堇青石多孔陶瓷制备及其性能优化研究进展

堇青石多孔陶瓷因具有高的孔隙率,优异的力学强度和良好的抗热震性能而被用作汽车尾气催化剂的载体材料.为此,综述了堇青石多孔陶瓷的制备方法和掺杂元素与其性能(孔结构、抗热震性和力学强度等)的相关性,同时指出了堇青石多孔陶瓷在制备过程中存在的问题,并展望了作为汽车尾气催化剂载体的堇青石多孔陶瓷未来的发展方向.     

锂辉石对堇青石多孔陶瓷性能的影响

通过堇青石颗粒料制得的堇青石多孔陶瓷,与加入一定比例锂辉石制得的堇青石多孔陶瓷,在不同的温度下烧成,对气孔率、抗折强度、热膨胀系数等性能进行测试对比研究,对比实验数据表明加入锂辉石对堇青石多孔陶瓷的性能起到了优化作用。结果表明加入5%锂辉石烧成温度1280℃制得堇青石多孔陶瓷气孔率45.83%、抗折强度22.64MPa、热膨胀系数1.73×10-6/℃。     

锂辉石对堇青石多孔陶瓷性能的影响

通过堇青石颗粒料制得的堇青石多孔陶瓷,与加入一定比例锂辉石制得的堇青石多孔陶瓷,在不同的温度下烧成,对气孔率、抗折强度、热膨胀系数等性能进行测试对比研究,对比实验数据表明加入锂辉石对堇青石多孔陶瓷的性能起到了优化作用。结果表明加入5%锂辉石烧成温度1280℃制得堇青石多孔陶瓷气孔率45.83%、抗折强度22.64MPa、热膨胀系数1.73×10-6/℃。     

高温烟气净化用多孔堇青石陶瓷支撑体材料的研制

以堇青石为原料，用震动热浇注成型工艺．通过调整骨料粒径等级、造孔剂及结合剂的加入量制备气孔率为48％，孔径为128μm，热稳定性好和机械强度高的高温烟气净化用多孔堇青石陶瓷支撑体材料。对影响材料性能的各种因素进行分析和探讨。     

堇青石质蜂窝陶瓷

堇青石蜂窝陶瓷主要用于汽车废气净化催化剂载体及内燃机废气粒子过滤器。本文简述了堇青石蜂窝陶瓷的性能要求，并概括总结了其制造方法以及降低其热膨胀系数的技术途径。     

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。     

堇青石质多孔陶瓷高温过滤材料的研究

主要介绍了堇青石多孔陶瓷高温过滤材料的制备工艺及其性能检测，同时对影响材料性能的各种因素进行了分析和探讨。     

莫来石纤维多孔陶瓷负载性能研究

用酸性偏磷酸盐作粘结剂、加压排液法成型制备了孔隙率高达96％的莫来石纤维多孔陶瓷，采用真空浸渍法，对其负载稀土复合金属氧化物La0.8Sr0.2CoO3的性能进行了研究，考察了浸渍时间、浸渍次数对负载量的影响，得出最佳浸渍时间为60min，浸渍次数为2次。通过扫描电镜(SEM)表征了内部架构，最后指出莫来石纤维多孔陶瓷有望成为具有较好效果的新型催化剂载体。     

酸处理对堇青石质蜂窝陶瓷性能的影响

用硝酸溶液对堇青石质蜂窝陶瓷样品进行处理。测定了酸处理时间不同的样品的热膨胀系数、气孔率和吸水率及抗压强度，研究了酸处理对堇青石质蜂窝陶瓷性能的影响规律，通过SEM分析了酸处理前后样品的断面形貌．并用ICP测定了酸处理液中的各种离子浓度，探讨了酸处理影响性能的机理。试验结果表明：酸处理能显著降低堇青石质蜂窝陶瓷的热膨胀系数，增加显气孔率和吸水率，但削弱了材料的机械强度。     

堇青石质蜂窝陶瓷的制备

选用3种不同的优质粘土、滑石及工业氧化铝,通过一定的工艺控制,在1 390℃的烧成温度、保温4 h的条件下,研制出纯度较高。结晶性较好,热膨胀系数(20～1 000℃)分别为1.48×10-6,1.50×10-6/℃和1.54×10-6/℃,气孔率分别为15％,25％和33％的堇青石质蜂窝陶瓷载体。较低的热膨胀系数保证了载体有优异的抗热震性能,高的气孔率有利于后期催化剂的浸渍。实验表明:堇青石陶瓷成分的选择及杂质相的含量对于膨胀系数影响显著。     

透气过滤用堇青石蜂窝陶瓷材料的研究

采用堇青石为主要原料,探讨了球磨时间、烧成温度和保温时间等工艺条件对多孔堇青石材料的孔径及其分布、气孔率、抗压强度和热膨胀特性等性能的影响规律。结果表明,在合适的工艺条件下,可获得平均孔径小于5um、膨胀系数低于1.60×10-6/℃、孔隙率和抗压强度分别大于50%和15Mpa的多孔堇青石基体材料。     

堇青石多孔陶瓷的制备与性能表征

以粉煤灰和碱式碳酸镁为主要原料制得了堇青石多孔陶瓷材料.烧结温度在1 100～1 350℃时,样品的弯曲强度由50 MPa增加至65 MPa,热膨胀系数由8.07×10-6℃-1下降至4.21×10-6℃-1.优化的烧结工艺为1 300℃保温4 h.样品的孔隙率和孔径随原料中淀粉含量的增加而增加.在原料中添加40%(质量分数)的造孔剂(淀粉)可使样品的孔隙率、平均孔径为和氮气通量分别达到41.7%,2.35μm和0.225 m·h-1Pa-1.     

Bi_2O_3对堇青石陶瓷的烧结行为、相变和热膨胀性能的影响

采用X射线衍射仪、差热分析仪和热膨胀仪等手段研究了由氧化物粉末 (MgO、Al2 O3 和SiO2 )制备堇青石陶瓷时 ,添加Bi2 O3 对堇青石陶瓷相变和性能的影响 ,分析了Bi2 O3 在烧结过程中的作用机理是低温产生液相促进烧结。试验表明 ,Bi2 O3 能明显降低烧结温度 ,在 12 5 0℃烧成 3h后的陶瓷是由α堇青石和少量的 μ堇青石组成。随着Bi2 O3 含量增加 ,陶瓷的致密度和热膨胀系数逐渐升高。Bi2 O3 的添加量 (质量分数 )为 0 .0 4 ,原料相石英消失。Bi-O膨胀系数较Si-O的大和Bi3 + 离子进入堇青石晶格中是引起堇青石陶瓷热膨胀系数升高的主要原因。     

氧化锆增韧堇青石陶瓷的研究

添加分散的氧化锆对多晶体堇青石进行了增强和增韧。含１０％（按质量计，下同）ＺｒＯ２的氧化锆增韧堇青石陶瓷（ＺＴＣＣ）的抗弯强度（１３０ＭＰａ）较１４００℃，６ｈ制备的人工合成高纯多晶堇青石的（７４．３ＭＰａ）有明显提高。含有５％ＺｒＯ２和１％ＣａＯ二元弥散相粒子的ＺＴＣＣ的断裂韧性增大至２．８３ＭＰａ·ｍ＾１／２。当加入１５％Ｙ－ＴＺＰ，样品的抗弯强度和断裂韧性分别高达１８８ＭＰａ和３．２ＭＰａ·     

用Sol—Gel法制备氧化铝多孔陶瓷的研究

主要研究了羟铝比（［ＯＨ－］／［Ａｌ３＋］）、铝离子浓度及成孔剂含量和温度对ｓｏｌ－ｇｅｌ法制备的氧化铝多孔陶瓷气孔率、气孔分布和显微结构的影响。实验结果表明：铝溶胶的最佳组成是羟铝比为２．３８,铝离子浓度为１０ｗｔ％,成孔剂含量为５ｗｔ％。随着烧成温度由１４２０℃升至１５００℃时,８＃试样的显微结构由松散的片状向连通贯穿的整体结构转变。在１４５０℃时,２＃试样（［ＯＨ］／［Ａｌ３＋］＝２．３３）主要是单个颗粒连接的结构;８＃试样（［ＯＨ］／［Ａｌ３＋］＝２．４０）主要是相互贯穿连成一体的结构。前者气孔率小于后者,其气孔分布范围较后者更窄