多孔莫来石陶瓷的近净尺寸制备及性能

以蓝晶石和Al₂O₃粉体为原料、PMMA微球为造孔剂、Isobam104为分散胶凝剂,结合凝胶注模工艺与造孔剂法,实现了收缩率可控的多孔莫来石陶瓷的近净尺寸制备。研究了烧结温度对相组成的影响以及固相含量对样品微观结构、相组成、收缩率、气孔率及抗压强度的影响。结果表明：随着固相含量的增加,样品在1 500℃烧结后收缩率先减小后增大,在固相含量为30%（体积分数）、造孔剂含量为30%（质量分数）时,样品的总收缩率接近于0,实现了多孔莫来石陶瓷的近净尺寸制备。多孔莫来石陶瓷呈现出较高的气孔率（60.4%）、较小的平均气孔尺寸（3.75μm）和较高的抗压强度（8.3 MPa）。利用制备过程中的体积膨胀效应,可以有效地控制多孔陶瓷制备过程中的收缩率,实现了多孔莫来石陶瓷的近净尺寸制备,对制备大尺寸复杂形状多孔陶瓷部件、降低加工成本具有重要参考价值。     

以PMMA为造孔剂的凝胶注模工艺制备多孔Al2O3陶瓷

以Al_2O_3为原料、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为造孔剂、异丁烯/马来酸酐共聚物(Isobam104)为胶凝剂和分散剂、一水柠檬酸(CA)作为稳定剂,采用凝胶注模与造孔剂相结合的方法制备出多孔Al_2O_3陶瓷。研究了分散胶凝剂、稳定剂含量对浆料流变性能的影响,以及造孔剂添加量、不同烧结温度对多孔Al_2O_3陶瓷气孔率和抗压强度的影响。结果表明:制备的多孔Al2O3陶瓷具有均匀的多孔结构,平均孔径为4μm左右;当造孔剂含量从10%(质量分数)增至50%时,多孔Al_2O_3陶瓷的气孔率从45.53%上升至64.98%,抗压强度从31.74 MPa下降至9.83 MPa;当烧结温度从1 500℃升高至1 650℃时,多孔Al_2O_3陶瓷的气孔率从60.31%下降至47.81%,抗压强度从9.00 MPa上升至54.75 MPa。     

淀粉为造孔剂制备碳化硅多孔陶瓷

以微米碳化硅基体,氧化铝和氧化钇为烧结助剂,淀粉为造孔剂,采用无压烧结技术制备碳化硅多孔陶瓷.通过测试合成多孔陶瓷的密度、收缩率、力学强度以及扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)等研究了不同造孔剂含量对SiC粉体的力学性能、微观形貌和物相的影响.研究表明:随造孔剂含量的升高,碳化硅陶瓷密度和强度降低,气孔率增加,而造孔剂含量对碳化硅陶瓷的物相组成基本没有影响.     

SiC多孔陶瓷预成形坯的制备

本文采用真空烧结方法制备SiC多孔陶瓷预成形坯,研究了不同助烧结剂Al2O3-Y2O3、Si、Co和高岭土以及造孔剂羧甲基纤维素(CMC)含量对SiC多孔陶瓷预成形坯气孔率和形貌的影响。结果表明,多元助烧剂Al2O3-Y2O3有利于降低烧结温度和形成液相烧结,并有利于提高SiC多孔陶瓷的孔结构稳定性;羧甲基纤维素含量对烧结预成形坯气孔率和体积密度的影响较大,随着造孔剂CMC含量的增加,SiC多孔陶瓷的气孔率也相应地增加,其体积密度相应减少。     

Al2O3多孔陶瓷的制备和性能研究

采用乙基纤维素为成孔剂制备了Al2O3多孔陶瓷,探讨了工艺参数对其性能的影响。研究结果表明,造孔剂含量、球磨时间及烧结温度均对多孔陶瓷的气孔率和抗折强度有影响。烧结温度的升高使得气孔率降低,但变化不明显,抗折强度明显提高。随造孔剂含量的升高,使得气孔率逐渐上升,超过20％后变化趋于平稳。随着球磨时间的增加,试样呈现气孔率下降和抗折强度升高的趋势。以烧结温度为1580℃,造孔剂含量20％;球磨时间为2．5h的条件下,可获得高显气孔率、抗折强度较高的舢203多孔陶瓷。     

以微晶纤维素为造孔剂的多孔陶瓷微观结构和抗弯强度研究

以经过γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)改性的微晶纤维素(MCC)为造孔剂、以高岭土为基材制备多孔陶瓷,并研究了该陶瓷样品的微观结构、孔径分布、显气孔率和抗弯强度。研究表明:(1)以经过表面改性的MCC颗粒为造孔剂制备获得的多孔陶瓷材料其孔隙结构受造孔剂用量影响明显;(2)当造孔剂的含量低于10.0 wt%时,多孔陶瓷的孔隙尺寸和显气孔率会随着造孔剂用量的增加而显著增大,但是当造孔剂的用量进一步提高时多孔陶瓷的孔隙结构发展速度开始逐渐下降;(3)多孔陶瓷的抗弯强度主要受其孔隙结构影响,利用5.0 wt%的MCC制备而成的多孔陶瓷材料抗弯强度为21.5 MPa,造孔剂含量提高导致的多孔陶瓷内部孔隙结构比例增大会使多孔陶瓷的抗弯强度出现明显降低。     

电解锰渣制备多孔陶瓷及性能表征

以电解锰渣、废玻璃和偏高岭土为原料,锯末为造孔剂制备出多孔陶瓷,研究了烧结温度、保温时间对多孔陶瓷体积密度、抗压强度、气孔率的影响;用XRD分析多孔陶瓷的物相组成,SEM-EDS分析多孔陶瓷的微观结构,导热系数仪测试多孔陶瓷的导热系数。实验结果表明:烧结温度为1020℃,保温时间为45 min时多孔陶瓷的综合性能最佳,体积密度为600kg/m~3,抗压强度为3.9 MPa,气孔率为77.2%,导热系数为0.052 W/(m·K),可用于外墙保温材料。     

硅锭线切割回收料制备SiC多孔陶瓷的研究

以硅锭线切割回收料为主要原料、Al2O3为烧结助剂、石墨粉为造孔剂.用普通烧结工艺制备了SiC多孔陶瓷.着重研究了Al2O3添加量对SiC多孔陶瓷的形貌、热膨胀系数、气孔率以及力学性能的影响.结果表明:当Al2O3和石墨添加量分别为30wt%和10wt%,在1450℃温度下烧成的多孔陶瓷的气孔率高达42.21%、弯强度达到30.5Mpa、热膨胀系数为6.64×10-6K-1,可以满足在熔融金属过滤等方面的应用.     

无机盐/石英基复合相变储能材料多孔陶瓷基体的制备

以石英为骨料,钾长石为高温粘结剂,木炭为造孔剂制备无机盐/石英基复合相变储能材料用的微米孔石英多孔陶瓷基体,采用正交实验法系统研究了骨料颗粒粒度、造孔剂粒度、造孔剂含量、高温粘结剂含量及烧成温度对石英多孔陶瓷的显气孔率和抗折强度的影响.研究结果表明,影响石英多孔陶瓷抗折强度的最主要因素是长石含量,其次是骨料粒度和造孔剂粒度;影响石英多孔陶瓷显气孔率的主要因素是造孔剂含量.制备微米孔石英多孔陶瓷的优化配方和工艺是:石英、木炭和长石均过325目筛,三者质量比为7:2:1,烧成温度为1270f,保温时间为1h.该陶瓷具有以下优良的性能:显气孔率为55.12％,体积密度为1.14 g,/cm3,抗折强度为3.14 MPa,抗压强度为7.12 MPa,平均孔径为13.87 μm且孔径分布范围较窄,96％的气孔孔径在9～21 μm之间.     

造孔剂种类及含量对高孔隙率多孔陶瓷性能的影响

本文以碳粉和淀粉为造孔剂制备高孔隙率多孔陶瓷,研究了造孔剂的种类和含量对多孔陶瓷气孔率、体积密度和力学性能的影响。结果表明:碳粉和淀粉造孔剂含量分别小于37.5%和25%时,多孔陶瓷形态结构完整,无破损。随着两种造孔剂含量增加,多孔陶瓷气孔率均呈增长趋势,体积密度和抗弯强度相应降低。当造孔剂的含量相同时,该体系中淀粉造孔剂的造孔效果优于碳粉造孔剂,其多孔陶瓷孔隙率最高可达33%、体积密度为1.7 g/cm3。但研究发现,碳粉造孔剂制备的多孔陶瓷强度高于淀粉造孔剂多孔陶瓷。     

纤维素基造孔剂对多孔陶瓷微观结构及力学性能的影响

本研究分别以经过3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性的微晶纤维素(MCC)和浆粕纤维作为造孔剂制备高岭土基多孔陶瓷,通过测定孔径分布、显气孔率、断裂挠度和抗弯强度等来探讨两种造孔剂对多孔陶瓷微观结构及力学性能的影响规律。结果表明:(1)以用量10.0wt%以下的改性MCC为造孔剂可以制备出孔径主要分布在0.5~3μm的均匀孔隙结构,而以同样用量的改性浆粕纤维为造孔剂获得的孔隙结构尺寸则为1~8μm;(2)多孔陶瓷的显气孔率会随着改性MCC用量的提高而显著增加,利用20.0wt%的改性MCC可获得54.1%的显气孔比例,而以改性浆粕纤维为造孔剂制备的多孔陶瓷显气孔率提高速率则较慢;(3)以5.0wt%的改性MCC为造孔剂制备所得多孔陶瓷的断裂挠度和三点抗弯强度分别为1.9 mm和21.5 MPa,优于同等条件下以改性浆粕纤维为造孔剂制备的多孔陶瓷。     

硅藻土基紫砂复合多孔陶瓷性能的研究

以硅藻土为基质材料,紫砂为辅料,采用添加造孔剂法制备了多孔陶瓷过滤材料.研究了烧结温度对其性能的影响,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜等分析技术对试样进行了性能表征.结果表明:烧结温度的提高可以提高冲击韧性和收缩率,且多孔陶粒材料的主要物相组成基本不变.当烧结温度900～1150℃时,吸水率会显著下降,显气孔率则会先...     

以活性炭粉为造孔剂制备多孔YSZ陶瓷

采用氧化锆为基体、活性炭粉为造孔剂及氧化钇作为稳定剂来制备多孔YSZ陶瓷。通过TG-DTA分析制定出多孔YSZ陶瓷的烧结制度,研究了造孔剂的加入量和烧结温度对多孔YSZ陶瓷力学性能的影响。并利用阿基米德排水法、万能试验机、显微硬度仪、XRD及SEM对多孔YSZ陶瓷的气孔率、硬度、弯曲强度、物相组成及微观结构等进行分析。结果表明:试样主要以t-ZrO_2存在,有少许的m-ZrO_2相,说明烧结后的试样基本转化为了稳定的t相二氧化锆;SEM图观察发现,陶瓷孔洞分布均匀且大小接近,孔的数量也比较多;随着造孔剂加入量的逐渐增加,多孔陶瓷试样的气孔率逐渐增加而强度下降,同时烧结温度影响多孔陶瓷的力学性能。     

多孔碳化硅复合陶瓷的制备与性能研究

以SiC粉和铝矾土为原料,石墨为造孔剂,通过干压成型,在空气气氛中烧结,制备了莫来石结合碳化硅多孔陶瓷。研究了其物相组成、微观结构、孔径分布、显气孔率和抗弯强度。结果表明:气孔主要来自于SiC颗粒的堆积间隙以及石墨的燃烧分解。在高温下,铝矾土与SiC氧化生成的SiO2原位反应,生成莫来石。石墨含量对多孔陶瓷的气孔率、抗弯强度以及孔径分布都有重要影响。石墨含量10 wt%,1400℃下烧结,保温3 h,制备的SiC多孔陶瓷的显气孔率为44.9%,抗弯强度高达41.0 MPa。     

高温烟气过滤用多孔陶瓷材料的研制

以氧化铝纤维和玻璃粉为主体材料,活性炭粉为造孔剂,通过半干压成型工艺制备了高温烟气过滤陶瓷.详细研究了玻璃粉含量、造孔剂含量以及烧成温度对材料过滤阻力、抗折强度、显气孔率等性能的影响,并对原料配方和烧成制度进行了优化,最优配方为:氧化铝70wt%、玻璃粉30wt%、外加造孔剂25wt%、羧甲基纤维素钠8wt%,最佳的烧成温度为1100 ℃,制得的高温烟气过滤陶瓷抗折强度8.9 MPa,过滤阻力95 Pa,显气孔率达59%.     

梯度多孔载Ag羟基磷灰石陶瓷的制备和性能研究

本文采用添加造孔剂法制备孔隙呈现梯度分布的多孔载Ag羟基磷灰石(Ag-HA)陶瓷.研究了造孔剂分布、烧结温度和载Ag含量对梯度多孔Ag-HA陶瓷孔隙度的影响.分析了烧结产物的物相组成和微观形貌,测量了烧结后梯度多孔Ag-HA陶瓷的压缩性能和抗菌性能.研究结果表明:随着中间层造孔剂含量增加,梯度多孔Ag-HA陶瓷的孔隙度...     

高温除尘用微粉SiC多孔陶瓷的制备和性能研究

本文以平均粒径为2.4 μm微粉SiC颗粒作为多孔陶瓷的主要原料,活性炭和石墨为造孔剂,再添加陶瓷粘结剂和羧甲基纤维素钠(CMC)溶液,采用逐层包覆工艺混料成型.将成型后的胚体在1300℃下烧结出不同陶瓷粘结剂含量(5～ 15wt％)(下同)以及不同成型压力(5～20 MPa)下的多孔陶瓷并研究了其气孔率、收缩率、过滤压降及抗压强度随陶瓷粘结剂含量以及不同成型压力下的变化.研究表明多孔陶瓷的气孔率随着成型压力由12.2MPa增加到48.8 MPa和粘结剂含量5％增加到15％气孔率逐渐降低,其抗压强度分别随着胚体成型压力的增大和粘结剂含量的增加而增加,烧结后胚体收缩率随粘结剂含量有先降低后增加的趋势.在粘结剂含量为10％时,成型压力19.52 MPa下多孔陶瓷的抗压强度和显气孔率都取得了较高的值,分别为31.75 MPa和29.87％,室温下空气流量为0.016 m3·h-1时,过滤压降为21.23 hPa.     

多孔陶瓷分离膜支撑体的制备研究

采用氧化铝为主要原料制备出多孔陶瓷分离膜支撑体,对原料粉体做了TG/DSC曲线分析,研究了支撑体的烧结温度对收缩率的影响及烧结温度、保温时间和原料粉体粒径对孔结构、孔径的影响,造孔剂用量对孔隙率的影响。结果表明：在烧结温度为1200℃,保温时间4h,控制造孔剂用量大于20%时,制备出孔径分布均匀,孔隙率大于50%,符合透水要求的多孔陶瓷分离膜支撑体。     

氧化铝纤维对多孔陶瓷载体性能的影响

通过添加适量的塑性剂和造孔剂,采用挤压成型的方式制成了氧化铝纤维增强多孔陶瓷.探讨了不同烧结温度和不同纤维含量对于多孔陶瓷性能的影响.随着烧结温度的提高和纤维含量的增加,样品的线收缩率不断减小,而气孔率和抗折强度先增加后减小.在900℃烧结后,纤维含量4％时,材料最大抗折强度最高并达到4.19Mpa,比基体材料提高了35％.氧化铝纤维的加入有效地解决了多孔陶瓷开裂的问题.     

碳化硅/堇青石复相多孔陶瓷的制备及性能研究

采用碳化硅、烧高岭土、氢氧化铝、滑石为主要原料,石墨为造孔剂制备了碳化硅/堇青石复相多孔陶瓷.研究了烧结温度和烧结助剂二氧化铈对碳化硅/堇青石复相多孔陶瓷气孔率和强度的影响,并分别用XRD和SEM分析晶相组成和断面显微结构表明:制备出的SiC多孔陶瓷的主相是SiC,结合相是堇青石与方石英,多孔陶瓷具有相互连通的开孔结构;在1350℃烧结,并保温3h,当造孔剂含量为15％时,碳化硅/堇青石复合多孔陶瓷性能最佳,其气孔率31.80％,相应的弯曲强度为63.74 MPa.在1200℃下,添加不同含量的CeO2,对烧结样品的相组成有影响,能够降低生成堇青石的温度,在CeO2含量为3％的样品中,堇青石的峰最明显,但是过量的氧化铈会抑制了堇青石的生成;随着CeO2加入量的增加,其气孔率和弯曲强度也会随之变化,1200℃下,在CeO2加入量为4％时其弯曲强度最优.但随着CeO2的含量的增加,其气孔率逐渐下降.