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.     

多孔金属镍的制备

采用添加造孔剂、真空烧结工艺制备了多孔金属镍材料,并主要讨论了造孔剂含量对材料性能的影响。     

FeAl金属间化合物多孔材料的制备

以Fe、Al粉末为原料,用反应合成工艺制备FeAl金屑间化合物多孔材料,表征了孔结构.结果表明,在FeAl金属间化合物多孔材料的制备过程中烧结坯发生明显的体积膨胀;在1000℃以下,随着烧结温度的升高FeAl烧结坯的孔隙度和最大孔径增大;经1000℃烧结后FeAl多孔材料的孔隙度为35.3%,最大孔径为2.0 μm;造孔机理是Kirkendall效应造孔、反应造孔以及粉末颗粒间隙孔的演变.     

镍冶金废渣制备多孔陶瓷及其性能

为使镍冶金废渣再利用,以磁选后镍渣和粉煤灰为主要原料,聚苯乙烯泡沫颗粒小球为造孔剂制备多孔陶瓷,研究了烧结温度和造孔剂加入量对多孔陶瓷性能的影响,节约了工业成本.研究结果表明,体积密度和抗压强度与烧结温度呈正相关,与造孔剂加入量呈负相关,对其进行调整可使体积密度达到200 kg/m3以内,抗压强度达到0.4 MPa以上...     

非传统粉末冶金制备生物医用多孔钛及其性能

以生物医用球形雾化钛粉为原料,碳酸氢铵做造孔剂,采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了生物医用多孔钛块体材料。采用XRD、SEM分别对所制备的多孔钛的物相组成、微观形貌进行分析,并研究了多孔钛的力学性能及成骨细胞在其表面的粘附生长情况。结果表明:通过调节造孔剂添加量、控制烧结工艺可制备孔隙率为50.3%～70.5%、孔径为100～300μm的多孔钛,其力学性能(抗压强度为24.40～68.96MPa、弹性模量为1.010～1.287GPa)与人体松质骨相匹配。与SD大鼠成骨细胞的联合培养结果表明,该材料的粗糙表面和多孔结构可粘附生长成骨细胞,具有良好的生物相容性。     

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.     

尿素含量对Ti-10%Mg多孔材料孔隙结构和抗压性能的影响

以尿素为造孔剂,采用粉末冶金法在630℃真空条件下烧结制备Ti-10%Mg多孔材料,研究了造孔剂含量对其孔隙结构、物相成分、孔隙率及抗压性能的影响。研究表明,造孔剂含量为25%(w)时,烧结体的孔隙大小均匀,主要相为Ti和Mg,造孔剂添加量未对其物相产生明显影响;随着造孔剂含量的增加,烧结体的孔隙率随之增加,抗压强度和弹性模量随之降低;Ti-10%Mg多孔材料的抗压强度和弹性模量分别为16~183MPa和1.87~10.15 GPa,理论上可以作为人体骨骼的替代材料。     

造孔剂法制备硅藻土基多孔陶瓷及其性能研究

以硅藻土和烧结助剂为原料、聚苯乙烯(PS)为有机造孔剂,采用热压铸工艺,在1 150℃/2 h条件下制备了孔隙率为50%～60%的硅藻土多孔陶瓷,分别研究烧结助剂含量、造孔剂粒径及含量对多孔陶瓷孔隙率、孔径和微观结构的影响,进一步研究多孔陶瓷的孔隙率、孔径与陶瓷平均吸油速率的关系。结果表明：当硅藻土粒径为25μm、烧结助剂含量为13%(质量分数,下同),造孔剂粒径为30μm且添加含量为20%时,制备的多孔陶瓷的开放孔隙率可高达60%;平均吸油速率随多孔陶瓷孔径和孔隙率增大而提高,其中孔径的影响更大,当孔径由9.3μm增大到28.8μm时,平均吸油速率由1.1 mg/s提高到3.6 mg/s。     

骨组织工程用多孔HA生物材料的制备

用PVB、NH4HCO3和(NH4)2CO3粒子作造孔剂,制备了骨组织工程用多孔HA生物材料.讨论了烧结工艺和造孔剂含量等对材料结构的影响.研究表明,较佳的烧结工艺为1200℃烧结4h,烧结后样品主要是HA相.造孔剂PVB、(NH4)2CO3、NH4HCO3含量分别为10vol%、15vol%和20vol%时,多孔HA陶瓷拥有大于100μm和5～50 μm的贯通孔,具有较好的孔连通性与孔结构,有利于细胞和组织的生长以及营养输送;其最大孔隙率为50.3%,抗压强度为6.33MPa.     

烧结温度对316L多孔不锈钢孔结构的影响

将316L不锈钢粉、造孔剂(尿素颗粒)和粘结剂(聚乙烯醇溶液)进行混合,压坯后采用高温真空烧结制备出多孔不锈钢。利用真空浸渍法计算不同烧结温度下试样的孔隙率,在金相显微镜下观察试样的孔径分布及孔大小等,采用压汞法测试不同烧结温度下的最大孔径及其渗透性能。结果表明,烧结温度在1200℃时可获得小孔径分布均匀、孔隙贯通性良好的多孔结构;但烧结温度超过1200℃,烧结试样发生孔径的收缩和变形,使得孔隙率减小,多孔材料的渗透性能降低。