冷冻-凝胶成形法制备定向通孔氧化铝陶瓷

由叔丁醇、氧化铝、丙烯酰胺组成的20%(体积分数,下同)陶瓷浆料,在温度梯度的诱导下,用冷冻-凝胶成形法制备了具有定向通孔结构的氧化铝陶瓷坯体.经过烧结后,制备出了高孔隙率、高强度的定向通孔陶瓷,50%气孔率的陶瓷体具有110 MPa的轴向压缩强度.还研究了距离冷端不同位置孔隙的孔径、开孔率变化规律.     

冷冻干燥法工艺条件对多孔氧化铝陶瓷的影响

利用冷冻干燥法制备多孔氧化铝陶瓷.采用扫描电镜和压汞仪,系统讨论了影响多孔陶瓷微观结构的主要因素.结果表明:固体含量显著影响试样的强度和气孔率;粘结剂的添加对于多孔结构的保持很重要;冷冻温度和烧结温度对最终的孔径分布和微观结构有较大影响.     

造孔剂添加量对凝胶注模成型工艺制备8YSZ多孔陶瓷性能的影响

采用叔丁醇基凝胶注模成型工艺结合添加造孔剂法制备了高固相含量的YSZ多孔陶瓷。研究了固相含量为50%(体积分数)时,不同造孔剂添加量对烧结8YSZ多孔陶瓷的孔径及其分布、气孔率、抗弯强度以及热导率的影响。研究结果显示:8YSZ多孔陶瓷的气孔分布均匀,孔径在10μm左右,孔壁致密;气孔率在22.9%～39.8%之间,且随着造孔剂添加量的增加而增加;抗弯强度随着造孔剂添加量的增加而减小,最高可达(85.24±2.31)MPa;热导率在0.735～1.108W/m·K之间,且随着造孔剂添加量的增加而降低。上述结果表明,凝胶注模工艺中同时添加造孔剂不仅可以实现高固相含量多孔陶瓷的制备,而且可以同时实现孔结构可控,最终得到兼具有高强度、高气孔率和低热导率的8YSZ多孔陶瓷。     

孔特性可控的轻质YSZ泡沫陶瓷制备及其力学性能研究

采用颗粒稳定泡沫的方法制备出闭孔结构、孔径均匀分布和轻质的氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)泡沫陶瓷。研究烧结温度、表面活性剂种类和固含量对泡沫陶瓷骨架组成、孔特性（包括孔隙率、孔径分布和平均孔径）和压缩强度的影响规律。结果显示,孔隙率处于45-85 %之间时,YSZ泡沫陶瓷的压缩强度与孔隙率之间的关系符合Rice模型;在1450 ℃烧结温度及固含量为32.50 vol%时,采用异丁烯与马来酸酐共聚物分子和阳离子型表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵共稳YSZ湿泡沫制备出的材料综合性能最优,孔隙率为83.7±0.2 %、平均孔径90.1±0.8 μm、压缩强度45.1±1.3 MPa。在相同孔隙率的情况下,YSZ泡沫陶瓷的压缩强度高于大多数已报道的结果。     

基于冰冻干燥法制备高气孔率氧化铝多孔陶瓷

利用冷冻干燥法制备多孔氧化铝陶瓷。系统讨论了影响多孔陶瓷微观结构的主要因素。结果表明:固体含量显著影响多孔陶瓷试样的强度和气孔率;粘结剂的添加对于多孔结构的保持很重要;烧结温度对最终的孔径分布和微观结构有较大影响。以水玻璃为粘结剂,可以显著提高多孔陶瓷的机械强度,但会对气孔率有一定的影响,少量添加可以提高气孔率,当加入量超过30%后,气孔率、孔径开始减小而对应的抗压强度会有一定的提高。     

泡孔结构对开孔泡沫铝压缩力学性能的影响

采用渗流工艺制备出不同孔径的均匀孔结构和混合孔结构的开孔泡沫铝，研究了孔结构(孔径大小及其比例分布)对开孔泡沫铝压缩力学性能的影响。结果表明：对于均匀孔径的开孔泡沫铝而言，在相对密度不变的条件下，孔径大小对其压缩性能几乎没有影响；而当泡沫铝的孔结构是由不同尺寸的孔相混合时，则大孔与小孔的相对体积比对其力学性能，特别是弹性模量具有较大影响，大、小孔径按适当比例混合可使开孔泡沫铝相对密度降低而刚度显著升高。     

烧结工艺对木材陶瓷孔隙结构的影响

以松木粉、液化木材和ZnCl_2为原料制备木材陶瓷,采用低温氮吸附法和扫描电镜(SEM)检测与评价烧结工艺对木材陶瓷孔隙结构的影响。SEM观测显示:木材陶瓷中多种孔隙结构并存,且木材的天然结构得以部分保存。低温氮吸附法检测表明:孔隙结构为H3型,以孔径为2.3~4.5 nm左右的介孔为主。烧结温度、升温速度和保温烧结时间等因素对孔隙结构有较大的影响。其比表面积随着烧结温度的升高而增加,但在高温区减小,而平均孔径则随烧结温度的升高表现为先减小后增加的趋势。1300℃、保温烧结30 min木材陶瓷的比表面积和平均孔径分别为364.2 m~2·g~(-1)和2.473 nm。     

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。     

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。     

采用布纤维做造孔剂制备微蜂窝陶瓷(英文)

采用刷涂法利用布纤维做造孔剂制备微蜂窝陶瓷,研究造孔剂种类和泥浆含水量的影响。结果表明:采用纤维直径为100μm的布做造孔剂和含水量为45%的泥浆制备的微蜂窝陶瓷孔隙率达到65%,抗弯强度为24.3MPa,孔径大约为100μm,孔壁厚度在50μm左右,孔数达到1310cm-2。通过改变造孔剂种类和泥浆含水量可以控制微蜂窝陶瓷的孔径和孔隙率的大小。     

等离子喷涂-物理气相沉积制备热障涂层对气膜冷却孔的影响

目的研究等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)制备热障涂层过程中影响气膜冷却孔堵塞情况的因素。方法采用等离子喷涂-物理气相沉积技术,以团聚烧结的ZrO_2-7%Y_2O_3(7YSZ)为原料,在预制有气膜冷却孔的高温合金板基体上制备热障涂层,研究了气膜冷却孔的孔角度、孔径大小等参数在热障涂层制备过程中对气膜孔堵塞情况的影响。结果当气膜冷却孔的孔径控制为0.85 mm时,30°、60°、90°气膜冷却孔的孔径收缩率分别为19.01%、14.50%、14.86%,孔径收缩率随角度的增大而减小,一定程度后保持稳定。孔内部涂层结构与表面涂层结构一致,都为柱状结构涂层。当气膜冷却孔的角度控制为30°时,孔径为1.0、1.3、15 mm的气膜冷却孔的孔径收缩率分别为36.40%、31.70%、24.45%,孔径收缩率随孔径的增大而减小。涂层在孔内的分布深度随孔径大小的增大而增大。结论气膜冷却孔的角度会影响PS-PVD热障涂层的沉积效率,从而影响孔径收缩率。气膜冷却孔的孔径不影响PS-PVD热障涂层的沉积效率,但会影响孔径收缩率。     

碳化硅晶须制备微孔陶瓷

介绍一种制备碳化硅微孔陶瓷的新方法。以碳化硅晶须为主要原料,不添加任何造孔剂,采用传统的烧结工艺,在1700℃下制备出孔隙率高于56%、平均孔径为3.8?m、弯曲强度为158 MPa的碳化硅微孔陶瓷,并研究了制备工艺对制品性能的影响。研究结果表明微孔的形成机理主要是晶须之间的架桥作用;通过调节碳化硅晶须的长径比、烧结助剂用量、烧结温度等条件,可以有效地控制微孔陶瓷孔隙率的高低、孔径的大小及其力学性能。     

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。     

TiO_2对堇青石多孔陶瓷微观结构和性能的影响

以叔丁醇为成形介质和造孔剂,二氧化钛为烧结助剂,采用凝胶注模成形和无压烧结工艺制备堇青石多孔陶瓷.研究了添加5%(体积分数,下同)二氧化钛对堇青石多孔陶瓷的气孔率、微观结构、力学性能和气孔结构的影响,并对样品的断口形貌进行观察.结果表明,在1175 ℃烧结温度条件下,与不添加二氧化钛相比,当二氧化钛含量为5%时,所得堇青石多孔陶瓷的气孔率和开口气孔率分别由76.9%和96.4%下降为72.4%和95.1%,线性收缩率从20.7%提高到22.1%,而抗压强度则由3.23 MPa提高到5.83 MPa,气孔尺寸均呈单峰分布,中位孔径由2.29 μm下降到1.62 μm.二氧化钛的加入提高了堇青石粉末的低温烧结性能,在未明显降低堇青石多孔陶瓷气孔率以及未改变其气孔结构、孔径尺寸分布的前提下,材料的力学性能得到了显著改善.     

不同类型多孔结构生物材料支架制备及其性能优化

多孔支架是组织工程应用中的关键环节,类似细胞外基质的作用,支撑细胞的粘附和随后细胞向组织的衍化。虽然目前已采用多种制备技术研发出大量的多孔支架,但是多孔生物材料支架的制备和性能优化,仍然是组织工程支架领域的研究热点。结合实验室工作,综述了多种制备不同类型多孔结构生物材料支架的制备技术,主要包括颗粒和纤维堆积型支架、泡沫浸渍法支架和颗粒制孔支架等的制备技术,并阐述了这些制备技术对多孔结构支架的孔结构、贯通性和力学性能的改善效果。其目的旨在提供满足组织工程需求的多孔生物材料支架。     

莫来石-刚玉多孔陶瓷支撑体的制备与性能

以高岭土和氧化铝为原料,通过聚合物辅助挤出成型法制备了管状莫来石-刚玉多孔陶瓷支撑体.研究造孔剂添加量和烧结温度对支撑体相组成、机械强度、微观结构及孔结构的影响,结果显示通过优化制备条件可以获得高气孔率、高强度、孔径分布均匀、透气度好,且具有良好抗热震性能的多孔陶瓷支撑体.     

凝胶注模制备La0．8Sr0．2MnO3多孔阴极材料

采用凝胶注模技术原位合成造孔剂制备出开孔气孔率为20％～30％的La0．8Sr0．2MnO3多孔阴极材料。结果表明，合适的烧结温度为l100℃～1150℃；开口气孔位于三角晶界，中位孔径约为400nm；多孔材料的电导率随着温度的升高而升高，由ln(σT)-1／T曲线，可得电导活化能Ea为10．99kJ／mol。     

热处理温度对YAG粉体及其多孔陶瓷合成的影响

采用共沉淀法合成的钇铝石榴石(YAG)粉体真空烧结制备多孔陶瓷,通过分析讨论表明,YAG前驱体中绝大部分吸附水蒸发以及绝大部分Al(OH)3和Y(OH)3的分解分别转变成Al2O3和Y2O3失去离子水而产生的失重出现在600℃以下完成。YAG前驱体在1100℃下煅烧后,大量YAG晶相已经形成,而且具有完整的晶型。升高煅烧温度对晶粒尺寸和晶粒形貌的影响显著,也说明YAG粉体颗粒粒径和形貌对最终煅烧温度非常敏感。采用真空烧结技术,成功制备了孔结构均匀规整,大部分微孔径处于5μm左右,且外形保持良好的YAG多孔陶瓷,综合考虑性价比,确定YAG多孔陶瓷的烧结温度为1500℃较为适宜。     

烧结助剂对高气孔率SiC陶瓷结构和性能的影响

由叔丁醇、丙烯酰胺和SiC粉及烧结助剂组成固相含量为10%(体积分数)的陶瓷浆料,采用凝胶注模成型和无压烧结工艺制备多孔SiC陶瓷,研究Al2O3和Al2O3+SiO2这两种烧结助剂体系对多孔SiC陶瓷的气孔率、显微结构和力学性能的影响。结果表明:Al2O3+SiO2复合烧结助剂明显改善SiC陶瓷的烧结性能,与采用单一的Al2O3烧结助剂相比,SiC样品的烧结温度和莫来石的生成温度均降低50℃左右;两种不同的烧结助剂制成的试样中的气孔均呈很窄的单峰分布,中位孔径为2μm左右;随烧结温度的升高压缩强度增大,而气孔率变化不大;以Al2O3+SiO2为烧结助剂、在1 400℃烧结的试样的气孔率和强度分别达到70.57%和17.74 MPa。     

烧结因素对SPS制备单相ZrB_2陶瓷的影响

以粒径为15μm的ZrB_2粉末作为原料,在烧结温度1800℃、压力30 MPa条件下,采用放电等离子烧结(SPS)制备出单相ZrB_2陶瓷,并研究了不同加热速率和不同保温时间对ZrB_2陶瓷烧结体烧结行为、物相、微观结构、致密度及开、闭孔率的影响。采用XRD、FESEM分别分析了样品的相组成和微观形貌,采用阿基米德排水法测量了样品的致密度、开孔率和闭孔率。结果表明,加热速率和保温时间对ZrB_2陶瓷烧结体的物相、微观结构及致密度等影响显著,并得出加热速率150℃/min和保温时间5 min为最佳烧结工艺,所制备出的ZrB_2陶瓷烧结体纯度高、致密度为95.1%、开孔率为1.2%、闭孔率为3.7%。