亚毫米级氧化锆陶瓷微珠具有优良的力学性能和应用价值,而制备方法对其使用性能存在很大的影响。凝胶注模成型工艺是一种将陶瓷传统成型方法与高分子聚合理论相结合的技术,因其可制备出性能优异的陶瓷微珠而受到研究者的关注。本文研究了丙烯酰胺凝胶注模成型体系下高固含、低粘度氧化锆混合料浆的制备,以及使用该浆料制备单分散、亚毫米级氧化锆陶瓷微珠的工艺。首先对柠檬酸铵(AC)作为分散剂的氧化锆悬浮液的分散机制进行了研究,通过测定Zeta电位和悬浮液沉降实验,得出最适p H值范围为10~11。固相含量为75 wt%的氧化锆混合高分子浆料流变性能结果表明,AC用量在0.5~0.6 wt%时粘度值低至101 m Pa?s(剪切速率100 s-1)。氧化锆粉体与高分子预混液最佳球磨混合时间为120 min,流变性曲线符合宾汉姆模型特征,对应浆料塑性粘度为632 m Pa?s。球磨混合引发剂过硫酸铵(APS)和浆料时,采用间隔球磨法能使浆料温度保持在30oC以下,有效避免提前发生热引发聚合反应。加入APS后的混合浆料塑性粘度增加到954 m Pa?s,屈服应力27.43 Pa。混合浆料属于塑性流体,在使用的过程中需保持在低温、密封、振动或磁力搅拌的状态下。本文参考微流法、反相悬浮聚合基本原理初步细化上述氧化锆混合浆料,在高速搅拌桨的作用下对浆料进一步分散细化,通过控制液体石蜡的温度和其中催化剂N,N,N’,N’-四甲基乙二胺(TEMED)的浓度,可使浆料液滴固化成亚毫米级凝胶微珠。实验结果表明,TEMED在液体石蜡中的体积比为1:150,反应水浴温度为35oC时,能够制备出数量较多的亚毫米级Zr O2凝胶微珠。清洗、脱水、干燥后的微珠生坯与水进行100 min自对磨抛光,可有效降低微珠表面粗糙度。在排胶温度区间250~480oC,烧结温度为1350oC时,微珠烧成收缩率为24.9%,氧化锆微珠内部SEM观察表明获得的微珠内部致密无缺陷,晶粒大小约300 nm,可保持微珠宏观上良好的力学性能。