空心玻璃微珠造孔制备多孔莫来石陶瓷及其性能EI北大核心

以煤矸石和铝矾土为原料,空心玻璃微珠为造孔剂,采用压制成型烧结制备多孔莫来石陶瓷。研究空心玻璃微珠添加量和烧结温度对物相组成、显微结构、抗弯强度和耐酸碱腐蚀性能的影响。结果表明:提高空心玻璃微珠添加量可以增大多孔陶瓷气孔率;空心玻璃微珠的添加可以促进莫来石相的形成,降低烧结温度。在一定温度范围内提高烧结温度可以增大气孔率,但烧结温度超过1350℃后气孔率开始下降。保持Al_(2)O_(3)∶SiO_(2)摩尔比为3∶2,调整空心玻璃微珠添加量至1.68%(质量分数),在1350℃保温2 h烧结条件下可获得气孔率为33.23%、抗弯强度为56.41 MPa的多孔莫来石陶瓷,其耐酸碱腐蚀性能良好。     

叔丁醇基凝胶注模工艺制备轻质、高强莫来石多孔陶瓷

以叔丁醇为成型溶剂, 莫来石粉为起始原料, 采用凝胶注模成型方法制备出轻质、高强莫来石多孔陶瓷. 莫来石多孔陶瓷中的孔隙形成于干燥过程中叔丁醇的快速挥发, 孔隙分布均匀且相互连通. 随烧结温度升高, 气孔率、开气孔率和比表面积分别由77.8%、76.0%和10.39m²/g下降到67.6%、65.5%和4.26m²/g, 而抗压强度则由3.29MPa显著提高到32.36MPa, 材料孔径大小受烧结温度影响较小, 孔径尺寸呈单峰分布, 且几乎所有的气孔都为开口气孔, 透气度与孔径尺寸具有一致的变化关系. 莫来石多孔陶瓷在高气孔率条件下仍然保持高强度的主要原因是材料中均匀的孔隙结构、孔径尺寸小且相对集中、以及因烧结颈的形成在空间上所表现出的一种颗粒搭接骨架结构.     

碳化硅多孔陶瓷气孔率和强度影响因素

研究了陶瓷粘结剂含量、碳化硅颗粒粒径以及烧结温度对高温气体过滤用碳化硅多孔陶瓷抗弯强度和气孔率的影响. 利用X射线衍射测试了多孔陶瓷烧结后的物相组成. 陶瓷粘结剂含量的增加使碳化硅多孔陶瓷的气孔率快速下降, 在陶瓷粘结剂含量15wt%时, 碳化硅多孔陶瓷可具有较高的气孔率(37.5%)和抗弯强度(27.63MPa). 随着碳化硅颗粒粒径从300?m减少到87um, 碳化硅多孔陶瓷的气孔率和抗弯强度可同时提高, 气孔率从35.5%增加到了42.4%, 而抗弯强度从19.92MPa增加到了25.18MPa. 碳化硅多孔陶瓷的烧结温度从1300℃增加到1400℃过程中, 其气孔率从38.7%迅速下降到35.4%, 而其抗弯强度一直在27MPa左右, 没有大幅变化, 所以该多孔陶瓷的烧结温度应该选在陶瓷粘结剂熔点(1300℃)附近, 不宜过高.     

玻璃粉基空心微珠多孔材料的吸声性能研究

采用低成本的通过废玻璃制备的空心微珠坯体为原料,经过低温烧结制备一种超轻高强多孔材料,研究了烧结温度、保温时间对样品孔结构和吸声性能的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,样品的平均孔径尺寸逐渐增大,保温时间越长,样品的开孔气孔率越大;开孔气孔率越大,样品吸声性能越好;样品平均孔径尺寸的变化显著影响在中高频段的吸声性能,平均孔径尺寸为2.51mm的样品,对于频率为1 000Hz的声波,吸声系数可达0.84。空心微珠多孔材料的平均吸声系数随着流阻的增大先增大后减小,当流阻值达到4.805×105 Pa·s/m3时,样品吸声性能最佳。     

采用定向SiC纳米线烧结制备高强多孔SiC陶瓷

利用直接墨水打印方法制备了由定向SiC纳米线交错叠层组成的具备网络状孔隙结构的高强SiC多孔陶瓷。制备的碳化硅多孔陶瓷具有高的通孔结构和完全由定向SiC纳米线组装而成的结构特征。研究了烧结温度对定向SiC纳米线多孔陶瓷的微观结构、相组成演变及力学性能的影响。研究结果表明: 烧结温度低于1900 ℃时, SiC纳米线能保持高长径比; 1850 ℃烧结制备的定向SiCNWs多孔陶瓷的密度、气孔率和中位孔径分别为1.49 g/cm³、54.6%和~1 μm。得益于SiC纳米线的高强度以及取向排布, SiC纳米线多孔陶瓷的压缩强度高达(245.5±0.7) MPa。     

冰冻铸造法制备Al2O3多孔陶瓷

以冰为造孔模板,采用冰冻铸造法制备了Al2O3多孔陶瓷,借助扫描电镜(SEM)观察了孔结构,并研究了冷冻温度、浆体浓度、烧结温度等工艺对多孔陶瓷显微结构、气孔率和抗压强度的影响。结果表明,可获得层状孔结构的Al2O3陶瓷,且孔结构受冷冻温度和浆体浓度的影响较大。当最大气孔率为80%时,抗压强度为16.1MPa;当最小气孔率为32%时,抗压强度为17.4MPa。     

添加成孔剂法制备孔径、气孔率可控的多孔玻璃陶瓷

研究了采用添加成孔剂法制备具有相互贯通气孔的多孔生物玻璃陶瓷的方法及其性能.多孔玻璃陶瓷主晶相为氟磷灰石和β-硅灰石,气孔率在49％-82％间连续可控,气孔由成孔剂热解排除形成的球形宏观孔(孔径200-850μm)和玻璃粉体烧结形成的微观孔(孔径2-4μm)组成,宏观孔孔径取决于成孔剂粒径并通过孔壁上的孔洞(孔径50-300μm)相互连通.塑性成孔剂硬脂酸受压产生塑性变形,添加硬脂酸的素坯强度高、可加工,烧结产物强度较高、气孔为扁球状;刚性成孔剂聚苯乙烯受压产生弹性变形,添加聚苯乙烯的素坯疏松、不可加工,烧结产物强度较低、气孔呈圆球状.成形压力对添加塑性成孔剂的样品性能影响显著,而对添加刚性成孔剂的样品性能无显著影响.气孔率与成孔剂的含量成良好的线性关系,通过控制成孔剂粒径和加入量可达到气孔率、孔径可控的目的.孔径一定时抗压强度与总气孔率成良好的二次曲线关系.     

孔径可控的多孔羟基磷灰石的制备工艺研究

采用添加造孔剂法,选择合适的造孔剂聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）,通过严格筛分,可烧结制得孔径可控的多孔基磷灰石陶瓷,气孔率可从20％到50％变化。并对烧结多孔体中孔的结构、孔径分布与特征,影响气孔率和力学性能的因素进行了研究与讨论。     

莫来石含量对钙长石/莫来石复相多孔陶瓷组织结构与性能的影响

以CaCO₃、SiO₂、α-Al₂O₃为原料, 采用泡沫注凝法制备了不同莫来石含量的钙长石/莫来石复相多孔陶瓷, 研究了莫来石含量对复相多孔陶瓷的体积密度、气孔率、抗压强度、热导率及微观组织和结构的影响. 结果表明, 莫来石含量对气孔率有很大的影响, 烧结过程中液相出现引起的收缩是气孔率下降的主要原因; 在气孔率相近的情况下, 莫来石含量较高试样的抗压强度和热导率也较高, 致密的孔壁、长柱状的莫来石晶粒使得复相多孔陶瓷的抗压强度提高. 所制备的钙长石/莫来石复相多孔陶瓷的开口气孔率介于60.8%~75.2%, 抗压强度为12.94~36.95 MPa, 热导率为0.30~1.33 W/(m·K).     

含先驱体聚合物浆料浇注成型制备SiC多孔陶瓷

采用SiC粉体与聚碳硅烷(PCS)为原料浇注成型低温烧结制备SiC多孔陶瓷,研究了PCS含量对SiC多孔陶瓷性能的影响。结果表明,PCS含量大于2wt%时可浇注成型,PCS经烧结后生成裂解产物将SiC颗粒粘结起来。所得SiC多孔陶瓷孔径呈单峰分布、孔径分布窄、热膨胀系数低、烧结过程中线收缩率小。随着PCS含量的增大烧成SiC多孔陶瓷的孔隙率降低,但强度显著提高。PCS含量为6wt%时多孔陶瓷的孔隙率、弯折强度和线收缩率分别为36.2%、33.8MPa和0.42%。     

低介电常数多孔氮化硅陶瓷的制备

采用凝胶注模成型工艺,以SiO2含量大于等于95%的空芯玻璃微珠作造孔剂,通过控制造孔剂的加入量和调节造孔剂的孔径成功制备出低介电常数、高强度的多孔Si3N4陶瓷。结果表明,随着造孔剂含量的增加,试样气孔率增大,弯曲强度降低,ε和tanδ都相应降低,ε最低为1.77;在造孔剂加入量为10%时,随着造孔剂的孔径尺寸变大,试样的孔径变大,弯曲强度降低,试样的ε和tanδ也相应降低。当造孔剂含量为10%、孔径尺寸为80μm时制备的多孔氮化硅陶瓷ε为2.13,弯曲强度达到38MPa,适合作为宽频带天线罩的夹层材料。     

多孔硅酸钙生物陶瓷的制备及体外活性和降解性研究

以聚乙二醇为造孔剂,制备了多孔硅酸钙生物陶瓷.应用本文提供的方法,可制得孔连通性好、气孔率53.7%-73.6%、抗压强度4.9-48.5MPa、大孔孔径200-500μm的多孔陶瓷.研究表明,多孔硅酸钙生物陶瓷的力学强度随造孔剂含量的增加而明显降低,而气孔率则相反.应用模拟体液浸泡实验研究了多孔陶瓷的体外生物活性和降解性.研究表明,样品在模拟体液中浸泡1天表面就全部被碳酸代羟基磷灰石层覆盖住.气孔率为63.1%的样品7天的降解率达7.14%,具有良好的降解性.研究结果显示多孔硅酸钙生物陶瓷有望作为硬组织修复支架材料用.     

多孔青铜过滤片的制备工艺及结构特性探究

开发一种工艺简单、重复性好、孔形孔径易控制、制取成本低的铜基多孔材料制备工艺是当前的研究热点之一.本文以青铜粉为原料,K_2CO_3为造孔剂,采用烧结溶解法制备多孔青铜过滤片,研究了造孔剂、烧结温度对样品孔隙率的影响,分析了烧结温度、压制压力对样品最大孔径和透气系数的影响,以及孔隙率与抗压强度的关系.研究结果表明:当造孔剂体积分数为20%~40%时,所制备样品的孔隙率为22.8%~44.4%,开孔孔隙率为18.5%~37.2%;随着烧结温度的升高,样品孔隙率和透气系数下降;随着压制压力增加,最大孔径和透气系数均减小;随着样品孔隙率增大,抗压强度减小.当选择造孔剂体积分数30%、压制压力150 MPa、烧结温度800℃的工艺参数下,制备出孔隙率32.2%、最大孔径4.6μm、透气系数9.27 m~3/(h·k Pa·m~2)、压缩强度27.9 MPa的多孔青铜过滤片.     

系列孔径多孔陶瓷的研制

以刚玉为骨料，碳粉为成孔剂，采用注浆成形，在１１２０－１１７０℃内烧成，制得气孔率在５０－５７６％，抗弯强度大于２０ＭＰａ，孔径小于４５０μｍ的系列孔径高强度多孔陶瓷过滤材料。     

微波烧结多孔β-TCP/HA双相生物陶瓷的性能

用微波烧结法制备出多孔β-TCP/HA双相生物陶瓷,研究了烧结温度、烧结时间及加热速度对生物陶瓷性能的影响.优化烧结工艺后,得到了平均晶粒尺寸约400 nm,气孔率约48%,强度为1.10 MPa的多孔β-TCP/HA双相陶瓷.用微波烧结方法可以制备出良好的多孔β-TCP/HA双相生物陶瓷,其线收缩率和抗压强度随着烧结温度的升高和烧结时间的延长而增大.与常规马弗炉烧结相比,在多孔β-TCP/HA双相生物陶瓷的线收缩率和抗压强度相同的情况下,微波烧结温度降低了大约100℃,提高了烧结效率,降低了能耗.微波烧结钙磷生物陶瓷具有更好的生物活性.     

以硅藻土为硅源制备SiC/堇青石复合多孔陶瓷的性能研究

以硅藻土为主要硅源,同时配合SiC、Al_2O_3、滑石粉末为主要原料,通过反应烧结技术制备SiC/堇青石复相多孔陶瓷,研究了不同原料配比对SiC/堇青石复相多孔陶瓷的相组成、显微结构、抗弯强度、气孔率的影响,同时在得出最优配比组的基础上,研究石墨造孔剂的含量、碳化硅颗粒粒径、孔径分布等因素对SiC/堇青石复相多孔陶瓷的影响。结果表明:当SiC与其余物料理论质量比为8∶2时,在1250℃下保温3h制备的样品综合性能最佳,其气孔率为37.721%,抗弯强度达到49.1887 MPa。     

多孔羟基磷灰石陶瓷的制备

以碳粉为造孔剂,研究了多孔羟基磷灰石（HA）陶瓷的制备方法及性能．采用三种不同颗粒尺寸的碳粉,以聚丙烯酸氨为分散剂,可制得气孔率30％～45％,抗弯强度＞10MPa,孔径＜200μm的多孔体．并发现随保温时间的延长,气孔率先降低后升高,抗弯强度则一直升高．通过严格控制碳粉的粒径,可有效地控制多孔烧结体的孔径大小与分布．应用XRD、SEM等技术手段,对多孔陶瓷的性能、微观结构、制造工艺及其影响因素作了分析与探讨．     

凝胶-发泡法制备多孔Al2O3陶瓷及其力学性能

以无毒琼脂糖为单体,十二烷基磺酸钠为发泡剂,MgO+TiO_2为烧结助剂,利用凝胶注模及无压烧结工艺制备Al_2O_3多孔陶瓷。研究了发泡剂含量和固相含量对Al_2O_3多孔陶瓷显微结构和力学性能的影响规律以及琼脂糖凝胶体系的固化机理。结果表明:冷却过程中随温度下降,琼脂糖通过形成三维网状结构使陶瓷粉体原位固化;十二烷基磺酸钠具有较好的发泡性能及稳泡性能,适量的固相含量和发泡剂含量有助于制备高气孔率及适中抗压强度的多孔陶瓷; Al_2O_3多孔陶瓷的气孔率最高达到85. 2%。     

用于过滤膜的梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料的制备及性能

本工作采用元素粉末反应合成法,利用固相偏扩散的原理进行固相烧结制备Ni-Cr-Fe多孔材料支撑体,再利用人工刷涂的方法将同配比且较细的Ni、Cr、Fe元素粉末悬浮浆料刷涂于多孔支撑体表面,经过真空烧结,制备得到梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料。通过XRD、SEM、能谱等测试手段表征烧结后的梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料的物相及孔结构性能。结果表明,同质的梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料膜层完整,结合强度较好,以冶金桥接的方式结合。随着膜层厚度的增加,透气度将减小,当过渡层的厚度为80μm,表面膜层厚度为30μm时,最大孔径为6μm,透气度为936 m~3·m~(-2)·h~(-1)·kPa~(-1),透气度下降22. 64%。在膜层等厚且过滤精度达到要求时,二阶梯度孔径Ni-Cr-Fe多孔材料透气度的下降率比一阶梯度孔径NiCr-Fe多孔材料透气度的下降率小。过渡膜层起到了非常关键的作用,实现了在较高过滤精度的基础上具有较大的过滤通量。     

多孔碳化硅材料的制备及其催化性能

以糊精作为造孔剂及粘结剂,制备出了多孔碳化硅陶瓷。通过调节添加剂的含量,得到空隙率27％～70％的多孔陶瓷体,孔径呈现出明显的双峰分布。应用XRD和SEM手段对多孔陶瓷的形貌以及结构的分析表明,不同的烧结气氛对材料有着很大的影响。比较了有氧气气氛和在真空条件下烧结的多孔碳化硅材料性能,气孔率从60％明显下降到28％,材料强度从24MPa上升到90MPa。对材料的催化性能表征显示,用多孔碳化硅作为碳改性的氧碳化钼(MoC₃-C)催化剂载体,具有较高的选择性,达到70％,但活性仅20％,其原因尚需进一步研究。