凝胶注模工艺制备高强度多孔氮化硅陶瓷

采用凝胶注模成型工艺,成功地制备了具有高强度、结构比较均匀并有较高气孔率的氮化硅多孔陶瓷。本文研究了制得的多孔氮化硅的力学性能和微观结构,并讨论了获得高性能的原因。结果表明,采用适当的成型条件可制备出结构均匀、强度高、加工性能优良的坯体,烧成的多孔氮化硅陶瓷强度均>150MPa,气孔率>50％。SEM照片显示气孔是由长柱状β-Si3N4晶搭接而成的。均匀的气孔分布和柱晶结构是获得高性能的主要原因。     

多孔氧化铝陶瓷的凝胶注模成型

选用石墨粉作为造孔剂,加入已分散良好的氧化铝浆料中,球磨均匀后注模成型。成型后的坯体在1520℃保温烧结2h,获得了分布均匀,孔径为15－30μm的多孔氧化铝陶瓷。     

凝胶注模成型制备纳米复合多孔氮化硅陶瓷

采用凝胶注模成型两步法烧结工艺,利用纳米碳粉增强,成功地制备出了具有高强度、结构比较均匀并有较高气孔率的氮化硅多孔陶瓷。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、Archimedes法和三点弯曲法等方法对多孔氮化硅陶瓷的微观结构和基本力学性能进行了研究。结果表明:在适当工艺条件下可制成平均强度>100 MPa、气孔率>60%的多孔氮化硅陶瓷。SEM照片显示气孔是由长柱状β-Si₃N₄晶搭接而成的,气孔分布均匀。XRD图谱显示有SiC生成。发育良好的柱晶结构、均匀的气孔分布以及反应生成的SiC微晶是获得高性能的主要原因。      

多孔氧化铝陶瓷的凝胶注模成型

选用石墨粉作为造孔剂,加入到已分散良好的氧化铝浆料中,球磨均匀后注模成型。成型后的坯体在１５２０℃保温２ｈ,获得了分布均匀、孔径为１５～３０μｍ的多孔氧化铝陶瓷。本文对浆料的配制进行了详细地讨论。     

凝胶注模常温发泡制备氧化铝多孔陶瓷

以高纯氧化铝为原料,通过起泡结合凝胶注模成型的方法制备了孔隙率为77%～85%、孔径为40～200μm的氧化铝多孔陶瓷.多孔陶瓷组成为α-Al2O3.多孔陶瓷的微结构可通过固含量与发泡剂加入量的改变进行调控.多孔陶瓷的耐压强度为9.40～32.50MPa,且对其断裂方式进行了研究.多孔陶瓷在1000℃下的热导率为0.80 W.(m.K)-1.     

凝胶注模成型法制备多孔羟基磷灰石陶瓷

采用凝胶注模成型工艺制备了多孔羟基磷灰石陶瓷,并通过X射线分析了多孔陶瓷的相成分,采用扫描电镜观测了孔隙结构和形貌.结果表明,所制备的多孔羟基磷灰石陶瓷的孔隙率均大于80%;孔隙尺寸主要分布在350～600μm,孔壁上存在孔径为60～190μm的贯通孔;X射线衍射证明烧结过程未引入异质成分.所制备的多孔羟基磷灰石陶瓷具有适宜的孔隙直径和孔隙率,且孔隙间具有良好的贯通性.     

叔丁醇-水基凝胶注模工艺因素研究

以叔丁醇-水混合介质为溶剂,丙烯酰胺(acrylamide, AM)为单体进行凝胶注模成型,研究了叔丁醇含量、反应温度、引发剂和催化剂加入量等参数对凝胶时间与胶体形态的影响。结果发现,凝胶时间随叔丁醇用量的增加而增加,但随反应温度的提高显著下降;随引发剂含量的增加,凝胶时间先快速降低至一定水平后保持较为稳定的状态,继续增加引发剂用量,凝胶时间基本呈线性增加;随催化剂用量的增加,凝胶时间持续减少,在催化剂加入量较低时凝胶时间变化显著。在反应温度25℃、叔丁醇含量30%(体积分数)、引发剂2.5%(质量分数)、催化剂0.1%(质量分数)时,凝胶时间为25 min,凝胶时间适宜,所得样品表面质量良好,干燥收缩率较低,能够满足实际需要。     

凝胶注模法制备多孔碳化硅支撑体

以大颗粒碳化硅(SiC)为陶瓷骨料,采用凝胶注模法制备支撑体生坯,原位反应烧结制备大孔径、高渗透性的多孔SiC陶瓷支撑体,主要考察了有机单体含量和烧结制度对高温气固分离用陶瓷膜支撑体性能的影响.研究结果表明:适宜的有机单体含量有助于SiC颗粒稳定分散在悬浮液中,提高烧结温度和延长保温时间均可增加SiC颗粒的氧化程度,在1 550℃时,XRD图谱显示莫来石相生成,支撑体的抗弯强度有一定程度的提高.采用凝胶注模法制备的生坯在1 550℃,保温4h烧结后具有良好的性能:抗弯强度为20.4 MPa,孔隙率为37%,平均孔径为23μm,气体渗透率为2.01×10-12 m2.     

凝胶注模成型工艺制备羟基磷灰石陶瓷

采用凝胶注模成型工艺成功地制备出羟基磷灰石(HAp)陶瓷,研究了单体、引发剂用量及固相含量等因素对坯体强度的影响.结果表明,由单体含量为2%(质量分数)、引发剂加入量为5%(质量分数)、固相含量为60%(质量分数)的浆料凝胶注模而成的坯体强度最高(>31MPa).SEM形貌分析表明,经凝胶注模工艺制备的陶瓷,其结构均匀并有较高的气孔率;颗粒与颗粒之间的有机物粘连是获得高强度坯体的主要原因.     

碳化硼陶瓷凝胶注模成型工艺研究

研究了分散剂用量、固相体积含量对碳化硼浆料粘度的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)对素坯微观结构进行了表征。结果表明,以正辛醇为分散介质,当分散剂CH-10S用量为3%(质量分数)时,可以制得固相体积含量为55%的碳化硼浆料。素坯的抗弯强度为38MPa,且素坯中碳化硼颗粒堆积紧密,而且颗粒分散均匀。     

MMA-粉煤灰漂珠体系凝胶注模成型制备多孔陶瓷

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,粉煤灰漂珠为骨料,采用非水基凝胶注模成型工艺制备多孔陶瓷。考察了MMA含量对浆料性能的影响、MMA预聚合方式对浆料成型的影响以及生坯的排胶与烧结方法,并对多孔陶瓷性能进行了表征。研究表明:微波预聚合可缩短诱导期、加速MMA本体聚合;过高的微波功率和引发剂用量使反应加速,不利于聚合稳定;提高预聚合程度有助于缩短浆料固化时间、降低生坯体积收缩;为保证浆料的流动性及生坯的完整性,应将MMA预聚液含量控制在45wt%~60wt%;生坯(MMA 50wt%)在380℃排胶1h、1050℃烧结2h,得到的多孔陶瓷抗弯强度为40.35MPa,显气孔率为42.03%,平均孔径为1.12μm。     

莫来石含量对钙长石/莫来石复相多孔陶瓷组织结构与性能的影响

以CaCO₃、SiO₂、α-Al₂O₃为原料, 采用泡沫注凝法制备了不同莫来石含量的钙长石/莫来石复相多孔陶瓷, 研究了莫来石含量对复相多孔陶瓷的体积密度、气孔率、抗压强度、热导率及微观组织和结构的影响. 结果表明, 莫来石含量对气孔率有很大的影响, 烧结过程中液相出现引起的收缩是气孔率下降的主要原因; 在气孔率相近的情况下, 莫来石含量较高试样的抗压强度和热导率也较高, 致密的孔壁、长柱状的莫来石晶粒使得复相多孔陶瓷的抗压强度提高. 所制备的钙长石/莫来石复相多孔陶瓷的开口气孔率介于60.8%~75.2%, 抗压强度为12.94~36.95 MPa, 热导率为0.30~1.33 W/(m·K).     

网眼陶瓷凝胶成型工艺条件研究

以α-Al₂O₃为主原料制备凝胶注模浆料, 采用浸渍工艺制备了均匀性好、强度高的网眼陶瓷材料. 研究了固相含量、分散剂与pH值等对Al₂O₃浆料流变特性的影响. 实验表明: 在pH=9、分散剂添加量为0.5wt%及固相体积分数为57%时, 可以获得良好流动性(粘度为140mPa·s)的浆料; 研究了聚氨酯泡沫塑料载体表面改性对浆料吸附力的作用, 采用氩等离子体处理并在丙烯酸溶液中接枝反应使聚氨酯泡沫塑料有效吸附浆料量从0.42g/cm³提高到0.71g/cm³. 制备出气孔率为86%、体积密度为0.52g/cm³、耐压强度为3.60MPa和均匀无盲孔的Al₂O₃泡沫陶瓷材料.     

高气孔率莫来石制备、性能及其非线性导热模型

以高铝矾土、硅灰为原料, 玉米淀粉为造孔剂制备高气孔率莫来石, 通过XRD、SEM等对产物物相、形貌进行表征, 研究淀粉含量对显气孔率、体积密度和抗折强度的影响, 及不同显气孔率的莫来石随温度变化的导热系数, 建立体积密度、抗折强度与气孔率关系模型及非线性导热模型。结果表明: 体积密度、抗折强度随气孔率增加而减小, 并符合指数函数关系。导热系数随温度的升高而增大, 实测值与非线性导热模型计算值吻合较好, 非线性导热模型能够准确地反映高气孔率莫来石导热系数与温度、气孔率、平均孔径和热辐射等之间的关系。     

制备莫来石泡沫陶瓷的工艺因素

采用红柱石和a—Al2O3为原料,以聚苯乙烯粒子（EPS）为造孔剂,通过烧结法制备莫来石泡沫陶瓷。借助XRD和SEM分析获得莫来石相的组成和形貌,通过正交试验,探讨了粘结剂加入量、造孔剂粒度及球磨时间等工艺参数对泡沫陶瓷结构和性能的影响,在此基础上进一步讨论造孔剂加入量对密度和强度的影响。结果表明：粘结剂加入量对密度和强度的影响较大,造孔剂粒度次之,球磨时间影响最小。1450℃烧结,红柱石和氧化铝按质量比80：20,EPS粒径小于0．60mm、加入9wt％造孔,可以制备性能优良的莫来石泡沫陶瓷,其表观密度0．52g／cm3,孔隙率为83％,抗折强度1．54MPa。     

卫生陶瓷凝胶注模成型干燥收缩的人工神经网络预测

卫生陶瓷凝胶注模成型工艺的复杂性使其很难控制材料成型后的干燥收缩率,尝试用人工神经网络技术对卫生陶瓷凝胶注模成型工艺过程进行识别和仿真,采用Levenberg-Marquardt算法建立了卫生陶瓷凝胶注模成型工艺中单体、引发剂、交联剂、催化剂含量和坯体干燥收缩的映射网络模型,从而可利用该模型来预测在一定有机成型添加剂含量下卫生陶瓷的干燥收缩.结果表明,其预测平均误差小于0.65%,而且该模型可以分析任意2种工艺因素对陶瓷干燥收缩的偶合作用.     

多孔陶瓷材料制备方法

多孔陶瓷是一种新型材料，由于其具有较低的热传导等优良性能，而被广泛地应用于众多科学领域。综述了多孔陶瓷的类型、制备工艺、性能及应用，特别是详尽的讨论了制备工艺及各种工艺的优缺点，最后展望了多孔陶瓷的发展前景及今后的发展方向。     

碳化硅多孔陶瓷的制备及研究进展

碳化硅多孔陶瓷具有抗腐蚀、抗热震性及低的热膨胀系数等特点,在冶金、化工、环保、航空、微电子等技术领域具有广泛的应用.综合阐述了制备碳化硅多孔陶瓷的主要工艺与制备过程,并对相关工艺的特点进行了分析,最后展望了碳化硅多孔陶瓷的发展趋势.