直接发泡法制备泡沫陶瓷过滤器

介绍了一种新型泡沫陶瓷过滤器的制备方法并对其性能进行了测试研究。首先制备凝胶注模成型所需氧化铝陶瓷浆料，再添加吐温（Tween）和曲通（Triton）系列表面活性剂，通过机械搅拌使其直接发泡，再通过有机单体丙烯酰胺聚合，固化泡沫浆料，成型得到坯体，经干燥、烧结之后，制备成氧化铝泡沫陶瓷。研究了该工艺所成型泡沫陶瓷气孔率和通孔率（开孔气孔率）的关系，结果表明，直接发泡法可以制备高通孔率的泡沫陶瓷，能够满足过滤器使用时高开孔率和高强度的要求。     

三维网络SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料的制备

以中间相沥青添加质量分数为50%的Si粉制备的炭泡沫预制体为坯体,在高温感应烧结炉中结合反应烧结工艺制备了SiC多孔陶瓷预制体.利用挤压铸造工艺制备了SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料.采用扫描电子显微镜(SEM)观察了SiC多孔陶瓷骨架及复合材料的微观形貌和界面结构,通过X射线衍射分析仪(XRD)对多孔陶瓷预制体物相组成进行了分析.利用阿基米德排水法,测试了多孔陶瓷的孔隙率和复合材料的密度.结果表明:添加Si的质量分数为50%的炭泡沫预制体反应烧结后获得的SiC多孔陶瓷具有三维连续通孔结构,孔筋致密并且具有较高的开口孔隙率.通过挤压铸造工艺制备的SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料界面结合良好,无明显缺陷.     

等离子喷涂纳米结构Al2O3＋13％TiO2涂层的热震失效机理

研究了纳米结构Al2O3+13%TiO2(AT13)陶瓷涂层的微观组织,并对其进行热震试验,分析涂层热震前后组织结构的变化,并结合交流阻抗法研究了涂层的热震失效机理.结果表明,陶瓷涂层存在1.02%的通孔,热震过程中氧穿越通孔,使粘结层/陶瓷层界面生成一层氧化物.粘结层/基底界面的氧化物主要为疏松的氧化铝,随着热震次数增多,氧化物层厚度增大.纳米结构AT13陶瓷涂层热震失效发生在粘结层/陶瓷层界面.     

莫来石纤维对氧化铝陶瓷性能的影响

选用莫来石纤维为增强体,通过添加适量的烧结助剂,制备莫来石纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料,探讨了不同烧结温度和不同纤维含量对复合材料性能的影响规律.结果表明:莫来石纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料的相对密度、弯曲强度和断裂韧性随烧结温度和纤维含量的增加先增大后减小,当烧结温度为1450 ℃、纤维含量为15%时,复合材料的弯曲强度、断裂韧性最高,复合材料弯曲强度和断裂韧性分别达到502.36 MPa和3.48 MPa·m~(1/2),比基体材料分别提高63.8%和54.7%;相对密度达到98.41%.纤维的拔出和脱粘消耗了大量的能量,是莫来石纤维增强氧化铝陶瓷复合材料力学性能提高的主要原因.     

环境功能材料--绿色研磨介质的制备

提出以耐火材料废料为主要原料制备性能优良的陶瓷研磨介质.以硅酸铝及刚玉质耐火材料废料及广西高岭土为原料,采用等静压成型及低温快烧工艺,在CaO-MgO-Al2O3-SiO2体系中低成本制备了氧化铝含量低于60%的高性能绿色陶瓷研磨介质.所制备的陶瓷研磨介质具有非常优良的耐磨性能,其磨损率与我国目前进口最高水平的含氧化铝在90%以上的陶瓷研磨介质的磨损率相当.研究发现氧化铝含量为50%和55%的瓷球的耐磨性明显优于氧化铝含量为60%的瓷球.XRD分析表明,氧化铝含量为50%和55%的瓷球含有少量的石英相.而现有氧化铝含量在60%以下,含石英相的陶瓷材料,因石英高温相变,材料强度一般不高.研究表明,适当设计化学和相组成及显微结构,石英含量从可观察至15%之间,所制备瓷球的强度随石英含量提高而迅速提高.本文在CaO-Al2O3-SiO2、MgO-Al2O3-SiO2及CaO-MgO-Al2O3-SiO23个体系中均制备了性能优良的陶瓷研磨介质.初步研究发现在CaO-Al2O3-SiO2体系制备的瓷球的磨损率最低,CaO-MgO-Al2O3-SiO2体系制备的瓷球的磨损率次之,而在MgO-Al2O3-SiO2体系中制备的瓷球的磨损率最高.     

十六烷基硫酸钠制备Al_2O_3泡沫陶瓷及性能研究

首次以长链表面活性剂十六烷基硫酸钠对氧化铝陶瓷粉体进行修饰,用固相含量(质量分数)为8%~40%的浆料经搅拌发泡制备了颗粒稳定泡沫,常温常压干燥后在1550℃下烧结2 h,得到容重76~355 kg/m~3(气孔率91.1%~98.1%)的轻质氧化铝泡沫陶瓷。研究了p H、十六烷基硫酸钠浓度及浆料固相含量对氧化铝泡沫浆料稳定性以及泡沫陶瓷性能的影响。通过加入质量分数0.2%~1.0%PVA制备稳定泡沫浆料同时有效地提高了干燥泡沫坯体的强度。     

莫来石-碳硅石泡沫陶瓷过滤器的研制

以碳化硅、高岭土、氧化铝粉为主要原料,制备具有较好流变性的水基陶瓷料浆,将其浸渍在泡沫塑料上,制成涂层均匀的泡沫体,最终烧制成具有气孔率高、容重小、强度好、抗热震性强的莫来石-碳硅石质泡沫陶瓷过滤器。研究了氟化钙和氧化铝的加入量、烧成温度等对泡沫陶瓷过滤器工艺性能的影响。试验发现,氧化铝含量为15%,CaF2加入量为4%,在1450℃条件下烧制的陶瓷制品外观结构致密均匀,其主晶相为碳硅石相和莫来石相,抗弯强度可达1.11MPa,抗热震性可达5次。     

ZrO2/Al2O3复相泡沫陶瓷过滤器制备工艺研究

采用有机泡沫浸渍法制备泡沫陶瓷,研究了各种不同工艺因素对泡沫陶瓷性能的影响。采用XRD、SEM对泡沫陶瓷的相组成及微观结构作了分析与探讨。结果表明,在粘结剂聚乙烯醇加入量为0.5%,减水剂木质素磺酸钙加入量为0.5%,流变剂苏州土加入量为1.5%时,调整分散剂的加入量,当浆料中分散剂四甲基氢氧化铵的质量分数为0.9%时,可获得具有较佳分散性能的浆料。浆料的固相含量为85%时最适合挂浆的需求。对氧化锆氧化铝复合浆料进行进一步分析表明,氧化铝的加入量为20%时,浆料具有较小的粘度。烧结体的XRD分析表明,氧化铝加入量为20%时较好地抑制了t-ZrO2→m-ZrO2转变的发生,将大量的能发挥应力诱导相变的亚稳态四方相氧化锆保留了下来,从而提高了烧结体的力学性能。SEM分析也表明加入适量的氧化铝可有效抑制氧化锆晶粒的长大,并且起到颗粒弥散增强的作用。     

Al2O3泡沫金属复合陶瓷的制备及表面包镍处理

采用有机泡沫前驱体浸渍工艺制备Al2O3泡沫金属复合陶瓷.通过涂覆处理获得缺陷较少、结构均匀的泡沫金属复合陶瓷;采用Ni(NO3)2·6H2O液相包覆+氢气热还原技术对泡沫金属复合陶瓷体表面进行金属化处理.采用SEM、EDS研究了含镍泡沫陶瓷体的结构及金属化处理后的表面形貌.结果表明,镍颗粒均匀地分布在泡沫陶瓷骨架内部,骨架中心宏观孔保持通孔;经包覆处理后,金属层较均匀地附着于陶瓷表面.     

硅树脂添加量对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响

以氧化铝粉末为基体,添加具有粘结性和一定陶瓷产率的硅树脂粉末,通过干压成型和无压烧结制备出氧化铝基陶瓷型芯,重点研究了硅树脂添加量对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响。结果表明:硅树脂在裂解过程中会形成二氧化硅,二氧化硅与氧化铝基体发生反应形成新相莫来石。由于硅树脂在交联和裂解过程中会释放大量气体,导致烧结体失重,且气体的逸出会抑制由烧结引起的收缩,因此,随着硅树脂添加量增加,产生的气体量增加,烧结体的失重率增加,收缩率降低。硅树脂含量的增加使得烧结体的气孔率变大和体积密度减小,烧结体的室温抗弯强度逐渐减小。硅树脂的添加虽然降低了其室温强度,但是保证了陶瓷型芯的尺寸精度。     

凝胶辅助发泡法制备三维互联多孔SiC陶瓷

通过机械搅拌发泡结合冷冻-凝胶法制备了三维互联多孔SiC陶瓷材料,所获得的多孔陶瓷材料孔径分布均匀、孔结构可调并具有双级孔结构。研究了PVA含量与搅拌速度对多孔陶瓷孔结构及性能的影响。结果表明,随着PVA含量的增加,孔结构均匀程度和联通性提高、一级孔孔径尺寸逐渐减小且孔壁变薄。当ω(PVA)/ω(SiC)质量比为1.5时,样品孔径分布最均匀;并且随着搅拌速度的增大,孔隙率增加、联通性增强、一级孔孔径尺寸减小。当转速为1600 r/min时,SiC多孔陶瓷的孔隙率和抗压强度分别为88.42%和4.36 MPa。     

初始浆料中固相含量对莫来石多孔陶瓷显微结构和性能的影响

以叔丁醇为溶剂,采用凝胶注模工艺制备莫来石多孔陶瓷,研究不同固相含量对莫来石多孔陶瓷的显微结构、气孔率、气孔尺寸及分布、压缩强度和室温热导率的影响。实验结果表明,莫来石多孔陶瓷的气孔率和开气孔率分别在54.9%~61.2%和50.8~55.5%;气孔分布均匀且呈单峰分布,气孔孔径为2.34~3.52μm;在相同的烧结制度下,固相含量升高,莫来石多孔陶瓷的收缩率变小,气孔率降低,压缩强度和热导率明显升高,最高强度达59.5MPa,最低热导率为0.408W/m·K。     

醇类添加剂对冷冻浇注陶瓷的多孔结构及形貌的影响（英文）

采用冷冻浇注法制备具有层状多孔结构的氧化铝陶瓷。通过添加乙醇和正丙醇两种类型的醇类来改变水的凝固点,研究醇类的添加量及浆料的固态含量对水基氧化铝浆料的黏度、多孔陶瓷的微观结构、孔隙率和力学性能的影响。结果表明:随着浆料中乙醇和正丙醇含量的增加,浆料的黏度增加,氧化铝陶瓷的孔隙度降低;醇类的加入会使片层之间具有较好的连接从而增加多孔氧化铝陶瓷的抗压强度;当乙醇或正丙醇的添加量为30%(质量分数)时,对应的孔隙度最低,分别为68.52%和73.72%,而抗压强度最高,分别为18.2 MPa和15.0 MPa。     

凝胶注模成型制备微多孔氮化硅陶瓷

采用凝胶注模法,在无其它添加剂的条件下,通过提高单体含量,成功制备出高性能微多孔氮化硅陶瓷,陶瓷抗弯强度高达137 MPa以上,气孔率高达50%以上,孔中径小于1 μm.结果表明:随着有机单体含量的增加,氮化硅微多孔陶瓷气孔率单调增加;随着固含量的增大,氮化硅微多孔陶瓷气孔率单调下降,抗弯强度先上升然后又下降,固含量有一优化值,此时陶瓷体抗弯强度最大;随着烧结温度的增加,氮化硅陶瓷强度单调增加,而气孔率单调下降.     

基于冰模板导向的Al_2O_3多孔陶瓷制备

以冰为造孔模板,采用冷冻铸造法制备Al2O3多孔陶瓷,用扫描电镜(SEM)观察孔结构,并测量气孔率和抗压强度。结果表明:通过调整工艺参数,气孔率可控制在24%~85%之间,形成了蜂窝状结构。随浆体浓度的增大,气孔率降低,抗压强度增大。抗压强度随烧结温度的升高而增大。当气孔率最大达85%时,抗压强度为21 MPa。     

高强度多孔氮化硅陶瓷的制备及性能研究

以氮化硅为原料,以叔丁醇为溶剂,采用凝胶注模成型工艺和无压烧结工艺,制备出具有高强度和高气孔率的多孔氮化硅陶瓷。在浆料中初始固相含量固定为10vol%的基础上,研究烧结温度和保温时间对多孔氮化硅陶瓷材料的气孔率、孔径尺寸分布、物相组成及显微结构的影响,分析抗弯强度与结构之间的关系。结果表明,通过改变烧结温度和保温时间,可制备气孔率63.3%~68.1%的多孔氮化硅陶瓷;气孔尺寸呈单峰分布,平均孔径为0.97~1.42μm;抗弯强度随烧结温度提高或保温时间延长单调增大,在1750℃保温1.5h下达到最大值(74.2±8.8)MPa。     

规则多孔铜压缩性能的各向异性

在氢气或氢气和氩气的混合高压气氛中,采用定向凝固技术制备规则多孔铜材料;在室温下测试不同气孔率规则多孔铜在不同方向的压缩性能;研究气孔率和压缩方向对规则多孔铜力学性能的影响规律。结果表明:当气孔率和压缩方向不同时,规则多孔铜的压缩应力—应变曲线表现出不同的特征;当压缩方向相同时,规则多孔铜的压缩屈服强度随气孔率的增加而降低;规则多孔铜的力学性能呈现明显的各向异性,其屈服强度和能量吸收能力随着压缩方向与气孔方向夹角的增大而减小;当压缩方向与气孔方向的夹角为0°时,其屈服强度和能量吸收能力最大。     

多孔TiC/NiAl复合材料的孔洞形貌及抗压强度

通过控制Ti、C、Ni、Al粉末之间的反应,利用自蔓延技术原位合成多孔TiC/NiAl复合材料,研究Ti-C(摩尔比1∶1)含量对多孔材料孔洞形貌和抗压强度的影响。结果表明:多孔材料孔洞形貌主要受反应物吸附气体挥发和液相流动的影响,Ti-C含量增加,孔隙率和孔径增大。当Ti-C含量为0～25%时,孔洞分布均匀,形貌以近球形为主,孔径大小在20～70 μm之间;多孔材料抗压强度随Ti-C含量增加逐渐增大。当Ti-C含量为30%时,除近球形孔洞外,还出现了一些尺寸大于100 μm的形状不规则孔洞和狭长形孔洞,抗压强度下降。     

氮化硅基多孔陶瓷的孔隙结构控制

氮化硅多孔陶瓷的孔隙率、孔径的调节与孔隙结构的控制主要是通过改变粉料颗粒配比、料浆浓度、成形密度和烧结工艺来实现的,得到的材料多以β-Si3N4为主相,对α-Si3N4多孔陶瓷材料的研究较少。本实验以磷酸锆为结合剂并添加不同成孔剂低温常压烧结制备以α-Si3N4为主相、孔隙可控的氮化硅基多孔陶瓷,孔隙率范围30%~70%,抗弯强度16~108MPa。     

Characterization of porous Ti-bioglass composite produced by mechanical milling and space holder sintering

In this study, porous titanium-10 wt% bioglass(BG) composites were fabricated by the process of combining mechanical alloying with space holder sintering. The pore morphology and phase constituents of the milled powders and porous compacts were characterized by scanning electron microscopy(SEM), X-ray diffractometry(XRD), and Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR). The mechanical properties were determined by running compression test. The porosity of the sintered samples shows a downward trend with the increase of milling time. As the porosity increases, both the compressive strength and elastic modulus decrease. The results illustrate that the fabricated porous compacts with high porosity and suitable mechanical properties have the potential application in bone tissue engineering.