屬于漿料ph值調(diào)整時形成鋁離子引起的溶膠—凝膠效應(yīng)。隨ph值進(jìn)一步下降，漿料穩(wěn)定性又逐步改善，在ph=2.0左右穩(wěn)定性最好，其穩(wěn)定機(jī)理屬于高電解質(zhì)濃度引起的水化斥力穩(wěn)定效應(yīng)。
2、基于氣泡的穩(wěn)定性理論，發(fā)展了一種免脫氣凝膠注模成型技術(shù)制備莫來石陶瓷。利用硅溶膠對氧化鋁顆粒的空缺穩(wěn)定作用，在ph=9.5左右制備了固相(氧化鋁和二氧化硅)體積分?jǐn)?shù)達(dá)50％，表觀粘度小于1.0pa·s的符合莫來石計量組成的漿料；通過調(diào)節(jié)nh4cl濃度促進(jìn)漿料凝膠化，實(shí)現(xiàn)了漿料的凝膠注模成型。漿料中未引入任何表面活性物質(zhì)，無需對漿料進(jìn)行脫氣處理即可制備得到顯微結(jié)構(gòu)致密、均ⅰ勻的素坯，干燥收縮約4.2％，相對密度57.6％，抗折強(qiáng)度4.83mpa。硅溶膠凝膠化在氧化鋁顆粒表面形成納米包覆微復(fù)合結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)莫來石陶瓷的瞬態(tài)粘滯燒結(jié)，坯體開始莫來石化和*莫來石化溫度分別為1400℃和1600℃，坯體致密化進(jìn)程主要在*莫來石化前，1650℃保溫2h，燒結(jié)體相對密度為95.0％。
3、利用漿料ph值調(diào)整時形成鋁離子引起的溶膠—凝膠失穩(wěn)機(jī)理，發(fā)展了一種莫來石陶瓷制備新工藝。在ph=2.0左右制備了固相體積分?jǐn)?shù)達(dá)55％，表觀粘度小于1.0pa·s的符合莫來石計量組成的漿料，利用尿素的自水解反應(yīng)調(diào)節(jié)ph值從2.0左右位移至5.0左右，促進(jìn)漿料凝膠化，一方面實(shí)現(xiàn)了漿料的水解反應(yīng)誘導(dǎo)原位凝固成型和納米包覆微復(fù)合結(jié)構(gòu)的形成，另一方面，利用坯體中形成的少量鋁硅凝膠，在1100～1250℃原位合成莫來石晶種，促進(jìn)坯體的莫來石化和致密化。在不加表面活性物質(zhì)和無需對漿料進(jìn)行脫氣處理?xiàng)l件下，可成型得到顯微結(jié)構(gòu)致密、均勻的素坯，干燥收縮為3.4％，相對密度為61.3％，抗折強(qiáng)度為5.14mpa。坯體燒結(jié)過程中，開始莫來石化和*莫來石化溫度分別下降到1300℃和1500℃，致密化進(jìn)程包括莫來石化前和莫來石化后兩個階段，莫來石化后坯體仍有明顯的收縮，1650℃保溫2h，燒結(jié)體相對密度為97.5％。
具有工藝簡單，成本低，坯體缺陷少，燒結(jié)體可靠性好等特性，在al2o3、zro2、sic、si3n4、pzt等精密陶瓷部件近凈尺寸成型制備中已得到廣泛的研究與應(yīng)用。莫來石具有荷重軟化點(diǎn)高、抗蠕變性能好、化學(xué)和熱穩(wěn)定性良好、熱導(dǎo)率和熱膨脹系數(shù)低等特性，是一種重要的高溫結(jié)構(gòu)材料，但關(guān)于膠態(tài)原位凝固成型制備高性能莫來石結(jié)構(gòu)陶瓷的研究很少，關(guān)于免脫氣膠態(tài)原位凝固成型工藝尚未見研究報道。
本文全面論述了膠態(tài)原位凝固成型的研究與發(fā)展現(xiàn)狀，簡要回顧了莫來石陶瓷的合成、成型與燒結(jié)等的研究進(jìn)展。在此基礎(chǔ)上，選用硅溶膠和氧化鋁微粉作為原材料，采用膠態(tài)原位凝固成型工藝制備莫來石陶瓷，揭示了影響硅溶膠分散氧化鋁漿料的穩(wěn)定與失穩(wěn)機(jī)理，發(fā)展了兩種免脫氣膠態(tài)原位凝固成型技術(shù)制備莫來石陶瓷素坯；利用硅溶膠凝膠化在氧化鋁顆粒表面形成納米包覆微復(fù)合結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了莫來石陶瓷的瞬態(tài)粘滯燒結(jié)；利用強(qiáng)酸性漿料凝固成型后形成的鋁硅凝膠，在低溫下原位合成莫來石晶種，促進(jìn)了坯體的莫來石化和致密化燒結(jié)，這對于充分利用無機(jī)溶膠制備新型復(fù)合陶瓷以及低成本制備高純、高性能莫來石基陶瓷具有重要的理論價值和指導(dǎo)意義。