原料配比对工业固废多孔陶瓷性能和形貌的影响

为最大限度地利用工业固废,以镁渣、粉煤灰、电石渣等固废为原料,经高温烧结制备多孔陶瓷材料,研究了三种固废原料的配比对多孔陶瓷烧失率,气孔率,吸水率,体积密度,抗压强度,微观形貌以及物相的影响.实验结果表明:烧结温度1150℃,保温时间为4 h,镁渣、粉煤、电石渣配比为70:25:5时,所制备的多孔陶瓷具有最大抗压强度,98 MPa;配比为60:15:25时,多孔陶瓷具有最大气孔率,57％;配比为60:30:10时,多孔陶瓷骨架完整,微孔分布均匀.多孔陶瓷的物相主要以CaO和SiO2高温反应的产物偏硅酸钙,硅酸二钙或硅酸钙镁为主,含有少量铝硅酸盐和铁酸盐.     

无压烧结SiC-金刚石多晶材料致密化及物理性能研究

以AlN-Y₂O₃-Sc₂O₃为液相烧结助剂,添加不同质量分数金刚石,经无压烧结制备SiC-金刚石多晶材料。采用扫描电镜观察多晶材料显微结构,利用激光闪射法测量其热扩散系数和热导率。研究了金刚石质量分数(1.0%、2.5%、5.0%)和粒度(0.25μm、1.00μm)对SiC陶瓷材料致密化行为和力学性能的影响。结果表明,金刚石质量分数低于5.0%,烧结后的材料相对密度均超过94%;金刚石含量为5.0%的样品相对密度远远低于其他样品。SiC多晶材料的相对密度随金刚石添加量的增加而降低,原料中添加过量的金刚石会降低材料的相对密度。在实验条件下,多晶材料晶粒尺寸没有发生异常长大,硬度为16～18 GPa,断裂韧性为3.8～4.4 MPa·m^1/2,抗弯强度为239～540 MPa。材料的热导率和热扩散系数随着温度的升高而降低,气孔是影响复合材料热导率的主要因素。     

造孔剂和增强剂对工业固废基多孔陶瓷性能的影响

以镁渣,粉煤灰为原料,添加造孔剂(电石渣、碳粉)和增强剂(高岭土、膨润土)制备多孔陶瓷,并研究造孔剂和增强剂种类和含量对多孔陶瓷性能的影响.结果表明,添加造孔剂后,多孔陶瓷的烧失率、吸水率和气孔率升高,体积密度和强度降低.同等含量时,碳粉具有较好的造孔效果;多孔陶瓷的烧失率、吸水率和气孔率最高可分别达到30％,38％和53％,体积密度最小达到1.4 g/cm3;添加增强剂后,多孔陶瓷的强度大为提高,但其吸水率、气孔率降低,体积密度增加.高岭土的含量不大于10％时,其粘结增强效果明显优于同等含量膨润土的;多孔陶瓷的压缩强度可至28 MPa.     

多孔SiC陶瓷/石蜡复合相变材料定型封装及热性能研究

以微米级SiC粉为原料,采用冷冻干燥工艺制备具有连贯层状孔结构的SiC陶瓷。以多孔SiC陶瓷为基体,石蜡为相变芯材,通过真空浸渍法制备多孔SiC陶瓷/石蜡复合相变材料,研究了石蜡在层状多孔SiC陶瓷内的浸渗行为及复合材料的储热性能。结果表明,层片状多孔SiC陶瓷的显微形貌对石蜡的浸渗过程及储热性能有明显影响。当石蜡负载量为21.7%(质量分数)时,复合相变材料熔融温度为59.6 ℃,凝固温度为53.9 ℃,相变潜热为28.4 J/g,室温下的热导率为2.4 W·(m·K)^-1。复合相变材料吸热峰和放热峰强度随着石蜡负载量减少而降低,当温度为200 ℃时,多孔SiC陶瓷/石蜡复合相变材料失重为5%(质量分数),表明材料具有良好的热稳定性。复合相变材料在100 ℃热处理30 min后陶瓷基体未发生形变,经100次热循环后具有稳定的相变潜热和良好的定型能力。