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冷冻干燥法工艺条件对多孔氧化铝陶瓷的影响METALERIAIS邹景良,张跃实验2稀有金属材料与工程多孔材料被广泛的应用于气体液体过滤、化工催化载体、吸声减震、高级保温材料等多个方面。其制备工艺有添加造孔剂、有机泡沫浸渍、挤出成型、,但这些方法都有一定的局限性,比如有机物易造成环境污染、工艺的适用材料有限、孔结构难以控制等【卜”。冷冻干燥法与其它多孔材料制备工艺相比,是一种可以制备出高定向性、高气孔率和复杂形状的环保型工艺【¨】。冷冻干燥法是通过陶瓷浆料在模具中冷冻时液相凝固结晶,从而得到具有一定形状的坯体,在液相凝固结晶过程中陶瓷粉料被挤压聚集,形成固态介质粉体偏聚的结构。然后置于低真空下升华排除冻结介质,形成具有宏观定向的孔道和孔壁上分布的微孔的特定结构多孔陶瓷坯体,最终烧结得到具有一定机械强度的多孔陶瓷。本实验主要系统地讨论了氧化铝浆料的固体含量、粘结剂的添加、冷冻温度以及最终烧结温度对于多孔材料的收缩率、气孔率、强度、微观结构以及孔径分布等方面的影响。本实验采用平均粒径为pm)(NH4PAA)l粉体和分散剂进行球磨,得到稳定的浆料后加入一定量的粘结剂。将其放到低温下进行冷冻,然后将冷冻好的试样真空干燥,h到素坯。最后在高温炉中烧结,得到具有定向结构的多孔陶瓷材料。试样的微观形貌采用扫描电镜观察,琂琓,。孔径分布由压汞(Poremaster度采用电子式材料实验机。通过冷冻干燥法制备出的多孔陶瓷具有定向结构,具体地说是由宏观的平行于温度梯度方向的定向孔道和孔壁上分布的微孔构成的。固含量对多孔陶瓷的影响本┖娇蘸教齑笱В本摘要: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。TB383A冷冻干燥法工艺流程图,。气孔率根据阿基米德排水法测定。抗压强作者简介:邹景良,男,年生,北京航空航天大学材料科学与工程学院材料科学系,北京;通讯作者:张跃,教授,博导,电话/传真:珽.:.:冷冻干燥法;多孔陶瓷;氧化铝文章编号:...12009-0618V0138Suppl2Freezecasting
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固体含量对于多孔氧化铝陶瓷的孔结构有着直接NHPAA适用的固体含量变化范围,从v01lJa奶搴糠直鹞冷冻方向的扫描电镜图片。可以看出,固体含量的增加,使多孔孔径明显变小,这也影响着试样的气孔率3由曲线可知,随着固体含量的增加,试样的气孔率下降。固体含量越高,原浆料中的水含量降低,形成的固态水就相对少,从而冰升华之后所剩下的孔隙就比较小,故而高的固体含量对应着低的气孔率,而低的气孔率说明粉体堆积的越密集,因此在宏观上就表现在高的抗压强度上,随着固体含量的增加,,其干燥收缩基本上都小于ィ粘墒账踉蚪鲇%左右,这表明该方法是一种多孔材料准净尺寸成型技术。鋈冷冻温度对多孔陶瓷的影响体含量的试样平行于冷冻方向的扫描电镜照片。虽然试样的气孔率都是%左右,但是其多孔微观结构却明显不同。冷冻温度越低,最终得到的气孔越细小。是因为冷冻温度对于冷冻过程中冰的形核、生长有着重要的