用粉煤灰为主要原料制备多孔陶瓷研究

以工业废弃物粉煤灰为主要原料,氧化铝为辅料,玻璃粉为粘结剂,不可溶性淀粉为造孔剂,利用不同配比的粉煤灰、氧化铝及造孔剂,干压成型得到柱状坯体,经高温烧结制得多孔陶瓷。采用正交试验研究了氧化铝用量、成型压力、粘结剂用量、造孔剂用量和烧结温度对多孔陶瓷性能的影响。研究结果表明:烧结温度和造孔剂用量对多孔陶瓷性能的影响最大。在最优试验配方和工艺参数下,即氧化铝用量比例0.4(氧化铝与粉煤灰质量之比,下同)、成型压力18 MPa、粘结剂用量6%(占总重百分比,下同)、造孔剂用量6%(占总重百分比,下同)、烧成温度1200℃下,制备的多孔陶瓷样品具有抗弯强度为8.23MPa,孔隙率为37.65%,吸水率为22.61%,耐酸性为96.89%,耐碱性为96.86%,密度为1.69 g/ml。     

利用不同成孔剂制备堇青石质多孔陶瓷

以高岭土、滑石、工业氧化铝为原料,分别用煤粉和淀粉作为成孔剂,采用压制成型工艺,在1 200℃温度下烧成,制得了具有一定气孔率的堇青石质多孔陶瓷,并将两种样品的理化性能和微观结构做了对比研究.研究表明,以淀粉为成孔剂的样品的孔分布比较均匀,孔隙率较高,但烧结强度低于以煤粉为成孔剂的样品.     

利用不同成孔剂制备堇青石质多孔陶瓷

以高岭土、滑石、工业氧化铝为原料,分别用煤粉和淀粉作为成孔剂,采用压制成型工艺,在1200℃温度下烧成,制得了具有一定气孔率的堇青石质多孔陶瓷,并将两种样品的理化性能和微观结构做了对比研究．研究表明,以淀粉为成孔剂的样品的孔分布比较均匀,孔隙率较高,但烧结强度低于以煤粉为成孔剂的样品．     

CaCu_3Ti_4O_(12)巨介电常数多孔陶瓷的制备

通过固相合成及常压烧结的方法,以淀粉为造孔剂制备了CaCu3Ti4O12(CCTO)巨介电常数多孔陶瓷材料,采用XRD、SEM等测试手段对其合成与烧结过程中的物相变化进行了表征.结果表明,制备该CCTO多孔陶瓷的适宜烧结温度为1075℃,试样结晶完整,孔隙率大,大孔与小孔之间形成交错分布的开气孔结构,能够达到预期的效果.     

氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷支撑体的制备与表征

以碳化硅、硅粉为主要原料,以氧化铝和氧化钇为烧结助剂,通过添加不同质量分数的淀粉为造孔剂,采用反应烧结方式制备了系列氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷支撑体,并对烧成样品的物相、显微结构、孔隙率、抗折强度、孔径分布、纯水通量和耐酸碱性能进行了分析和表征. 结果表明,样品的主晶相为碳化硅和氮化硅,还有少量的焦硅酸钇和塞隆;随着淀粉质量分数的增加,样品的孔隙率随之增大,样品的抗折强度随之减小,同时样品的平均孔径和纯水通量随淀粉质量分数的增加均呈现先增大后减小的趋势;样品有良好的耐酸碱性能,在标准酸性和碱性条件下的质量损失率分别为1.96%~2.04%、3.96%~4.13%;当淀粉的质量分数为3%时,烧成样品的孔隙率为41.8%,抗折强度为18.1 MPa,孔径主要分布在0.7 μm~2.5 μm之间,纯水通量最高,可达9.2 m³/（m2*h）,综合性能较佳.     

造孔剂对多孔Al2O3陶瓷性能的影响

采用干压成型法制备了多孔Al2O3陶瓷,对造孔剂种类、用量以及添加剂对多孔陶瓷性能的影响进行了研究.实验结果表明不同造孔剂对气孔率的影响不同,随着造孔剂加入量的增加,气孔率增大,但试样抗折强度呈下降趋势.在Al2O3基体中加入质量分数为5%～15%的ZrO2时,基体的抗折强度增强,并可以保持30%以上的气孔率.     

多孔大通量莫来石相碳化硅陶瓷的制备与表征

采用碳化硅作为陶瓷骨料,氧化铝和二氧化硅高温反应生成的莫来石作为陶瓷粘接剂,三氧化二钇作为烧结助剂,羧甲基纤维素钠作为生坯粘接剂,合成石墨作为造孔剂,在二氧化碳气氛下,1 450℃保温2 h,成功制备了以莫来石作粘结相的碳化硅多孔陶瓷,考察了不同莫来石组分对多孔陶瓷的物相组成、抗折强度、孔隙率、微观形貌及通孔孔径分布的影响.结果表明:随着莫来石质量分数的逐渐增加,多孔陶瓷的抗折强度先增加后降低,孔隙率逐渐降低;样品中莫来石的质量分数为25%时多孔陶瓷的性能最佳,其抗折强度为27.81 MPa,孔隙率为38.88%.多孔陶瓷的通孔孔径分布范围为1~8μm,以1~2μm的孔径为主.     

粉末冶金法制备梯度多孔Mg-Ca合金

采用粉末冶金法以碳酸氢铵为造孔剂、镁粉和钙粉为原料,制备了梯度多孔Mg-Ca合金。研究了造孔剂含量、分布和烧结温度对梯度多孔Mg-Ca合金孔隙特性的影响。测量了烧结产物的弯曲性能。研究结果表明随着中间层造孔剂含量的降低,孔隙梯度分布加大,试样的平均孔隙度降低,但梯度孔隙结构导致试样的抗弯强度增加。此外,随着烧结温度的升高,梯度多孔Mg-Ca合金的平均孔隙度降低,抗弯强度增加。XRD和SEM观察结果都表明,烧结产物中没有造孔剂碳酸氢铵的残留,主要有Mg和Mg2Ca两相组成。     

粉煤灰基多孔陶瓷粒的制备及捕集大气细颗粒物的性能

以粉煤灰为原料、高岭土为黏结剂,碳酸氢钠为造孔剂制备粉煤灰基多孔陶瓷粒。利用多孔陶瓷粒作为大气综合采样泵的捕集载体,研究多孔陶瓷粒对大气细颗粒物的捕集效果。考察了烧结温度、保温时间、黏结剂用量及造孔剂用量对粉煤灰基多孔陶瓷粒的捕集功能的影响。研究结果表明,在造孔剂用量30%、黏结剂用量5%、煅烧温度950℃、保温时间1h条件下,制得的粉煤灰基多孔陶瓷粒对大气细颗粒物有较好的捕集滤除效果,测试滤除率最大可达到46%。     

孔形貌与大小对羟基磷灰石多孔生物陶瓷力学性能的影响

本文采用图像处理和有限元分析的方法,针对孔隙形状和大小对多孔HAP生物陶瓷力学性能的影响进行了研究,多孔HAP陶瓷粉末来源于化学沉淀法制备的球形HAP。结果表明,随烧结温度从1 050℃升高到1 250℃,陶瓷内部互连的无定形孔的数量减少,球形孔的数量增加。有限元分析表明,越接近球形的孔,陶瓷的抗压强度越高,当烧结温度升高到1 250℃时,样品的断裂韧性增加为1.21 MPa m~(1/2),球形孔隙可提高多孔体的强度,赋予多孔体更好的抗断裂能力。     

Fabrication and characterization of porous mullite ceramics from pyrolysis of alumina powders filled silicone resin

Porous mullite ceramics were fabricated from pyrolysis of nanometer alumina powders filled silicone resin. At 1573 K, the mixture of nanometer γ-Al2O3 and silicone resin can be entirely transformed to mullite in air. The effects of shaping pressure on microstructure and mechanical property were investigated. Increasing shaping pressure leads to decrease in open porosity and average pore size, narrower pore size distribution, and improvement in flexural strength. With a shaping pressure of 43 MPa, nanoporous mullite ceramics with an average pore size of 50 nm can be obtained, showing 33% in open porosity and 42 MPa in flexural strength. The microstructure of porous mullite ceramics consists of dense region and loose region.     

增强增韧氧化铝陶瓷电连接器的制备

以氧化铝陶瓷作为基质材料,通过向氧化铝材料中添加纳米氧化铝粉,同时添加α型氧化铝板晶颗粒来改善氧化铝陶瓷的力学性能．试样在1650℃温度下烧成,并加入La2O3、MgO等氧化物降低烧成温度．试验表明：添加纳米氧化铝粉和α型氧化铝板晶颗粒后,材料的强度和韧性得到明显提高．     

HAC/PVA基无宏观缺陷复合材料的结构与力学性能研究

以聚乙烯醇和高铝水泥为基本原材料 ,采用剪切混炼、热压成型和干热养护等加工技术 ,制作了一种高抗折强度的无宏观缺陷 (MDF)水泥基复合材料 .研究了这种聚合物改性水泥基复合材料的力学性能与其组成、结构之间的关系 ,并探讨了聚合物的增强与增韧机理     

硅灰与氧化石墨烯对硬化水泥浆体的复合增强效应

研究了硅灰与氧化石墨烯复掺时对硬化水泥浆体力学性能的影响. 分别进行了普通水泥浆体、内掺质量分数10%的硅灰水泥、外掺质量分数0.8%的氧化石墨烯复合聚羧酸减水剂（GOPCs）水泥浆体以及同时内掺硅灰与外掺GOPCs的水泥浆体的配制. 对4种硬化水泥浆体的抗折强度、抗压强度以及90 d龄期孔隙率进行了测定,同时采用X射线衍射仪及扫描电子显微镜对水泥水化产物进行分析,并将4种样品的力学性能进行比较. 结果表明,当掺10%硅灰时,硬化水泥浆体90 d抗压强度比空白样提高了3.6%,抗折强度提高了9.6%;当只使用氧化石墨烯复合聚羧酸减水剂而不掺硅灰时,抗压强度提高了11.9%,抗折强度提高了15.3%;当硅灰与氧化石墨烯复掺时,抗压强度提高了22.7%,抗折强度提高了38.6%. 孔隙率的变化以及XRD、SEM分析证实了这一结果. 因此,硅灰与氧化石墨烯复合聚羧酸减水剂对硬化水泥浆体具有复合增强作用.     

钛酸钾晶须改性偏高岭土基多孔地质聚合物的制备与性能

为提高多孔地质聚合物的力学强度和隔热性能,分别以双氧水（H2O2）和十二烷基硫酸钠（SDS）为发泡剂和稳泡剂,采用化学发泡法制备了由钛酸钾晶须改性的偏高岭土基多孔地质聚合物材料,对其进行了微观结构表征及性能测试。结果表明,当发泡剂和稳泡剂质量分数分别为2.0%和1.5%时,孔结构分布均匀,总孔隙率最高可达51.6%,平均孔径为0.87 mm,其抗压强度为3.63 MPa;随着钛酸钾晶须质量分数从0.0%增至10.0%时,其最高抗压强度可达4.11 MPa。在钛酸钾晶须质量分数为20%时,其最低导热系数可达0.048 W/（m?K）,相比于空白样,抗压强度提高了13.22%,导热系数降低了80.80%。钛酸钾晶须的引入可以明显提高多孔地质聚合物的抗压强度和隔热性能。     

Alumina Ceramics Fabricated by in-situ Consolidation of Pre-gelling Starch

An in-situ consolidation method was developed and optimized to successfully fabricate alumina ceramics using pre-gelling starch. Our results showed that the obtained ceramics have more homogeneous microstructure, higher density, higher flexural strength, and favorable biocompatibility compared to the regular one. During the process, cornstarch granules swelled and deformed but no fracture was observed. After the cornstarch granules bursted, alumina particles were suspended uniformly in the three-dimensional network structure to generate a much smoother surface. Below 0.5 wt% higher cornstarch content increased the flexural strength of prepared ceramics, while above 0.5 wt% the mechanical properties were compromised. Therefore the cornstarch content of 0.5% was the optimal concentration to achieve the highest mechanical strength of the prepared ceramics, with a measured flexural strength of 341 MPa, and a relative density of 96.01%.     

烧结温度对BN陶瓷材料强度的影响

采用热压烧结(HP)法制备纯BN陶瓷和B2O3-BN陶瓷复合材料．利用三点弯曲方法测定了这两种材料的抗弯强度、弹性模量等力学性能，通过扫描电镜对两种材料的断口进行了分析。结果表明：纯BN陶瓷烧结温度达到1800℃时相对质量密度和强度较低；添加B2O3烧结温度超过900℃时可以形成液相，改善了BN的烧结性能，提高了B2O3-BN复合陶瓷的相对质量密度，从而提高了材料的强度。     

改性生土坯抗压性能试验研究

为研究改性生土坯受力性能,通过添加不同比例的黏土、水泥、石灰等材料制作生土坯,进行受压性能试验研究,寻找最佳改性生土坯添加料配合比。结果表明:增加黏土质量份数配合比,改性生土坯的抗压强度虽略有提高,但变化不大。改性生土坯抗压强度随着水泥含量增加呈直线上升趋势,随着石灰含量的增加,改性生土坯抗压强度先提高后降低,质量分数为18%时抗压强度最高。从总体看,改性生土坯抗压强度较高,它不仅能有效弥补素土坯抗压强度低的缺点,而且还具有免烧结、成型快等优点,并能减少工业污染。     

Ultra high early strength self-compacting mortar based on sulfoaluminate cement and silica fume

The influences of silica fume and aluminum sulfate on hydration process of sulfoaluminate cement were carried out by ring flow, setting time, hydration heat, XRD and DTG analyses. In addition, mortar mixtures with different functional additives have been studied through compressive strength, flexural strength, volume stability at early age and porosity characterization tests. The results show that the addition of silica fume and aluminum sulfate reduces the fluidity and shortens the setting time of sulfoaluminate cement paste, promoting hydration process and increasing hydration products at early age. In the case of appropriate proportion of mortar, the inclusion of hydroxy propyl methyl cellulose, dispersible polypropylene fiber and organic silicon kind of defoamer can control segregation and bleeding, improve mechanical strength and volume stability at early age, and modify the pore distribution of sulfoaluminate cement mortar, respectively. The sulfoaluminate cement mortar can carry out gravitational grouting in the absence of outside force, the compressive strength of 2 hours and 24 hours have reached 26 and 58 MPa respectively, and have good microexpansion and tiny pore distribution characterization.