文档介绍：昆明理工大学硕士学位论文摘要
摘要
多孔陶瓷是以气孔为主相的一类陶瓷材料。与玻璃纤维、网状金属材料相比,
多孔陶瓷的性能稳定、耐腐蚀性好、选择渗透性高,使用寿命长,具有十分广阔
的应用前景。
本文以正硅酸乙酷、铝粉、硼酸为主要原料,采用溶胶一凝胶和有机泡沫浸渍
的复合工艺制备基复合多孔陶瓷。研究了溶胶、溶胶以及复合
溶胶的制备工艺采用多次浸渍的方法提高复合溶胶在有机泡沫体上的附着量,
为了保证烧结体孔隙结构的均匀性,加快浸渍试样固化成型,在浸渍过程中还采
用挤压离心分离除去多余溶胶,微波干燥加速附着溶胶固化本文利用正交实验
方法优化了原料配比,并在优化实验结果的基础上,研究了溶胶、硼酸
的引入量和有机泡沫浸渍复合溶胶体积的多少对烧结体气孔率、力学性能和显微
结构的影响,并进一步探索了烧结试样各项性能随烧结温度变化的规律。本文还
进一步对有机泡沫体进行直通孔道预处理将蜂窝陶瓷和泡沫陶瓷相结合,对制
备复合型多孔陶瓷的可行性做了初步探索和分析。同时,通过研究了试
样在热处理过程中的物理化学变化通过扫描电镜和光学
显微镜研究了烧结体的物相组成及其显微组织通过阿基米德原理、杠杆原理、
氮吸附法、定量分析及数理统计等手段对烧结体的孔隙率、力学性能、孔径和晶
粒大小及其分布进行了表征和探讨。
研究表明采用溶胶一凝胶和有机泡沫浸渍的复合工艺,能成功制备宏观气
孔有一定分布,且孔壁上由大量晶粒堆垛而成、微孔分布均匀的基多孔陶瓷,
通过挤压离心除去浸渍体中多余复合溶胶,能提高复合溶胶在聚氨酩泡沫中的均
匀性,有效避免了烧结试样开裂的问题,微波千燥有利于提高千燥速率,制备密
度均匀、规则的样品烧结体中方石英为主要晶相,的引入影响着
莫来石相的生成,且有助于降低烧成温度,提高试样强度。的引入较
对烧结体的性能影响大,随含量增加,烧结体中玻璃相明显增多,显气孔率
和抗压强度变化幅度较大,而随含量增加,烧结体的显气孔率和抗压强度
均呈缓慢变化趋势浸渍体积影响着烧结体的性能及孔径分布,浸渍体积多,烧
结体的气孔率和孔径减小,抗压强度增大烧成温度的提高有利于试样充分氧化
烧结,在℃之间,随烧结温度提高,显气孔率先增大后减小,而抗压
强度逐渐增大。
昆明理工大学硕士学位论文摘要
关键词溶胶一凝胶法有机泡沫浸渍法多孔陶瓷气孔率力学性能显
微结构孔径分布
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昆明理工大学硕士学位论文第一章概论
第一章概论
引言
多孔陶瓷是一种经高温烧成,体内具有大量彼此相通并与材料表面相贯通的
孔道结构的陶瓷材料
多孔陶瓷材料由于具有均匀分布的孔洞,孔隙率高、体积密度小,具有发达
的比表面积及独特的物理表面特性,对液体和气体介质有选择透过性、能量吸收
或阻压特性,加之陶瓷材料特有的耐高温、耐腐蚀、良好的化学稳定性和热稳定
性等优点,使多孔陶瓷材料在气液体过滤、净化分离、催化剂载体、工业高温烟
气或热气处理、柴油发动机尾气处理、分离装置、吸声减震、生物植入材料、多
孔电极材料、医学临床的病菌等微生物过滤、超滤分离血清蛋白、化学反应过程
的过滤膜等多方面得到广泛的应用
多孔陶瓷分类
多孔陶瓷材料的种类繁多,根据形状大致分为两大类蜂窝状
和泡沫状多孔陶瓷,蜂窝状多孔陶瓷中的气孔单元排成二维的阵列,而
泡沫状多孔陶瓷则由胞状中空多面体在三维空间排列而成。根据孔径大小可分为
三类孔径小于为微孔材料孔径介于之间
的为介孔材料,孔径大于为大孔材料
。有时也将小于的微孔材料称为超微孔材料,其中介孔陶瓷材料
因为渗透性和选择透过性都较好而受到广泛重视。根据结构特征,多孔陶瓷材料
可分为无定形、次晶和晶体三类。无定形和次晶材料在工业上已被使用多年,如
无定形氧化硅凝胶和氧化铝凝胶,它们缺少长程有序,孔道不规则