闭孔泡沫陶瓷气孔微结构的分形表征及其模拟

通过观察发现,闭孔泡沫陶瓷气孔几何结构不是一个整形结构,而是具有分形特征的分形结构。采用分形几何对其气孔结构进行描述,首次获得了闭孔泡沫陶瓷分维表达式D=lnN/lnK。讨论了分维D的大小与闭孔泡沫陶瓷气孔微结构之间关系,并用计算机模拟出闭孔泡沫陶瓷的分形结构。     

技术转让项目

正项目名称:超轻质彩釉装饰闭孔泡沫陶瓷保温板项目介绍项目介绍:本项目所制造的超轻质彩釉装饰闭孔泡沫陶瓷外墙保温板集保温、防火、吸声、隔水、抗冻与装饰等多种功能于一身,保温性能卓越。经国家建筑工程质量监督检测中心和国家建筑材料测试中心权威检测,该保温板密度仅为110-117 Kg/m3,导热系数为0.065 w/m·k,经30次抗冻融循环试验,样品无任何破坏。完全能满足新的建筑节能标准。经国家固定灭火系统和耐火构件质量     

颜料对水性膨胀型防火涂料耐火性能的影响

讨论了不同颜料对膨胀型防火涂料耐火性能的影响。结果表明:不同颜料对耐火性能的影响不同,从耐火极限的角度考虑,适用于水性膨胀型防火涂料的颜料范围特别窄,钛白粉对耐火性能的提升性最佳,进一步研究表明,钛白粉添加量和晶型同样至关重要。     

水性膨胀型钢结构防火涂料的制备及性能研究

以醋酸乙烯、叔碳酸乙烯酯聚合而成的混合液为基体,采用物理膨胀和化学膨胀相结合的阻燃膨胀体系,可膨胀石墨（EG）为物理膨胀体系,水性阻燃剂为化学膨胀体系,来制备水性膨胀型钢结构防火涂料。探究了乳液与阻燃剂之间的配比、EG的添加量对水性防火涂料防火性能的影响。结果表明,当乳液含量在20%（质量分数,后同）、阻燃剂含量在40%、EG含量在1.5%时,制备的水性膨胀型防火涂料涂层受热后膨胀效果显著,强度高,附着力好,耐火极限为63min,满足GB14907—2018对钢结构的防火要求。     

直接发泡法制备孔特性可控的氧化铝泡沫陶瓷

综述了近10年氧化铝泡沫陶瓷方面的研究进展,包括表面活性剂稳定泡沫制备的开孔泡沫陶瓷和颗粒稳定泡沫制备的闭孔泡沫陶瓷。对于表面活性剂稳定泡沫,分别采用环氧树脂–多胺和自发凝固2种凝胶体系进行固化成型,制备开孔氧化铝泡沫陶瓷。对于颗粒稳定泡沫,在采用调节浆料pH值或加入分散剂制备陶瓷浆料的基础上,使用长链的表面活性剂对分散的陶瓷颗粒进行疏水修饰,直接发泡后具有自发固化特性,制备出闭孔氧化铝泡沫陶瓷。     

几种颜填料对水性膨胀型防火涂料耐火性能的影响

介绍了一种水性膨胀型防火涂料的制备工艺及其耐火性能快速测试方法,从耐火极限、炭层膨胀高度、炭层强度、烧蚀率等方面讨论了几种不同颜填料对水性膨胀型防火涂料耐火性能的影响因素。结果表明:(1)添加一定比例的钛白粉对防火涂料综合耐火性能有着明显的提升作用,金红石型钛白粉提升效果更好;(2)氢氧化铝同钛白粉作用类似,对防火涂料综合耐火性能提升同样存在一个最佳添加比例;(3)纤维材料中,硫酸钙晶须对于防火涂料的综合耐火性能提升效果较好,芳纶纤维提升效果较差。     

短链两亲分子活性剂制备氮化硅泡沫陶瓷

采用直接起泡法制备氮化硅泡沫陶瓷,研究了长链表面活性剂与短链两亲分子活性剂对泡沫稳定性的影响,分析了Si3N4泡沫陶瓷的微观结构。结果表明：与长链表面活性剂稳定的泡沫相比,短链两亲分子稳定的泡沫稳定性较好,泡体呈现球形或椭球形。通过控制发泡工艺制备出气孔尺寸分布均匀的开孔和闭孔两种不同孔结构的多孔氮化硅泡沫陶瓷,闭孔氮化硅泡沫陶瓷的气孔率和抗弯强度分别为40%和106MPa;开孔氮化硅泡沫陶瓷的气孔率和抗弯强度分别为80%和28MPa。     

可膨胀石墨在膨胀型钢结构防火涂料中的应用

为了改善钢结构防火涂料膨胀炭质层蓬松易脱落和易开裂的缺点,将可膨胀石墨(EG)添加到防火涂料中,通过耐火实验来研究EG对炭质层形貌和钢结构耐火极限的影响。结果表明,EG膨胀后成“蠕虫”状穿插于膨胀炭质层中,起到增强作用,使炭质层结构更致密。热分析结果表明,w(EG) =6 7%时,防火涂料在600℃时的热失重减少了7%;w(EG) =0 5%时,钢结构耐火极限延长了10min。     

家用陶瓷汤锅结构热力学有限元分析

为探究家用陶瓷汤锅受热工作过程中破损、炸裂发生的原因,对常见的三种陶瓷汤锅进行热力学有限元分析。利用Pro/E进行锅体的三维实体建模。在400℃温度载荷条件下,进行基于ANSYS的结构有限元分析,得到温度场和热应力的分布。结果表明,陶瓷汤锅受热过程中会发生热应力聚集现象和部分形变。热应力聚集部位出现在锅体与底部过渡处、锅体颈部及放置锅盖的牙口部位。形变发生的部位出现在锅底底部中心和牙口部位。     

闭孔泡沫陶瓷的制备工艺和性能优化

笔者就闭孔泡沫陶瓷的制备工艺和性能优化进行了深入研究。通过对4种主要制备方法(模板法、泡沫复制法、前驱体发泡法、模板印刷法)的定义、工作原理、优缺点及适用类型进行了详细分析。随后笔者对闭孔泡沫陶瓷性能优化，从孔隙结构、材料选择、烧结工艺、界面控制、多功能化设计、性能测试与评估以及微观结构分析等角度，提出了多方面的优化策略。通过对这些策略的综合运用，可以实现闭孔泡沫陶瓷的性能提升，为其在隔热、载重等领域的应用提供了有力的支持。     

水性钢结构防火涂料的制备及其耐火性能研究

以水性树脂为基体,聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)、季戊四醇(PER)为膨胀阻燃体系,可膨胀石墨(EG)和绢云母为填料制备了水性膨胀型钢结构防火涂料;研究了基体拼合、膨胀阻燃体系、EG与绢云母配比对钢结构防火涂料性能的影响。结果表明:氯偏乳液与纯丙AC261P乳液质量比为22:3,APP、MEL、PER的质量比为4:3:3,可膨胀石墨和绢云母的质量比为5:3时,制备的防火涂料涂层受热膨胀倍率为5.68倍,形成了"蜂窝状"结构的膨胀炭质层,孔洞均匀致密,与钢板粘附性好、强度高,耐火性能好,耐火极限高达2 997 s。     

闭孔泡沫陶瓷的研究现状及应用前景

闭孔泡沫陶瓷由于结合了陶瓷材料自身的优异性能以及其特殊的多孔结构,从而具有良好的保温、绝热、隔音、耐腐蚀、防水等性能,可作为复合功能材料在建筑领域中应用,对环境保护、能源节约具有重要的意义,已得到了行业,科研机构的广泛关注。文章介绍了闭孔泡沫陶瓷的国内外研究现状,对其在制备工艺、成果推广等方面存在的问题进行了分析,对其应用前景进行了展望。     

问:影响泡沫陶瓷制备及性能的因素有哪些?

<正>答:泡沫陶瓷材料的发展始于20世纪70年代,是一种具有高温特性的多孔材料。泡沫陶瓷一般可以分为两类,即开孔(网状)陶瓷材料以及闭孔陶瓷材料,这取决于各个孔穴是否具有固体壁面。升温速率、保温时间和烧成温度是影响泡沫陶瓷制品强度的三个因素。那么哪些是影响泡沫陶瓷制备及性能的因素?     

室内水性膨胀型防火涂料的性能测试

用壁挂式酒精喷灯模拟火灾现场,对一种室内水性膨胀型钢结构防火涂料的耐火极限和膨胀倍数进行测试。采用热重/差热(TG/DTG)对涂料的热稳定性进行表征,用红外光谱(IR)和X-射线衍射(XRD)分析燃烧后炭层结构,用数码相机和SEM观察炭层的形貌。结果表明,该涂料的耐火极限为160 min,膨胀倍数为12.2,最大失重温度为328℃,涂料受热分解后生成含有P—C—O、—CH_2—、■和—OH结构的炭化物,炭层中含有TiO_2与TiP_2O_7,且炭层呈现"蜂窝状"多孔结构。该防火涂料的性能符合GB 14907—2018《钢结构防火涂料》国家标准,性能优异,在室内钢结构的防火保护中可以广泛使用。     

陶瓷化硅橡胶的性能研究

采用甲基乙烯基硅橡胶为主体材料,在以氢氧化铝和玻璃粉为阻燃剂的基础上添加铂络合物和耐火填料(高岭土、白云母粉或硅灰石)制备陶瓷化硅橡胶,研究铂络合物和耐火填料对硅橡胶物理性能、热稳定性能和烧结性能的影响。结果表明:铂络合物与氢氧化铝有很好的阻燃协同效应,铂络合物适宜的质量分数为7.2×10~(-6);随着耐火填料用量的增大,硅橡胶的物理性能下降,耐火填料的适宜用量为20份;添加铂络合物和耐火填料的硅橡胶热稳定性能下降;烧蚀温度越高,硅橡胶的烧结产物陶瓷化效果越明显。陶瓷化硅橡胶具有优异的阻燃性能和耐火性能,添加白云母粉的陶瓷化硅橡胶的物理性能和陶瓷化效果最好。     

免养护轻质耐火浇注料的研制

采用轻质页岩陶砂、漂珠、闭孔膨胀珍珠岩为原料 ,以改性固态水玻璃为结合剂研制了免养护轻质耐火浇注料。研究了结合剂、促凝剂及SiO2 超微粉添加量对轻质耐火浇注料性能的影响。结果发现 :当结合剂的用量为 1 2 %～1 5 % ,促凝剂的用量为结合剂的 4.5%～5 .5 %时 ,可保证轻质浇注料具有优良的性能 ;SiO2 超微粉的加入 ,既可以提高浇注料的高温强度 ,又可以改善其使用性能 ,最佳添加量为 5 %左右。研制的免养护轻质耐火浇注料具有体积密度小 ,热导率低 ,耐压强度高 ,易于施工等特点 ,是使用温度在1 1 0 0℃以下的各类加热炉炉衬的理想材料     

陶瓷气凝胶有望成航空新材

<正>近日,哈尔滨工业大学、兰州大学、美国加州大学洛杉矶分校、加州大学伯克利分校等高校研究人员共同合成出米层状结构的双曲线结构陶瓷气凝胶,该材料可以极大增强传统陶瓷气凝胶材料的各项性能,为解决陶瓷超轻结构的脆性问题,以及受热析晶问题提供了研究思路,促进了陶瓷气凝胶在隔热、催化、能源、环境治理、航空航天等领域的应用。陶瓷气凝胶因其超轻、耐火、耐腐蚀、耐高温     

利用粉煤灰生产泡沫陶瓷

多孔质材料目前主要有泡沫玻璃和多孔陶瓷两种。泡沫玻璃是在玻璃粉中加人发泡剂如碳黑、碳酸钙、硫酸钙、硫酸钠、硼酸、或其他具有发泡作用的物质,填人耐热金属或耐火材料制成的模具中,送入窑炉烧结发泡,缓冷而成。该玻璃中存在相互独立构成的气孔。但这样的玻璃耐热性差,仅能耐约500cC的温度。多孔陶瓷是用氧化铝、耐火粘土、硅砂等耐火性无机材料加入粘结剂,使颗粒相互粘结．在一定温度下烧结而成。但这样的陶瓷气孔性差。近年来,利用微细的空心火山灰粒、膨胀珍珠岩和膨胀黑耀岩为原料,加人硅酸钠溶液,采用固化工艺,研制出多…     

膨胀型钢结构防火/防腐涂料体系高温界面结合特性研究

膨胀型防火/防腐涂料体系及其与基材的高温界面结合特性，是影响其实际应用中防火性能的关键因素。利用附着力测试、扫描电子显微镜（SEM）、高温影像仪和小型耐火试验炉对商用防火涂料在不同体系下的高温界面特性进行了系统研究。结果表明：水性膨胀型钢结构防火涂料JSP在特定体系下表现出了明显的高温界面不相容缺陷并导致耐火失效，其耐火极限下降约42%；水性膨胀型钢结构防火涂料SSP在各体系中表现了良好的高温界面相容性，不同体系耐火极限保持在50～60 min。结合高温影像分析，2种防火涂料在高温下的膨胀形式与膨胀后界面结合面积大小显著影响了其高温界面相容性。     

可膨胀石墨在膨胀型钢结构防火涂料中的应用研究

为了克服钢结构防火涂料膨胀发泡层蓬松易脱落和易开裂的缺点,采用可膨胀石墨来改善防火涂料发泡层的结构.研究了可膨胀石墨对发泡层形貌和钢结构耐火极限的影响.结果表明,可膨胀石墨膨胀后成"蠕虫"状穿插于发泡层中,起到增强作用,使炭质层结构更致密.采用膨胀容积为180 mL/g、粒径为0.18 mm、起始膨胀温度为150 ℃的可膨胀石墨时,当添加量为3%时具有较好的改性作用.