基于铝粉造孔的氧化铝陶瓷的制备和研究

以正硅酸乙酯(TEOS)为包覆原料,采用包覆法对金属铝粉进行包覆改性后利用注浆成型制备多孔氧化铝陶瓷,研究了TEOS/Al质量比对铝粉包覆率的影响以及铝粉包覆率、包覆铝粉加入量对多孔氧化铝陶瓷性能的影响。研究结果表明,随着TEOS/Al质量增大,铝粉包覆率逐渐增大,并在TEOS/Al质量比为4:5时趋于100%;随着铝粉包覆率增大,多孔氧化铝陶瓷的显气孔率逐渐增大,烧成线收缩率及抗弯强度逐渐减小,但当TEOS/Al质量比超过4:5,达到5:5时,陶瓷显气孔率减小,烧成收缩率和抗弯强度增大;而随着包覆铝粉加入量提高,多孔氧化铝陶瓷的显气孔率逐渐增大,烧成线收缩率及抗弯强度逐渐减小。     

造孔剂法制备多孔生物玻璃陶瓷的工艺研究

通过造孔剂法,以溶胶-凝胶法制备的生物玻璃58S和熔融法制备的生物玻璃45S5为原料,以NH4 HCO3与淀粉的混合物为造孔剂制备生物玻璃陶瓷.利用XRD和SEM等材料分析测试手段研究了烧成温度、造孔剂添加量、成型压力及45S5的用量对多孔材料显微结构、表面形貌、抗折强度的影响.结果表明:在成型压力20 MPa,造孔剂含量60％,烧成温度800℃及45S5的加入量10％的工艺参数下,制备出抗折强度达到4.5 MPa,孔隙率达到68.74％的珊瑚状结构的多孔生物玻璃陶瓷材料.     

Al_2O_3多孔陶瓷的制备及性能

以煅烧α-Al_2O_3微粉为原料、粘土为高温烧成粘结剂、羧甲基纤维素为成型粘结剂,采用模压成型法制备了氧化铝多孔陶瓷,运用TG-DSC、SEM、XRD等手段研究了烧成温度、粘土含量对氧化铝多孔陶瓷微观形貌、物相结构、线收缩率、气孔率及力学性能的影响。结果表明:在烧结温度为1400℃时,氧化铝多孔陶瓷出现液相烧结,1500℃时液相烧结随粘土含量的增加更加明显;粘土在高温下促进了氧化铝多孔陶瓷的致密化使得线收缩率增大、气孔率降低、抗折强度提高。烧成氧化铝多孔陶瓷的主晶相为α-Al_2O_3,并有少量的莫来石相,莫来石由粘土在高温下转变得到。1400℃烧成的氧化铝多孔陶瓷综合性能优异,其气孔率介于28.6%~33.7%之间,抗折强度介于37.0~64.0 MPa之间。     

高温气固分离SiC多孔陶瓷材料制备及性能研究

本文利用等静压成型高温气固分离碳化硅多孔陶瓷支撑体,研究了碳化硅含量、造孔剂含量、成型压力及烧成温度对碳化硅多孔陶瓷支撑体孔隙率及抗折强度的影响。通过研究发现,碳化硅含量在88wt%、成型压力为40 MPa、烧成温度为1330℃时,制备的碳化硅支撑体性能较为理想,可用于工业化生产。     

硅藻土基多孔陶瓷的制备

以硅藻土为主要原料,加入天然有机细粉为造孔剂,水玻璃为高温粘合剂,轻质碳酸钙和轻质碳酸镁为添加剂,经半干压成型,常规烧成,制备出了性能优良的硅藻土多孔陶瓷。随着造孔剂的加入量和烧成制度的改变,制品的气孔率、体积密度和抗压强度等性能也随着改变。     

堇青石质多孔陶瓷的制备及性能研究

采用氧化铝、烧高岭、烧滑石为原料,可溶于水的有机物质尿素作为造孔剂,TiO2为添加剂,于6MPa压力下干压成形,1350℃下保温60min进行烧成,制备出以堇青石为主晶相的多孔陶瓷体。通过XRD分析手段对不同温度合成堇青石主晶相进行了分析,并用SEM观察了烧结后多孔陶瓷的微观结构。探讨了可溶性造孔剂用量、TiO2添加量、烧成制度等因素对堇青石质多孔陶瓷性能的影响。制备的多孔陶瓷体气孔率接近于70%,抗压强度达到3.310MPa。     

多孔低介电氧化硅陶瓷材料的制备

采用氧化硅为原料,木屑作为造孔剂制备了多孔的氧化硅陶瓷材料。借助于气孔率测试、抗弯强度测试、介电性能测试和SEM测试手段分析了造孔剂和烧结助剂的添加量对材料性能的影响。结果表明:加入BN作为添加剂烧成的氧化硅抗弯强度最大可达到14.80MPa。加入木屑作为造孔剂制备的陶瓷可以形成明显的气孔,气孔率最高可达到48.40%,介电常数最低可以达到3.0。     

高温气固分离碳化硅陶瓷支撑体成型压力研究

本文在保持显气孔率35%的前提条件下,研究了等静压成型的成型压力对高温气固分离碳化硅多孔陶瓷支撑体的强度、孔隙率和过滤压降的影响,同时研究了造孔剂含量与所需成型压力的关系。结果表明,在满足孔隙率的前提下,随着造孔剂含量的变化,成型压力也需相应地变化。当造孔剂含量为3 wt%、成型压力为40 MPa时,成型后坯体的强度、烧成后制品的强度和过滤压降均较理想。     

高铝粉煤灰制备陶瓷膜支撑体的性能研究

粉煤灰是电厂燃烧煤之后的固体废弃物,粉煤灰的高附加值应用是国家重点扶持的一个方向。采用高铝粉煤灰制备多孔陶瓷支撑体可以代替氧化铝多孔陶瓷在污水处理、固液分离等方面的应用,可以大大减少成本。以高铝粉煤灰为原料,分别使用淀粉和碱式碳酸镁作为造孔剂,羧甲基纤维素钠(CMC)为粘结剂,采用模压法成型,分别在1200~1500℃烧结下制备5组不同含量的多孔陶瓷样品,并测试其孔隙率、收缩率、气通量、水通量、抗折强度等性能。实验结果表明,烧结温度和造孔剂的种类和含量对多孔陶瓷的性能影响显著。碱式碳酸镁造孔作用明显优于淀粉,且随着造孔剂含量的增高,孔隙率、气通量、水通量逐渐升高,抗折强度略有降低。随着烧结温度的提高,气通量、水通量先升高后降低,在1350℃时达到最大值4854.24m~3/(m~2·h·bar)、48.61m~3/(m~2·h·bar)。综合考虑,造孔剂为20%碱式碳酸镁在1350℃温度下烧结2~3 h,作为多孔陶瓷支撑体性能最佳。     

氧化铝纤维对多孔陶瓷载体性能的影响

通过添加适量的塑性剂和造孔剂,采用挤压成型的方式制成了氧化铝纤维增强多孔陶瓷.探讨了不同烧结温度和不同纤维含量对于多孔陶瓷性能的影响.随着烧结温度的提高和纤维含量的增加,样品的线收缩率不断减小,而气孔率和抗折强度先增加后减小.在900℃烧结后,纤维含量4％时,材料最大抗折强度最高并达到4.19Mpa,比基体材料提高了35％.氧化铝纤维的加入有效地解决了多孔陶瓷开裂的问题.     

堇青石原料粒径对堇青石陶瓷烧结性能的影响

为了研究堇青石粉体原料粒径对制备堇青石陶瓷性能的影响,以平均粒径分别为10、23、37、58和99μm的5种堇青石粉料为原料,平均粒径为15μm的土豆淀粉为造孔剂,分别制备了堇青石致密陶瓷和多孔陶瓷,并对比研究了粉体粒径对两种陶瓷烧结性能的影响。结果表明:在相同的烧成制度下,堇青石粉体的平均粒径越大,纯堇青石陶瓷的显气孔率和线收缩率越大,体积密度越小;添加淀粉后,陶瓷材料的显气孔率明显提高,体积密度降低,且因原料粒径不同,增加和降低的幅度不同;但淀粉加入后,多孔陶瓷材料的性能随原料粒径的增大无明显变化。     

泡沫浸渍法制备氧化铝多孔陶瓷

采用泡沫浸渍工艺制备出了高孔隙率、高强度的氧化铝多孔陶瓷,研究了泡沫体的预处理方式以及烧成温度对多孔陶瓷性能的影响。扫描电子显微镜（SEM）结果显示：选用聚氨酯泡沫体作为成型骨架,并对其进行酒精浸泡和清水冲洗的预处理过程,最终制备的氧化铝多孔陶瓷具有很高的气孔率,且孔洞分布均匀,孔的连通性好,孔径在0.3-1 mm之间。陶瓷的最佳烧成温度为1600℃,此时陶瓷气孔率保持在67%以上,抗折强度为5.6 MPa。     

稀土La2O3添加对氧化铝多孔陶瓷性能的影响

以煅烧α-Al2O3为原料,稀土氧化镧(La2O3)为添加剂,羧甲基纤维素为成型粘结剂,通过混料、困料、研磨、模压成型、高温烧结等工序制备了氧化铝多孔陶瓷,研究了烧结温度及La2O3添加量对氧化铝多孔陶瓷的线收缩率、体积密度、孔隙率、抗折强度和微观形貌的影响。结果表明:在相同烧结温度下,随稀土添加量的增加,多孔陶瓷的体积密度、线收缩率与抗折强度均降低,而孔隙率则逐渐增加。微观形貌与X衍射分析表明,稀土La2O3的加入,抑制了氧化铝颗粒间的烧结,并在高温下与氧化铝反应生成了片状晶体LaAl11O18,片状晶LaAl11O18阻碍了氧化铝晶粒的长大,进而抑制了坯体的收缩,最终使得氧化铝多孔陶瓷具有较高的孔隙率。     

高温烟气过滤SiC多孔陶瓷孔隙率及烧结工艺研究

主要研究了碳化硅多孔陶瓷孔隙率的影响因素以及烧结工艺对碳化硅多孔陶瓷材料性能的影响。碳化硅多孔陶瓷孔隙率的大小直接影响其烟气的过滤效率,通过研究碳化硅骨料的粒径,碳化硅的含量以及造孔剂含量对孔隙率和孔径大小的影响因素,实现了对碳化硅多孔陶瓷的孔隙率大小的有效控制。同时对碳化硅多孔陶瓷的烧结工艺中的烧成气氛和烧成温度进行了研究,研究发现,在弱氧化气氛下,烧成温度为1330℃时制备的碳化硅多孔陶瓷具有较高的孔隙率和较为优异的力学性能。     

淀粉为造孔剂制备碳化硅多孔陶瓷

以微米碳化硅基体,氧化铝和氧化钇为烧结助剂,淀粉为造孔剂,采用无压烧结技术制备碳化硅多孔陶瓷.通过测试合成多孔陶瓷的密度、收缩率、力学强度以及扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)等研究了不同造孔剂含量对SiC粉体的力学性能、微观形貌和物相的影响.研究表明:随造孔剂含量的升高,碳化硅陶瓷密度和强度降低,气孔率增加,而造孔剂含量对碳化硅陶瓷的物相组成基本没有影响.     

空心球包覆处理制备氧化铝多孔陶瓷

采用浆料浸渍法在氧化铝空心球表面包覆高岭土和滑石粉(质量比为2∶3),利用高岭土和滑石粉引入的MgO-SiO2-Al2O3作为助烧剂,采用干压成型工艺制备氧化铝空心球多孔陶瓷,研究了高岭土和滑石粉包覆量对氧化铝空心球多孔陶瓷性能的影响。结果表明:随高岭土和滑石粉包覆量的增加,氧化铝空心球多孔陶瓷的相对密度、收缩率、抗弯强度和断裂韧性先减小后增大;当滑石粉和高岭土包覆量为11.5%(质量分数)时,氧化铝空心球多孔陶瓷的相对密度、线收缩率、抗弯强度和断裂韧性均分别达到最大值0.77、26%、177MPa和3.08MPa·m1/2。包覆后的氧化铝空心球多孔陶瓷的抗弯强度是未包覆的3倍。包覆适量高岭土和滑石粉明显改善了氧化铝空心球的界面结合强度。     

高温烟气过滤用多孔陶瓷材料的研制

以氧化铝纤维和玻璃粉为主体材料,活性炭粉为造孔剂,通过半干压成型工艺制备了高温烟气过滤陶瓷.详细研究了玻璃粉含量、造孔剂含量以及烧成温度对材料过滤阻力、抗折强度、显气孔率等性能的影响,并对原料配方和烧成制度进行了优化,最优配方为:氧化铝70wt%、玻璃粉30wt%、外加造孔剂25wt%、羧甲基纤维素钠8wt%,最佳的烧成温度为1100 ℃,制得的高温烟气过滤陶瓷抗折强度8.9 MPa,过滤阻力95 Pa,显气孔率达59%.     

高温除尘用微粉SiC多孔陶瓷的制备和性能研究

本文以平均粒径为2.4 μm微粉SiC颗粒作为多孔陶瓷的主要原料,活性炭和石墨为造孔剂,再添加陶瓷粘结剂和羧甲基纤维素钠(CMC)溶液,采用逐层包覆工艺混料成型.将成型后的胚体在1300℃下烧结出不同陶瓷粘结剂含量(5～ 15wt％)(下同)以及不同成型压力(5～20 MPa)下的多孔陶瓷并研究了其气孔率、收缩率、过滤压降及抗压强度随陶瓷粘结剂含量以及不同成型压力下的变化.研究表明多孔陶瓷的气孔率随着成型压力由12.2MPa增加到48.8 MPa和粘结剂含量5％增加到15％气孔率逐渐降低,其抗压强度分别随着胚体成型压力的增大和粘结剂含量的增加而增加,烧结后胚体收缩率随粘结剂含量有先降低后增加的趋势.在粘结剂含量为10％时,成型压力19.52 MPa下多孔陶瓷的抗压强度和显气孔率都取得了较高的值,分别为31.75 MPa和29.87％,室温下空气流量为0.016 m3·h-1时,过滤压降为21.23 hPa.     

不同造孔剂对CA6-MA多孔材料性能的影响

以等离子熔融还原技术提取硅钛合金后的尾渣(<0.088 mm)和工业氧化铝(D50=8.79 μm)为原料,选取锯末、玉米淀粉和炭黑作为造孔剂,采用浇注成型工艺,在1550 ℃温度下烧成制得了六铝酸钙-镁铝尖晶石多孔材料,对多孔材料的常温物理性能和成孔机理做了对比研究.采用15%锯末和30%玉米淀粉复合造孔剂可以制备出具备双峰孔径分布、显气孔率70%、耐压强度1.6 MPa的CA6-MA多孔材料.     

水热法制备氧化铝多孔陶瓷材料

采用胶态成型工艺,以氧化铝粉体为原料,以聚二甲基二烯丙基氯化铵为分散剂,酸性铝溶胶为粘结剂,制备出多孔氧化铝素坯,并对其加以水热处理,以增强其力学性能。研究了分散剂添加量对浆料流变性的影响,溶胶的浓度及水热时间对多孔陶瓷微观结构、力学性能的影响。研究结果表明:分散剂的添加量为0.3 wt.%时,浆料的粘度最低;通过控制溶胶浓度及水热时间可制备出气孔率为57.59%,抗压强度为13.54 MPa的孔隙结构均匀的氧化铝多孔陶瓷材料。