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。     

用氧化淀粉实现氧化铝陶瓷的原位凝固成型

采用经过氧化改性后的木薯淀粉作为凝固剂进行氧化铝陶瓷原位凝固成型研究。研究了氧化淀粉添加量对陶瓷浆料流变特性以及成型素坯的密度、干坯强度的影响，测定了经1700℃烧结后瓷体的密度和强度。结果表明：当在固相体积分数为55％的氧化铝浆料中加入0．5％～1．5％（质量分数，下同）的氧化淀粉时，淀粉．氧化铝浆料的表观粘度随氧化淀粉添加量的增大而提高，但均小于0．4Pa‰制备出的坯体致密、均匀，体积密度大于60％；干坯强度随淀粉添加量的增大而提高，均在7MPa以上，当氧化淀粉量为1．5％时，可达12MPa。烧结后氧化铝陶瓷的抗弯强度均在220MPa以上，其中当淀粉加入量为1．0％时，陶瓷的抗弯强度可达307MPa；烧结体的致密度随着淀粉加入量的增大而下降，当淀粉加入量小于1．0％时，烧结体的相对密度在96％以上，与注浆成型制备的烧结体的致密度相当。通过添加少量氧化淀粉，可实现氧化铝陶瓷的近净尺寸原位凝固成型，并可获得高致密度的陶瓷烧结体。     

聚氨酯表层涂覆制备掺铍碳化硅泡沫的研究

目的采用模板法通过先驱体涂覆裂解工艺获得性能优异的掺铍碳化硅泡沫陶瓷。方法以掺铍聚碳硅烷(PBe CS)、二甲苯作为先驱体配制浆料,采用聚氨酯泡沫为模板,表层挂浆并烧结预制件后获得碳化硅泡沫陶瓷。运用XRD、SEM、波导法、保护热板法等手段,研究了浸渍液配比、烧结温度与Be元素对泡沫陶瓷结构、电磁性能、热导率的影响。结果 PBe CS经过陶瓷裂解后转变为无定型Si C,组成泡沫陶瓷的骨架。泡沫的开孔率为70%~90%,网孔的孔径介于0.5~1.2 mm之间。随着温度、浸渍浓度的增加,骨架的表面越平滑,致密化提高。Be元素的添加提高了陶瓷产率,先驱体中Be含量过低及泡沫陶瓷孔隙率高,导致了Be元素的低介电损耗、高热导率等性能没能在材料的整体复合性能中得到体现。结论通过改变浸渍液配比、烧结温度可以获得所需结构性能的掺铍碳化硅泡沫陶瓷,Be元素对材料性能提升的证明还需进一步研究。     

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。     

不同分散剂对氧化铝陶瓷基片加工工艺的影响

研究了两种分散剂PMAA-NH4和PMAA-Na对浆料稳定性、流变性、固相含量、坯体强度和坯体显微结构的影响.结果表明:两种分散剂均能减少陶瓷浆料中的颗粒团聚,使颗粒分散更均匀,并制得了高性能氧化铝陶瓷基片.     

涂层用Al2O3-ZrO2复合浆料的制备

为了在金属表面制备良好的陶瓷涂层,以异丙醇铝、硝酸、蒸馏水为原料制作了铝溶胶,在铝溶胶中加入氧化锆,制成涂层用复合浆料。采用DTA,XRD和沉降实验等方法对复合浆料进行了分析,结果表明:溶胶制备时应控制pH为2;异丙醇铝和蒸馏水的摩尔比为1∶80;复合浆料中氧化锆的合适配比为85%~90%(体积分数);复合浆料的烧结温度为830℃。     

基于挤出成型的陶瓷膏体的制备与分析

为实现陶瓷膏体3D打印铸型来取代传统的蜡模制壳,选择以固相含量、pH值、分散剂3个因素进行正交试验。通过对粘度的测试与分析,研究氧化铝陶瓷膏体的流变性能及最优配比方案。结果表明,分散剂对膏体粘度的影响最大,pH值次之,固相含量影响最小。采用氧化铝粉末51%,柠檬酸钠0.5%,丙三醇4%,聚乙烯醇2.25%,蒸馏水42.25%,pH呈碱性的配比方案,膏体的流变性能最好。     

原位形成纳米包覆微复合结构制备莫来石陶瓷

采用硅溶胶分散氧化铝浆料免脱气注凝成型工艺,利用硅溶胶凝胶化在氧化铝颗粒表面原位形成纳米SiO2包覆Al2O3微复合结构,实现莫来石陶瓷的瞬态粘滞烧结,研究了固相体积分数及加入NH4Cl促进浆料凝胶化对浆料流变行为及其凝胶化时间的影响.结果表明,固相体积分数为50.0%,浆料中NH4Cl浓度为0.08 mol/L时,浆料呈明显触变性,浆料凝胶化时间为18 min,成型坯体表面和断面致密无可见气孔,烧结过程中坯体致密化进程主要发生在完全莫来石化前,在1650℃保温2 h,烧结体相对密度达95.0%.     

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。     

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。     

A novel technique for making open-cell AI203-ZrO2 ceramic foam with plant seed template

The aim of the present research is to provide a technique for preparing open-cell AI203-ZrO2 ceramic foams with uniform cell size. This technique used plant seeds to array templates and centrifugal slip casting to obtain cell struts with high packing density. Aqueous Al2O3-ZrO2 slurries with up to 50 vol.% solid contents were prepared and the rheological characteristic of the slurries was investigated. Consolidation was performed at an acceleration of 2,860 g for 60 rain. The effect of the characteristic of plant seeds on the drying behavior of Al2O3- ZrO2 green compact was analyzed. The effects of the solid contents of slurries on segregation phenomena ofAl2O3 and ZrO2 particles and green compact uniformity were investigated. The compressive stress-strain curve and deformation behavior of Al2O3-ZrO2 ceramic foams prepared using plant seed template were analyzed. The results showed segregation phenomenon is negligible for highly stable slurry with 50 vol.% solid loading. The prepared cell struts of Al2O3-ZrO2 foams have high green density (61.9% TD), sintered density (99.1% TD) and homogeneous microstructure. When sintered at 1,550 ℃ for 2 h, the cell size of Al2O3-ZrO2 foam is approximately uniform and the diameter is about 1.1 mm. The porosity and compressive strength of sintered products is 66.2% and 5.86 MPa, respectively.     

烧结制备泡沫陶瓷过滤器工艺的优化

采用Al2 O3 和耐火粘土代替贵重的ZrO2 作为基体 ,制备泡沫陶瓷过滤器。并通过添加稀土氧化物Y2 O3 及CeO显著缩短高温烧结时间 ,提高生产效率。烧结的过滤器在液态球墨铸铁中浸泡 ,抗损坏时间延长。所制备的过滤器完全可以满足过滤液态球墨铸铁的要求。     

凝胶注模成型工艺制备SiCw/Al2O3陶瓷复合材料的性能研究

对SiC2/Al2O3陶瓷的低粘度、高固相体积分数浓悬浮体的制备以及凝胶注模成型后坯体的性能和显微结构进行了研究,着重分析了长径比不同的2种SiC晶须及其添加量对坯体性能的影响.结果表明,坯体的相对密度、抗弯强度与SiC晶须的长径比和添加量有关,浆料的粘度随着晶须长径比和添加量的增大而增加.坯体的抗弯强度随着晶须添加量的增加呈现一种先上升后下降的趋势.凝胶注模成型后坯体结构均匀、致密,相对密度为60%,抗弯曲强度达38.5 MPa.通过显微结构观察,裂纹偏转、晶须拔出和晶须桥连是晶须增强的主要机制.     

Fe2O3对SiC基泡沫陶瓷过滤器性能的影响

采用有机前驱体浸渍法制备SiC基泡沫陶瓷过滤器,通过对SiC基泡沫陶瓷过滤器热震性、抗压强度的测试以及显微结构的分析,研究了Fe2O3对泡沫陶瓷过滤器强度和烧结等性能的影响.实验表明:随着Fe2O3含量的增加,泡沫陶瓷过滤器的抗压强度随之增加,而抗热震次数显著减少;Fe2O3的加入能够起到助烧作用,但是过量的Fe2O3会导致烧结体产生过量的玻璃相,Fe2O3的含量应控制在1.5wt%以内.     

Effect of Al powder and silica sol on the structure and mechanical properties of Al_2O_3-ZrO_2 foams

Polymeric sponge replication method is one of the common ways for ceramic foam production. The existence of central triangular voids in the struts results in a decrease of mechanical properties limiting their applications. To remove this defect, some additives consisting of Al powder particles and silica sol are added to ceramic slurries consisting of Al2O3 and ZrO2 (partially stabilized zirconia). With increasing temperature for pyrolyzing and sintering of raw materials, first the Al powder and then the gl...     

SiO2-Al2O3-CaO-Fe2O3系微晶玻璃的晶化过程

利用差热分析（ＤＴＡ）、红外吸收光谱（ＩＲ）、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和扫描电镜（ＳＥＭ）等手段研究了ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－ＣａＯ－Ｆｅ２Ｏ３系微晶玻璃晶化过程及其结晶化过程及其结晶动力学。结果表明：ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－ＣａＯ－Ｆｅ２Ｏ３系微晶玻璃晶化过程中,初晶相是钙铁透辉石,钙铝黄长石是中间过渡相且随晶化温度的提高而消失,最终晶相只有钙铁透辉石;晶体生长指数为２．９,属三维生长。玻璃网络中主要有     

SHS制备纳米/微米结构抗弹陶瓷可行性研究

针对用于现代装甲防护的高性能抗弹陶瓷，以SHS冶金技术，通过材料原位合成手段并在大过冷条件下熔体发生共生共晶反应，快速一次性制备出自燃自组装、具有1-3复合晶内型结构的纳米／微米结构Al2O3-ZrO2共晶复相陶瓷。Vickers压痕试验发现该陶瓷具有较高的断裂韧性并表现出较强的塑变行为，SEM观察发现该复相陶瓷的裂纹扩展路径主要受纳米／微米结构(Al2O3-ZrO2)共晶结构所控制，影响该陶瓷韧化行为的主要因素在于以“内晶型”纳米相所构成的独特的增韧机制。试验预示着采用SHS冶金技术，通过控制Al2O3/ZrO2复相陶瓷成分和凝固行为(如采用离心冷却控制技术)，可以制备出用于现代装甲防护的高性能、低成本、高可靠性新型抗弹复相陶瓷面板。     

铸铁用碳化硅质泡沫陶瓷过滤器的制备与性能

使用有机泡沫浸渍工艺制备碳化硅质泡沫陶瓷过滤器,探讨了复合粘结剂的比例、烧结助剂(Al2O3)的加入量及烧结性能。样品的抗压强度与Al2O3的含量之间存在最佳搭配关系,莫来石相的生成是材料强度提高的一个重要贡献因素。采用最佳配方在1400℃制得的碳化硅质泡沫陶瓷过滤器抗压强度达到1.9MPa,样品加热至1100℃,放入15℃水中急冷的热震次数高达15次。     

放电等离子烧结ZrB_2-YAG-Al_2O_3复相陶瓷的氧化性能

通过共沉淀法获得包覆式Al2O3-Y2O3/ZrB2复合粉体并对其进行放电等离子烧结来提高ZrB2陶瓷的烧结致密度和高温抗氧化能力。研究表明:通过引入YAG-Al2O3制备的陶瓷和纯ZrB2陶瓷相比,在相同氧化条件下得到的氧化层厚度有所变薄,说明通过引入YAG-Al2O3可以改善ZrB2陶瓷的抗氧化性能。在相同氧化条件下,引入Al2O3越多的陶瓷氧化层厚度越小。