氧化物多孔陶瓷制备工艺的研究进展

氧化铝,氧化锆等氧化物多孔陶瓷具有低密度、高比表面积、高抗压强度、低热导率和耐腐蚀等优异的物理化学性能,应用越来越广泛.本文介绍了氧化物多孔陶瓷几种较为常见的制备方法,重点综述了冷冻注模工艺和凝胶注模工艺两种制备氧化物多孔陶瓷的研究现状.最后总结了目前在制备氧化物多孔陶瓷上存在的困难,并对其发展方向提出了合理的展望.     

凝胶注模成形氧陀锆陶瓷性能研究

笔者以氧化锆陶瓷浆料,采用凝胶注模法制备氧化锆坯体,并对其坯体和烧结体进行性能分析。     

凝胶注模制备氧化铝多孔陶瓷及性能研究

本文采用凝胶注模结合发泡法制备了氧化铝多孔陶瓷.借助NDJ-1型旋转式粘度计、压汞仪、SEM等表征方法,研究了固相含量、pH值对浆料粘度的影响、以及多孔氧化铝陶瓷的孔径分布和断口形貌.在1650 ℃下烧成,制备出了体积密度在1.32～1.82 g/cm3、气孔率在54～67%、耐压强度在19.7～42.9 MPa之间的多孔氧化铝陶瓷.凝胶注模结合发泡法可以制备出性能优异的氧化铝多孔陶瓷.     

高气孔率及高强度多孔氧化铝陶瓷的制备

在叔丁醇、丙烯酰胺、氧化铝组成的超低固相含量的浆料体系中,研究了分散剂、pH值等参数对浆料流变学性能的影响规律.采用柠檬酸作为分散剂、pH值约为6时,体积分数为10%的Al2O3浆料具有最低的黏度.利用叔丁醇极易挥发的特点,采用凝胶注模的工艺,制备了高气孔率及高强度的多孔氧化铝陶瓷,研究了固相含量和烧结温度对气孔率和压缩强度的影响规律,当气孔率为74%时,多孔氧化铝陶瓷的压缩强度在8MPa以上.     

氧化锆陶瓷的凝胶注模成型研究

研究了氧化锆陶瓷凝胶注模成型工艺中单体、引发剂、固相含量、固化温度对料浆的凝胶固化时间的影响及坯体在干燥、烧成中的影响因素.     

泡沫凝胶注模成型工艺在多孔氧化铝陶瓷制备中的应用研究

本文介绍了泡沫凝胶注模成型工艺,研究了分散剂、固相含量等工艺参数对浆料粘度的影响,研究得出浆料中固相含量为55%时,以PMAANa为分散剂,可获得100 mPa·S低粘度高固相的陶瓷浓悬浮液;同时还研究了引发剂对凝胶固化反应的影响,实验结果表明引发剂在0.3~0.4%时聚合时间较适宜;重点探讨了发泡剂、固相含量、引发剂等对多孔氧化铝陶瓷性能的影响。     

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。     

La0.8Sr0.2MnO3多孔阴极材料制备及性能研究

采用凝胶注模工艺,以碳为造孔剂制备了开口气孔率为20％～30％的La0.8Sr0.2MnO3多孔阴极材料。结果表明：随着烧结温度的升高,开口气孔率降低,断裂强度升高。为了保证一定的强度和符合要求的气孔率,合适的烧结条件为1100℃下保温4h。在1100℃烧结的样品开口气孔位于三角晶界,中位孔径约为460 nm;而在1200℃烧结样品内部存在很多闭孔气孔。多孔材料的电导率随着温度的升高而升高,由In(σT)-1／T曲线,可得电导活化能Ea为10．18 kJ／mol。     

部分稳定氧化锆陶瓷的凝胶注模成型工艺

用流变学的方法研究了不同条件,如:固相含量、分散剂加入量、烧结助剂、增塑剂等对碱性部分稳定氧化锆(partially stabilized zirconia,PSZ)悬浮体的流变性的影响.结果表明:分散剂含量对悬浮液的流变性能有明显影响,当PSZ固相体积含量为55%时,分散剂加入量(占固相含量的质量分数)应为0.4%.当固相体积含量为50%～56%时,氧化锆碱性料浆呈现剪切变稀行为,具有较低的黏度(在剪切速率为10 s-1时,低于50mPa·s).氧化锆陶瓷碱性料浆(pH>7)在低的剪切速率(<100s-1)时,表现为剪切变稀.凝胶注模法生产的PSZ陶瓷坯体的内部结构是均匀的.     

凝胶注模制备多孔陶瓷的研究进展

凝胶注模是将传统的陶瓷粉体成型与有机物原位聚合相结合的一种新型成型工艺,为制备高性能、复杂结构的多孔陶瓷提供了一条新途径.在阐述凝胶注模工艺原理的基础上,综述了凝胶注模结合不同成孔方法制备多孔陶瓷的成孔机制以及最新研究进展,并展望了凝胶注模制备多孔陶瓷的发展趋势.     

Preparation and Electric Properties of Dense Nanocrystalline Zinc Oxide Ceramics

This communication reports on the preparation and electric properties of dense nanocrystalline ZnO ceramics. By spark plasma sintering, nanocrystalline (∼100 nm) ZnO ceramics with a high density of 98.5% were obtained at a very low temperature of 550°C. Electric property measurement revealed a novel conduction nonlinearity in the sample sintered at 500°C. This phenomenon is due to the nanometerization of ZnO crystal and the grain boundary layer with an amorphous interfacial layer.     

凝胶注模成形工艺制备高强度的氧化铝陶瓷

本文以氧化铝陶瓷为例,研究探讨了凝胶注模成形工艺中制备低粘度、高固相含量浓悬浮体的关键技术,讨论了分散剂因素对粘度的影响和不同固相含量对坯体强度的影响。     

二硼化锆陶瓷材料及其制备技术

主要介绍了二硼化锆陶瓷的制备技术，从二棚化锆的结构，性能到制备方法都做了综述和介绍，并对其前景和问题都做了展望。     

铬酸镧基陶瓷的制备与电性能研究现状

铬酸镧基陶瓷具有优异的性能,在诸多领域内得到广泛的应用。致密的铬酸镧基陶瓷可作为高温固体氧化物燃料电池的连接体材料。本文综述了使用固相法、溶胶-凝胶法、燃烧及水热法等方法制备铬酸镧粉体的过程,分析了铬酸镧基陶瓷难致密化的原因,基于现阶段的制备方式总结了能实现致密化过程的多种新型烧结方式,同时调研了不同位置的掺杂改性及复合等方式在电性能改善方面的研究进展,最后对后续的研究发展方向进行了展望。     

通过凝胶注模成型和无压烧结制备碳化硅陶瓷

以四甲基氢氧化铵为分散剂,糊精为碳源,通过静电稳定作用,制备了高固相含量、分散良好的碳化硅陶瓷浆料。以水溶性N,N–二甲基丙烯酰胺为单体,N,N’–亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用实验室开发的偶氮[2–(2–咪唑啉–2–基)]丙烷HCl引发体系,在45～50℃引发单体聚合,制备出水基凝胶注模碳化硅素坯,素坯的相对密度达58%,抗弯强度大于40MPa。进一步通过无压烧结制备相对密度高于98%,硬度达28GPa,强度达530 MPa的SiC陶瓷。对素坯和SiC陶瓷的微结构和力学性能进行了测试和表征。结果表明:采用糊精作为碳源可以提高凝胶注模浆料的分散性,避免凝胶过程中的碳阻聚问题,有利于制备出高性能的碳化硅陶瓷材料。     

高档耐火纤维的制备与应用

本文综述了我国耐火纤维，尤其是高档耐火纤维的生产与应用情况。重点讨论了氧化锆耐火纤维的制备与应用。     

凝胶注模莫来石/碳化硅复合陶瓷的显微结构与力学性能

以SiC粉和莫来石粉为原料,采用凝胶注模成型工艺制备莫来石/碳化硅复合陶瓷,研究了莫来石含量对复合陶瓷显微结构和力学性能的影响,结果表明:随莫来石含量增加,复合陶瓷气孔率先降低后升高,而力学性能呈相反变化趋势。当莫来石含量为20%(体积分数)时,材料气孔率达到最小值9.4%,线收缩率以及弹性模量达到最大值26.5%和148.6 GPa;在莫来石含量为30%时抗弯强度和断裂韧性达到最大值397.7 MPa和4.17MPa.m1/2。适量莫来石的加入明显改善了材料的力学性能,过多则由于莫来石挥发而在材料中产生缺陷,材料性能下降。     

陶瓷凝胶注模成型技术及其应用研究

凝胶注模成型技术是一种近净尺寸陶瓷成型技术，它为解决陶瓷材料的加工成型问题提供了一条十分有效的工艺途径。介绍了陶瓷凝胶注模成型技术的基本原理和工艺过程，着重介绍了目前凝胶注模成型技术的应用研究。     

Egg White as an Environmentally Friendly Low-Cost Binder for Gelcasting of Ceramics

Slurries with different solids loading (34–50 vol%) of alumina were made with egg white (ovalbumin)–water premix. The ovalbumin content in the premix was decreased with increase in solids loading to lower slurry viscosity. The slurries were cast into bulk shapes and heated to 80°C, resulting in denaturation of ovalbumin forming a gel. The gelled samples were dried under controlled humidity and sintered in air to densities 94%–97% of theoretical. Alumina slurries formed with egg white (no water) were used to form tapes as thin as 60 μm in the sintered state.