高效隔热保温陶瓷材料的研制

以建筑抛光砖原料为基础料,添加少量的矿化剂和氧化镁,经干压成型后于1220℃-1300℃烧成下制备了具有防水、保温功能的闭孔高温发泡陶瓷.运用XRD、显微镜测试手段对发泡陶瓷的孔径分布、显微结构、物相组成进行了表征,探讨了原料配方、烧成制度对制品的主要性能,如:导热系数、吸水率、密度和强度的影响.结果表明,发泡陶瓷的气孔率高达66.72%(闭孔气孔率为66.39%,开孔气孔率为0.33%);体积密度为0.7987g/cm3,吸水率为0.41%;抗压强度为10.89MPa;导热系数为0.198W/(m·K);主晶相为石英和莫来石;且孔径和气孔率随着烧成温度升高而增大,气孔率越高,发泡陶瓷的抗压强度和导热系数越小.     

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.     

烧结助剂对低温制备碳化硅多孔陶瓷性能的影响

分别采用十二烷基苯磺酸钠、氢氧化钠以及NaA分子筛残渣为烧结助剂,碳粉为造孔剂,干压法成型,在1150℃空气气氛下烧结制备碳化硅多孔陶瓷支撑体。考察了助剂添加量对微结构、平均孔径、孔隙率以及抗热震性等方面的影响;分析了添加助剂的低温烧成机理。研究结果表明：三种添加剂均有助于提高支撑体的气体渗透性、抗弯强度和耐热震性;添加NaA分子筛残渣助烧结剂获得的碳化硅多孔陶瓷各项性能最佳,气体渗透率为1300 m³/(m²·h·kPa),强度可达27 MPa,且抗热震性能良好。     

氮化钛多孔陶瓷的制备、孔隙结构调控及其力学、导电性能

采用凝胶注模成型工艺制备TiN多孔陶瓷,研究了固含量、烧结温度对TiN多孔陶瓷物相组成、微观结构、孔隙率和孔径分布的影响,以及Ti N多孔陶瓷孔隙结构与其力学、电学性能的关联。结果表明:随着固含量和烧结温度的升高,TiN多孔陶瓷孔隙分布均匀,孔径尺寸和孔隙率缓慢下降,其开气孔率变化范围为41.8%~60.0%。随着孔隙率的降低及烧结温度的升高,TiN多孔陶瓷抗弯强度及电导率分别由14.2 MPa和7.9×10~3 S/m逐渐增大到34.6 MPa和23.1×10~3 S/m,这是由于Y_2TiO_5液相的产生,促进了晶粒生长及孔壁连接。     

冷冻铸造法制备多孔陶瓷

以硅溶胶为粘结剂,采用冷冻铸造法制备多孔Al2O3陶瓷,用扫描电镜(SEM)观察结构,并测量气孔率和抗压强度.结果表明:通过调整工艺参数,气孔率可控制在13%～35%之间,并形成了片层状结构.随浆体浓度的增大,气孔率降低,抗压强度增大.当气孔率达13%时,抗压强度为92MPa.当浆体浓度低于30%时,随烧结温度升高,气孔率先增大后减小;当浆体浓度大于30%时,随烧结温度升高,气孔率逐渐降低.抗压强度随烧结温度的升高先增大后减小.     

氟化铝添加量对碳化硅/莫来石复合多孔陶瓷性能的影响

本文以碳化硅(SiC)、气相SiO2、纳米Al2O3和AlF3·H2O为原料,制备出了碳化硅/莫来石复合多孔陶瓷,主要研究了AlFa·H2O添加量、烧结温度对多孔陶瓷抗弯强度、气孔率、孔径分布等性能的影响.用SEM、XRD研究了多孔陶瓷的微观形貌和物相组成.结果表明:AlF3·H2O对莫来石的生成有明显的促进作用,1300℃时,添加AlF3·H2O的样品中检测到莫来石相,多孔陶瓷气孔率随AlF3·H2O加入量增加而升高,而抗弯强度随其增高而先增加后减小,AlF3·H2O添加量为4wt％时,多孔陶瓷气孔率为42.8％,抗弯强度为31.1 MPa.     

矾土基合成莫来石质多孔陶瓷的研制

采用发泡法与添加造孔剂相结合,以高铝矾土和高岭土为骨料,长石作熔剂,并添加适量的煤、MgSO4和CaSO4作发泡剂,煤为造孔剂,PVA为粘结剂,干压成型后于1500℃左右烧成制备了莫来石质多孔陶瓷。制得的多孔陶瓷莫来石生成量高达90%以上,其气孔分布均匀,孔径分布范围为100～300μm;气孔率高达52.3%（闭孔气孔率为38.7%,开孔气孔率为13.6%）;体积密度为0.9731g/cm3;抗压强度为25.1317MPa;导热系数为0.143W/（m.K）的多孔陶瓷。     

多孔氧化铝陶瓷的制备、表征及性能研究

以蔗糖溶液为低温介质，采用冷冻干燥法和退火工艺制备多孔Al2O3陶瓷。研究了烧结温度和退火时间对多孔陶瓷孔隙结构、开孔率和力学性能的影响。结果表明，随着烧结温度的升高，试样的线性烧成收缩率有明显的升高，开孔率和维氏硬度先缓慢降低，当烧结温度为1600℃时迅速下降。平均晶粒尺寸是影响甚至决定多孔氧化铝陶瓷维氏硬度的主要原因。随着退火时间的延长，多孔陶瓷的孔径显著增大，多孔陶瓷开孔率范围为40.35%～64.58%，退火处理后的孔隙率比未退火处理提高了60.05%。多孔陶瓷的抗压强度随退火时间的延长而降低，而在最长的24h退火时间后，多孔陶瓷的抗压强度仍能达到25.9MPa，可以满足许多应用领域的强度要求。可以通过调节退火时间来控制多孔陶瓷的孔隙结构、开孔率和抗压强度。     

烧成氛围对多孔碳化硅支撑体耐碱性能的影响

以平均粒径为14.7μm的碳化硅为骨料、0.8μm的氧化锆为烧结助剂、7.8μm的石墨粉为造孔剂,采用干压成型法制备了多孔SiC支撑体,研究了空气、先空气后氩气(空气-氩气)、先空气后氮气(空气-氮气)、氩气、氮气烧成气氛围对多孔碳化硅支撑体耐碱性能等的影响。结果表明:在空气-氩气氛围下烧成,得到的多孔碳化硅支撑体综合性能最优。当惰性气氛起始烧成温度为1 100℃、煅烧终温为1 400℃时,制备的多孔碳化硅支撑体的平均孔径为1.9μm,孔隙率为45%,抗弯强度为40 MPa,纯水渗透率为165 m~3×m~(-2)×h~(-1)×MPa~(-1)。经80℃,1%(质量分数)的Na OH溶液腐蚀10 d后,多孔碳化硅支撑体的抗弯强度仍保持在30 MPa。     

叔丁醇基凝胶注模成型制备氧化铝多孔陶瓷

以微米级Al2O3粉料为原料,叔丁醇为溶剂,采用凝胶注模成型工艺制备了氧化铝多孔陶瓷,并研究了Al2O3浆料的固相体积分数(分别为8%、10%、13%和15%)对1 500℃保温2 h烧后氧化铝多孔陶瓷的气孔率、气孔孔径分布、耐压强度、热导率和显微结构的影响.结果表明:当Al2O3浆料的固相体积分数从8%增加到15%时,氧化铝多孔陶瓷烧结体的总气孔率从71.2%逐渐降低至61.2%,气孔平均孔径从1.0 μm逐渐减小至0.78 μm,耐压强度从16.0 MPa逐渐增大至45.6 MPa,而热导率从1.03 W·(m·K)-1逐渐增大至1.83W·(m·K)-1.     

不同铝源对SiC/堇青石复相多孔陶瓷的制备及性能影响

以碳化硅、氮化铝、层析氧化铝、氢氧化铝、氟化铝、滑石为主要原料,石墨为造孔剂通过原位反应烧结技术制备碳化硅/堇青石复相多孔陶瓷.研究了含铝化合物种类、烧结温度、石墨含量对SiC/堇青石复相多孔陶瓷相组成、微观结构、气孔率和抗折强度的影响,同时对S0组在1200℃烧结温度下制得的SiC/堇青石复合多孔陶瓷的孔径分布进行了测试分析.结果表明:以AlN为铝源在1200℃下烧结,石墨含量在15％时,堇青石结合SiC多孔陶瓷的抗弯强度和气孔率两项综合性能达到最优,气孔率为31.99％,相应的弯曲强度86.20 MPa.S0组的平均孔径大小在3.0191 μm.     

多孔莫来石陶瓷的制备和性能研究

多孔莫来石是以石墨为孔隙形成剂、由Al2O3和SiC混合粉原位反应合成的。本文研究了烧成温度对气孔率、强度、孔径以及比表面积的影响。研究表明,随着烧成温度的升高,试样强度提高,孔径增大,而气孔率和比表面积减小。由于形成了颈部发育良好的细晶粒微观结构,气孔率为32.4%的试样其平均强度可达到106MPa。同时,制备了气孔率为61%的多孔莫来石陶瓷,其具有相当高的比表面积(12.4m2·g-1),能很好的阻止裂纹扩展,具有很好的抗热震性。     

高气孔率及低热导率多孔莫来石陶瓷的制备(英文)

采用叔丁醇基凝胶注模工艺制备多孔莫来石陶瓷,研究了固含量和烧结工艺对多孔莫来石陶瓷显微结构、气孔率、气孔尺寸及分布、压缩强度和室温热导率的影响。结果表明,固含量相同时,随着烧结温度的升高,多孔莫来石陶瓷的气孔率不断降低,而抗压强度则不断增加;当固含量为15%、烧结温度为1 350℃时,多孔莫来石陶瓷的气孔率最高为71.7%,平均气孔孔径为3.49μm,而热导率则低至0.103W/(m·K)。通过改变烧结温度和初始固含量可调整多孔莫来石陶瓷的微观结构和性能。     

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。     

硅藻土基多孔陶瓷的制备及性能研究

本实验以硅藻土为主要原料，天然有机细粉为造孔剂，水玻璃为高温粘合剂，经半干压成型，常规烧成，制出了性能优良的硅藻土多孔陶瓷，随着造孔剂的加入量、烧成制度的改变，气孔率从47％增加至71％，最大孔径也随之从1－10μm变化，密度从1．3g/cm^3到0．7g/cm^3改变，抗压强度则从11．05MPa降至4．38MPa。不同孔径及显气孔率的材料，在饮料、水的净化及催化剂载体等方面的应用有很好的前景。     

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。     

氧化结合法制备多孔碳化硅陶瓷及其特性

以不同粒径碳化硅为骨料,羧甲基纤维素钠(CMC)为粘结剂,在大气中利用碳化硅颗粒表面氧化成的SiO2粘接在一起低温合成多孔碳化硅陶瓷.分析了粒径大小、烧结温度、成型压力对氧化结合多孔碳化硅陶瓷特性的影响.用TG-DSC、XRD、SEM研究了碳化硅陶瓷的氧化性能,物相组成,微观形貌.结果表明:原始粒径越小,碳化硅陶瓷的活性越高,相应的氧化程度越高,在1μm时氧化率最高达到49.58％,但其在1000℃保温100 h质量增重也最高达7.53％;随着烧结温度升高,碳化硅氧化率增加,气孔率相应地降低;成型压力也对碳化硅陶瓷的氧化率,气孔率产生一定影响.     

多孔碳化硅复合陶瓷的制备与性能研究

以SiC粉和铝矾土为原料,石墨为造孔剂,通过干压成型,在空气气氛中烧结,制备了莫来石结合碳化硅多孔陶瓷。研究了其物相组成、微观结构、孔径分布、显气孔率和抗弯强度。结果表明:气孔主要来自于SiC颗粒的堆积间隙以及石墨的燃烧分解。在高温下,铝矾土与SiC氧化生成的SiO2原位反应,生成莫来石。石墨含量对多孔陶瓷的气孔率、抗弯强度以及孔径分布都有重要影响。石墨含量10 wt%,1400℃下烧结,保温3 h,制备的SiC多孔陶瓷的显气孔率为44.9%,抗弯强度高达41.0 MPa。     

粉煤灰基多孔陶瓷的制备及吸附性能研究

对粉煤灰基多孔陶瓷的有效利用不但能够减少粉煤灰对环境的污染，而且在废水处理等领域表现出较高的应用价值。本文以粉煤灰为主要原料，膨润土为黏结剂，活性炭为造孔剂，采用直接成型烧结工艺制备了一种性能优异的多孔陶瓷材料，并研究了烧结温度和活性炭用量对多孔陶瓷结构与性能的影响。结果表明，粉煤灰/膨润土烧结形成陶瓷骨架，活性炭氧化形成孔洞结构，在两者协同作用下形成多孔陶瓷材料。随着烧结温度的升高和活性炭用量的减少，多孔陶瓷材料的显气孔率和吸水率减小，体积密度和抗压强度增大。当烧结温度为1 100℃和活性炭用量为60%(质量分数)时，所制备的多孔陶瓷综合性能更优，显气孔率为61.75%,体积密度为0.93 g·cm^-3,吸水率为63.48%,抗压强度为4.29 MPa,对浓度为100 mg·L^-1的Pb²⁺溶液的去除率为98.4%,饱和吸附量高达45.79 mg·g^-1。     

电解锰渣制备多孔陶瓷及性能表征

以电解锰渣、废玻璃和偏高岭土为原料,锯末为造孔剂制备出多孔陶瓷,研究了烧结温度、保温时间对多孔陶瓷体积密度、抗压强度、气孔率的影响;用XRD分析多孔陶瓷的物相组成,SEM-EDS分析多孔陶瓷的微观结构,导热系数仪测试多孔陶瓷的导热系数。实验结果表明:烧结温度为1020℃,保温时间为45 min时多孔陶瓷的综合性能最佳,体积密度为600kg/m~3,抗压强度为3.9 MPa,气孔率为77.2%,导热系数为0.052 W/(m·K),可用于外墙保温材料。