新型铝硅酸盐基多孔陶瓷材料合成工艺研究

以粉煤灰、固体燃料以及少量黏结剂为主要原料,采用KAl(SO4)2·12H2O和碱性激发剂作为Al2O3的前驱体,通过溶胶-凝胶法对粉煤灰粉体进行表面包覆改性,在原灰表面形成无定型态Al(OH)3溶胶提高了原粉煤灰的表面活性,由于降低了原灰颗粒的表面能,从而降低了样品烧结温度.借助Zeta电位分析仪(Brookhaven Instruments Corp,USA)分析粉煤灰改性前后表面所带电荷(ξ电位)随pH值变化情况,确定了改性处理化学反应体系最佳pH范围是7.8～8.1;探讨了制备工艺对改性后粉煤灰颗粒表面ξ电位和分散体系性能的影响.借助TGA-DSC分析和XRD分析研究了粉体热处理过程中的相变化,确定了改性粉煤预处理制度以及粉煤灰制备样品的热处理制度.     

新型铝硅酸盐复合陶瓷材料的研制

以粉煤灰为主要原料,通过溶胶-凝胶法对粉煤灰进行表面包覆改性,制备了稳定性良好的高活性粉体,降低了样品烧结温度。测试了粉煤灰改性前后表面荷电（ζ电位）随pH值的变化情况,确定了改性体系最佳pH范围是7．8～8）。借助DTA-TG分析和XRD分析研究了粉体热处理过程中的相变化,确定了改性粉煤灰预处理制度及制备样品的烧成制度。利用正交实验确定了样品的最优配方,在950℃烧成时,样品抗压强度比未改性的强度增加31．6％。     

面向一体化热防护的陶瓷基复合材料轻量化结构研究进展与挑战EI北大核心CSCD

高超声速飞行器技术是航空航天领域发展的重要方向,对国防安全起着重要作用。高超声速飞行器能在极端环境中安全服役的关键在于飞行器的热防护材料与结构。一方面,热防护材料与结构必须能够经受恶劣的气动热环境;另一方面,热防护材料与结构还要在承载的同时尽可能降低质量以提高飞行器有效载荷。因此,需要研发兼具耐高温、轻量化、承载特性的热防护结构。本文首先综述了C/SiC陶瓷基复合材料轻量化点阵结构及其制造方法,对其在室温、高温环境下的力学行为与传热行为的研究现状进行了总结,并具体讨论了基于C/SiC陶瓷基复合材料轻量化点阵结构的耐高温、轻量化、承载、一体化热防护结构研究进展情况。最后,在新设计理论与方法、新制造技术、服役特性、多功能一体化设计与实现四个方面对面向一体化热防护的陶瓷基复合材料轻量化结构的研究挑战进行了展望。本文为高超声速飞行器新型热防护结构的发展提供一定借鉴与思考。     

陶瓷材料与结构增材制造技术研究现状

增材制造技术在聚合物材料与结构、金属材料与结构制备中已经得到了大量应用。近年来,陶瓷材料与结构的增材制造技术得到了初步发展,受到了越来越多陶瓷工作者的关注。本文综述了目前几种常见的陶瓷材料与结构增材制造技术,并预测了未来陶瓷材料与结构增材制造技术发展的主要关注点,以期为陶瓷工作者提供关于增材制造技术一定的参考与思考。     

卷心菜型的NiO为载体的钛酸钡光催化剂的性能研究

在六亚甲基四胺与硝酸镍的水溶液中,水热反应制备了由二维曲面组成的卷心菜型的具有六方晶相结构的NiO粉体,曲面的尺寸约为2μm×3μm,厚度约为100nm,二维曲面间具有大量的间隙。以该NiO作为载体,用溶胶-凝胶法在NiO载体上负载了钛酸钡纳米涂层作为光催化剂,探讨了溶液的pH值、外加添加剂、催化剂用量和磁场强度等因素对染料废水的模拟物亚甲蓝光催化降解的影响。随着外加磁场的增大,其光催化性能也相应增加。     

明胶网络凝胶法制备纳米镍锌铁氧体粉体

pH值对明胶网络凝胶法制备镍锌铁氧体纳米粉体具有决定性的作用,最佳pH值范围为9至11.加入添加剂可在较低的煅烧温度下使杂相消失并得到单相镍锌铁氧体产物.当明胶的用量由5%上升至20%(质量分数,下同)时,经700 ℃煅烧2 h后,产物晶粒由46 nm减少至10 nm,可通过改变明胶浓度的方法调控镍锌铁氧体的晶粒.镍锌铁氧体的比饱和磁化强度和矫顽力分别随粉体晶粒尺寸的增加呈先下降后上升的趋势.     

陶瓷微滤膜的亲疏水性变化对水通量的影响

用高温气相裂解色谱和FTTR对经钛酸酯偶联剂改性前或后的陶瓷微滤膜进行了表征,用非水溶液滴定法检测了修饰前后羟基的变化,改性后的陶瓷微滤膜粉体表面的亲油化度大幅度上升、吸水率大幅度下降.在一定的压力范围内,随着陶瓷微滤膜微孔道内壁的亲水性的下降和疏水性的增强,水的渗透通量呈明显下降趋势,当达到一定的疏水程度后,水的渗透通量趋近于零.     

载银氧化锆纳米晶陶瓷微滤膜抗菌研究

用约为20nm的四方相ZrO2纳米晶对陶瓷微滤膜进行通体修饰后,其平均孔径由3.20μm缩小为3.15μm。将广谱无机抗菌剂之一的银系附着在陶瓷微滤膜表面的ZrO2纳米晶涂层,银以岛状纳米晶沉积附着在四方相ZrO2上,含银纳米晶粒尺寸大小不一。以Ag进行掺杂改性后,改性粉体的润湿性变得更好,其中以Ag掺杂量为0.5mol%时,改性粉体的润湿性能为最好。以金黄色葡萄球菌为实验对象,研究了载银陶瓷微滤膜对金黄色葡萄球菌的杀伤效应,并初步探讨了对细胞的作用机理。     

ZrO_2纳米晶涂层修饰改性的陶瓷微滤膜性能

对α-Al_2O_3陶瓷膜进行四方相的ZrO_2纳米涂层修饰.陶瓷膜分别经5,8.5,12 nm 3种不同尺寸的四方相ZrO_2纳米晶涂层修饰改性后,ZrO_2纳米晶的尺寸越小,Zeta电位的绝对值也就越大,等压下的水通量也就越大.经修饰改性后的陶瓷微滤膜在平均孔径相对于支撑体缩小约10倍后,在相同压差下其水通量明显大于支撑体的水通量.过膜后水的渗透压呈略微上升的趋势及电导率产生突跃性的增加.在陶瓷膜表面羟基的亲水性和荷电特征等因素的作用下,过膜后较大的水分子团簇(结构)断裂为较小的团簇.     

立体光刻增材制造中固含量对Al2O3陶瓷性能的影响

对于陶瓷立体光刻增材制造技术, 光敏树脂浆料的固含量发挥着重要的作用。本工作首先制备了不同固含量的Al₂O₃陶瓷浆料, 并采用立体光刻增材制造技术, 制备了Al₂O₃陶瓷, 并研究了Al₂O₃浆料的固含量与陶瓷性能的关联关系。其次, 探索了固含量对Al₂O₃浆料的流变行为、固化性能, 以及对Al₂O₃陶瓷的微观结构、力学性能的影响规律。结果表明, 随着固含量增加, 浆料的粘度和剪切应力均增大。在光固化增材制造过程中, 高固含量导致浆料的粘度高于其自流平的临界值, 且Al₂O₃浆料的固化性能与固含量高度相关。此外, 固含量明显影响光固化增材制造的Al₂O₃陶瓷的缺陷。这些制造缺陷对于Al₂O₃陶瓷的力学性能有重要影响。最后, 本工作总结了光敏Al₂O₃浆料的流变行为、固化性能与Al₂O₃陶瓷的微观结构和力学性能之间的关联关系。浆料的高粘度造成陶瓷的微观结构不均匀, 最终导致其力学强度较差。本研究结果可为陶瓷的光固化增材制造提供一定的参考。