发泡-淀粉固结法制备多孔碳化硅陶瓷

利用表面活性剂发泡,结合淀粉固结成型工艺,Al2O3-Y2O3为助烧剂的条件下,低温烧结制备了SiC多孔陶瓷,并对其气孔率、气孔形貌、强度等性能进行了研究。实验发现,制得的多孔材料中含有大、中、微三种大小的气孔;浆料的固相含量是影响材料密度和强度的主要因素,当固相含量为60％．72％时多孔陶瓷的相对密度为17％-36％,抗压强度为5—19MPa。     

直接发泡法制备氧化铝多孔陶瓷

为了改善多孔氧化铝陶瓷的性能,考察了陶瓷悬浮液的固含量、造孔剂和其他添加剂种类对生坯体和烧结体机械强度的影响。发现固含量由53％减少至45％和40％时,机械强度大大降低。当向料浆中添加7％三种不同类型的淀粉时,气孔率没有明显提高;当用Al（OH）3替代30％的Al2O3时性能也没有改善。但采用直接发泡法制备多孔隔热陶瓷（Al2O3固含量53％,无添加剂）,热导率与其他三种商用隔热陶瓷砖相比有优势,气孔率达到81％,机械强度达到15MPa。     

发泡工艺制备多孔陶瓷研究进展

闭孔型多孔陶瓷是一类重要的耐温隔热材料,由于其具有很好的化学稳定性、较低的热传导等优良特性,被广泛应用于众多领域。发泡工艺是制备闭孔型多孔陶瓷的主要方法,本文综述了发泡工艺制备多孔陶瓷的孔形成机理、发泡剂的类型及其近年来在多孔陶瓷制备领域的研究进展。     

发泡法制备莫来石多孔陶瓷

以碳化硅及碳酸钙为造孔剂,采用发泡–注凝成型结合添加造孔剂法制备了具有大孔–介孔复合孔结构的莫来石多级孔陶瓷,研究了SiC加入量对莫来石多孔陶瓷常温物理性能和高温隔热性能的影响。结果表明:以莫来石粉体为主要原料,以CaCO₃和SiC为造孔剂,采用发泡结合添加造孔剂法可制备具有较高闭气孔率的莫来石多孔陶瓷;当SiC加入量为4%(质量分数)时,所制备试样的导热系数最低,其孔隙率约为69.9%。     

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。     

海藻酸钠凝胶–发泡法制备Al2O3多孔陶瓷

以海藻酸钠为凝胶体系、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)为发泡剂,采用凝胶注模与发泡法相结合的技术制备了Al₂O₃多孔陶瓷坯体,并利用无压烧结工艺进行材料的烧结。研究了固相含量及发泡剂含量与Al₂O₃多孔陶瓷坯体的气孔率与抗压强度之间的关系,探讨了烧结温度对Al₂O₃多孔陶瓷烧结体的显微结构及力学性能的影响规律,并研究了海藻酸钠体系的凝胶固化机制。结果表明,海藻酸钠与Ca2+反应形成网络结构,实现了Al₂O₃陶瓷粉体的固化成型。25%(体积分数)固相含量及3.0%(质量分数)发泡剂含量为最佳含量,有利于制备气孔率高、气孔孔径均匀的多孔陶瓷坯体。随着烧结温度升高,Al₂O₃多孔陶瓷烧结体气孔率下降,抗压强度上升,过高的烧结温度引起Al₂O₃晶粒异常长大,抗压强度降低。     

煤矸石制备多孔发泡陶瓷基多孔自保温砌块的研究

本文以煤矸石等作为主要原料,通过超微细化、发泡控制、温度场调控、多层烧成的技术手段,低能耗、低成本制备发泡陶瓷建筑墙体材料,实现了煤矸石固废资源化利用(在原料中的掺入比例≥70%)及煤矸石的潜热利用(提供烧成过程40%以上的热能),为煤矸石的无害化、资源化利用提供了一条重要出路的同时解决多孔陶瓷生产成本高的瓶颈,并开发了具备优异保温性能(导热系数≤0.10W/m·℃)和力学性能(抗压强度≥4.2MPa)的新型绿色自保温墙体材料,具有非常显著的经济社会效益。     

多孔陶瓷的制备及应用

根据成孔原理，多孔陶瓷成型工艺可分为七大类，对各种工艺进行了简要论述结合作者的工作对有机泡沫体浸渍工艺中的关键技术进行了较详细的探讨，并简要描述了两次离心挂浆工艺的过程及实验结果。最后，展望了多孔陶瓷的应用前景及尚待解决的问题。     

多孔陶瓷的制备方法及研究现状

近年来,多孔陶瓷材料在保温、气体过滤、催化载体、分离膜、窑具、骨和牙齿的生物医学替代品,以及传感器材料等领域应用越来越广泛.针对多孔陶瓷制备工艺和性能的研究呈现快速发展的趋势,并取得了大量的研究成果.本文以多孔陶瓷的制备工艺为主线,综述了部分烧结法、牺牲模板法、复制模板法、直接发泡法和3D打印法等5种主要多孔陶瓷制备方...     

熔融发泡法制备赤泥-高铝粉煤灰基多孔陶瓷

以赤泥和高铝粉煤灰为主要原料,通过高温熔融发泡法制备赤泥-高铝粉煤灰基多孔陶瓷,研究了原料组成及发泡工艺对泡孔结构及性能的影响.结果表明:随着原料成分中SiO2和Al2O3质量比从1.2增加到1.9时,在1200℃保温1 h进行熔融发泡后,获得的赤泥-高铝粉煤灰基多孔陶瓷泡孔结构由闭孔向开孔转变,并最终形成复合泡孔结构...     

酚醛树脂裂解法制备高强度多孔氮化硅陶瓷

以氮化硅为基体,通过加入一定量的酚醛树脂等添加剂,成功制备出了具有高强度和较高气孔率的氮化硅多孔陶瓷。实验结果表明:酚醛树脂裂解所产生的玻璃碳,与Si_3N_4表面的SiO_2或Si_3N_4颗粒本身反应,生成了极细的SiC颗粒,钉扎在β-Si_3N_4晶界,可以有效增加材料的强度。制得了强度>160MPa、气孔率>45％的氮化硅多孔陶瓷。     

颗粒稳定泡沫法制备钢渣泡沫陶瓷

以钢渣为原料,没食子酸正丙酯(PG)为表面活性剂,采用颗粒稳定泡沫法制备钢渣泡沫陶瓷.研究了钢渣含量、表面活性剂的添加量和烧结温度对泡沫陶瓷显微结构和力学性能的影响.结果 表明,采用颗粒稳定泡沫法能够制备出稳定的钢渣陶瓷泡沫,其稳定性与pH值和PG浓度有关.通过调整钢渣含量和烧结温度,可以很好地控制泡沫陶瓷的气孔率和耐压强度.钢渣含量为40％(质量分数),烧结温度为1 200℃时,得到的钢渣泡沫陶瓷气孔率为70.03％,耐压强度为3.08 MPa.     

发泡剂对多孔氧化铝陶瓷孔结构和抗弯强度的影响

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为发泡剂,凝胶注模结合发泡法制备多孔氧化铝陶瓷.研究了发泡剂SDBS的添加量对多孔氧化铝陶瓷的气孔率、孔径尺寸及气孔分布和抗弯强度的影响.研究结果表明,在一定范围内随发泡剂SDBS添加量的增加,总气孔率和闭气孔率会有明显的上升趋势,孔径尺寸差异逐渐变小,气孔分布的均匀性逐渐变好.当SDBS的添加量超过1.0wt％ 后,气孔率虽然无明显变化,但是样品孔径尺寸及气孔分布的均匀性均变差,样品的抗弯强度随着SDBS用量的增加有明显降低的趋势.当SDBS的添加量为1.0wt％ 时,可以制备出闭气孔率为49％,抗弯强度为35 MPa,孔径尺寸及气孔分布均匀的多孔氧化铝陶瓷.     

以铝镁尖晶石为原料利用选择性脱碱法制造多孔陶瓷

以镁、铝和硅的化合物一起结晶的方法合成MgO—Al2O3-SiO2系超细粉料,并利用该粉料制成了二相型尖晶石-堇青石复合材料。研究了化学不稳定相在苛性钾和氢氟酸溶液中选择性脱碱的过程。测定了二相型材料加工的最佳条件,以利于以铝镁尖晶石为原料制造开口气孔率大于50％的陶瓷。     

酵母菌发泡PVAL/CMC多孔复合材料的制备

采用微生物发泡法,将酵母菌作为微生物发泡剂,结合循环冷冻–解冻法制备聚乙烯醇(PVAL)/羧甲基纤维素(CMC)多孔复合材料。通过单因素试验探讨了酵母菌与葡萄糖比例(Y/G)、发泡时间、发泡温度和CMC与PVAL比例(CMC/PVAL)对发泡效果的影响,采用L9(34)正交试验进一步优化了发泡条件,通过傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜(SEM)表征了PVAL/CMC多孔复合材料的结构。结果表明,当Y/G比例为2.8/1、发泡温度为31℃、发泡时间为60 min、CMC/PVAL比例为0.7/1时,PVAL/CMC多孔复合材料发泡效果最佳,其中CMC/PVAL比例为主要影响因素,此外,Y/G比例对发泡效果的影响也较为显著。SEM照片显示,以酵母菌为发泡剂制备的PVAL/CMC多孔复合材料具有较高的孔隙率,大孔平均孔径在180μm左右,小孔平均孔径在15μm左右,呈现大孔套小孔的开孔结构。     

物理发泡法制备羟基磷灰石/胶原蛋白多孔支架材料

本文以氢氧化钙悬浮液和磷酸为主要实验原料,在室温25℃,pH值为11的条件下,用共滴定的方法合成羟基磷灰石。把羟基磷灰石粉与一定量的胶原蛋白溶液混合,经过物理发泡、冷冻、微波干燥的过程,得到羟基磷灰石/胶原蛋白多孔支架材料。运用XRD、SEM分析仪器和阿基米德原理及杠杆原理,对样品进行了检测。结果表明用物理发泡法制得的多孔支架材料的总气孔率为79%～89%,抗压强度为0.3～1.1MPa。     

High‐Strength ZrC Ceramics Doped with Aluminum

High‐strength ZrC ceramics with relative density above 98% were prepared by reactive hot pressing of ZrC and Al at 1900°C. The reaction between ZrC and Al resulted in the formation of ZrC_1?x, Zr₃Al₃C₅ and Zr–Al compound such as AlZr₃ and Al–C–Zr. The intermediate product AlZr₃ below 1600°C and remained Al–C–Zr phase could form liquid phase and promoted the first stage of densification process. The improvement in densification behavior at higher temperatures (1800°C–1900°C) could be attributed to the formation of nonstoichiometric ZrC_1?x. Adding 5 wt% and 7.5 wt% Al to ZrC, the formed ZrC_0.85–Zr₃Al₃C₅ and ZrC_0.80–Zr₃Al₃C₅ based ceramics had 3‐point bending strength as high as 757 ± 79 MPa and 967 ± 50 MPa, respectively, with hardness and fracture toughness being 16.2–18.3 GPa and 3.3–3.5 MPa m^1/2, respectively.     

环境友好的泡沫注凝法制备钙长石多孔陶瓷

以碳酸钙、α-氧化铝和二氧化硅为原料、明胶作为凝胶剂,采用泡沫注凝法制备了系列钙长石多孔陶瓷,研究了明胶添加量对制备材料组成、结构与性能的影响.结果表明:明胶添加量对物相组成没有影响,均获得了单相材料;但对材料性能有一定的影响,当明胶添加量由6％(质量分数)增加到12％时,总气孔率由89.7％缓慢降低到88.0％,体积...