冰模板法制备反应结合多孔Si3N4/SiC复相陶瓷

以微米级SiC和Si粉为原料,采用冰模板法和氮化反应烧结法制备了孔道中修饰α-Si3N4、Si2N2O纳米线的β-Si3N4结合多孔SiC复相陶瓷.研究了反应烧结温度、SiC/Si比和固相含量对多孔陶瓷的物相结构、形貌、孔分布和压缩强度的影响.结果表明:多孔陶瓷具有层状定向通孔结构,孔隙率介于50; ～ 70;之间,孔径分布呈现双峰分布特点;当烧结温度达到1350℃以上时,在层状孔道中交织形成α-Si3N4和Si2N2O纳米线的网络结构.反应温度超过1450℃时,通过液态Si的氮化反应原位形成β-Si3N4结合相将SiC颗粒粘结起来;当浆料中Si含量由16wt;增加至33wt;时,多孔陶瓷的开气孔率从69.78;降至62.64;,而压缩强度由2.2 MPa提高到8.73 MPa;随着浆料固相体积含量从25;增加到45;,多孔陶瓷的气孔率从71.81;降至54.85;,同时压缩强度从4.99 MPa提高到24.16 MPa.     

叔丁醇基凝胶注模成型制备ZTA多孔陶瓷

采用叔丁醇基凝胶注模成型工艺,以丙烯酰胺为单体制备了ZTA多孔陶瓷.优化了固含量、预混液浓度、引发剂用量和固化温度等成型工艺参数.分析了烧结温度和保温时间对多孔陶瓷气孔率及孔径分布的影响.研究发现固含量为10vol;、预混液浓度为15wt;、引发剂用量为20wt;、固化温度为40℃,在1500c℃条件下保温2h烧结得到的ZTA多孔陶瓷气孔率可达59.05;,最可及孔径为0.72 μm,孔径分布在0.40 ～5.00μm的气孔占总气孔的87.22;,压缩强度达到56.09MPa.     

电气石对硅藻土基多孔陶瓷孔结构与孔雀石绿脱色效果的影响

以硅藻土为主要原料,采用固相烧结法和低温煅烧工艺,制备了硅藻土基多孔陶瓷.着重考察了电气石对材料的微观结构、孔径分布等材料孔结构及孔雀石绿溶液脱色能力的影响,通过扫描电镜、压汞仪等手段对不同电气石含量的硅藻土基多孔陶瓷进行了表征.结果表明:当电气石含量为12;时,材料内孔径细小,平均孔径最小177.5 nm,比表面积最大6.83 m2/g;电气石含量由0提高到16;,材料的孔隙率由49.3;降至36.5;,对孔雀石绿溶液的脱色能力逐渐增强.当电气石含量为16;时,反应6 h后,412 nm与618 nm处吸收峰消失.     

利用长石原料制备发泡陶瓷

利用长石为主要原料制备发泡陶瓷,探究了不同实验条件(长石含量、发泡剂含量和烧结温度)对发泡陶瓷的影响.利用长石制备的发泡陶瓷具有优异隔热性能,其导热系数达0.13 W/(m·K),平均孔径为1.30 mm.泡孔之间的孔壁上分布有平均孔径小于100 μm的微孔,这种微孔与大孔分级分布的结构是其具有良好保温性能的关键原因.     

硅树脂转化制备硅氧碳多孔陶瓷

采用硅树脂RSN-6018为陶瓷先驱体,并引入一定比例的预固化硅树脂,在N2气氛下于1200 ℃裂解转化制备组分单一、孔结构可控以及陶瓷产率高的硅氧碳(Si-O-C)多孔陶瓷,研究了预固化硅树脂含量对Si-O-C多孔陶瓷微观形貌和性能的影响.结果表明:预固化硅树脂的加入可有效调节Si-O-C多孔陶瓷的孔形貌、孔径以及气孔率,当预固化硅树脂含量低于90wt;时,随着预固化硅树脂含量的增加,孔结构从贯通圆孔变为颗粒"搭接"贯通孔,再变为颗粒堆积孔,且气孔率增大;而体积收缩减小,陶瓷产率提高;耐压强度在27.9~17.5 MPa之间.     

基于关键化学组分设计制备发泡陶瓷

文章探究了基于关键化学组分设计制备发泡陶瓷过程中的制备条件,特别是关键化学组分SiC、Na2 O、Al2 O3的含量对发泡陶瓷性能的影响.利用化学组分设计制备的发泡陶瓷具有良好的隔热性能,其导热系数达0.09 W/(m·K),最可几孔径为2.8 mm,大孔之间的孔壁上分布有平均孔径为2μm的微孔,这种独特的大孔-微孔的分级泡孔结构是其导热性能良好的关键原因.     

SiC泡沫陶瓷的凝胶注模制备与表征

以高分子多糖明胶为胶凝剂,采用凝胶注模工艺制备SiC泡沫陶瓷.测量了分散剂加入前后浆料的ζ电位的变化.研究了分散剂四甲基氢氧化铵(TMAH)、明胶加入量、固含量等对SiC浆料流变性能的影响.结果表明:分散剂的加入对SiC颗粒的动力学行为有显著影响.在碱性范围内,ζ电位绝对值随TMAH加入量的增加而增大;明胶的加入明显提高了浆料的粘度;固含量为65;~74;时,为使浆料具有好的稳定性和流动性,同时保证明胶的成胶性能,TMAH和明胶的加入量应分别控制在2.5;左右及5;~7;为宜.制备的泡沫陶瓷由相互贯通的球形孔室构成,孔隙率最高可达到92;,其孔径分布取决于泡沫体孔隙率,对于孔隙率为76;和90;的样品,其孔径分别达到120 μm 和200 μm.泡沫陶瓷的抗弯强度随相对密度增大而提高,相对密度达到25;时,其抗弯强度可达到25.2 MPa.     

冷冻干燥法结合淀粉固化制备莫来石多孔陶瓷

以高岭土、氢氧化铝为原料,淀粉为造孔剂和粘结剂,Y2O3为烧结助剂,采用冷冻干燥法结合淀粉固化工艺制备了具有连通开孔结构的莫来石多孔陶瓷.研究了淀粉添加量对浆料前驱体的流变性能、多孔陶瓷的气孔率、孔径分布、显微结构以及力学性能的影响.结果表明:当淀粉含量由15.84vol;增至20.59vol;,浆料前驱体的粘度增加明显;随着剪切速率的增加,浆料前驱体的粘度先显著降低然后趋于稳定,表现为剪切稀化行为.随着淀粉含量的增加,所得多孔陶瓷的孔径尺寸减小,孔径分布趋于均匀,从双峰分布向单峰变化,孔隙率缓慢增加,维持在61.5;～66.2;范围内,当淀粉含量增加到15.84vol;时,抗压强度达到最高值9.5 MPa,孔隙率也达到65.7;.但当淀粉含量进一步增加后,抗压强度有下降的趋势.     

TBA/H2O溶液冷冻干燥制备多孔Al2O3支架及其生物性能

以叔丁醇/蒸馏水(TBA/H2O)结晶体为模板,用冷冻干燥法制备出片层孔及圆形孔的两种孔型氧化铝支架材料,利用SEM观察支架形貌,测试了其生物性能,系统研究浆料溶剂组分含量、冷冻温度对支架材料形貌影响,探讨支架孔结构对成骨细胞附着的影响.结果表明:纯水浆料的多孔陶瓷支架形貌为片层状;加入叔丁醇后,片层间距减少;浆料中叔丁醇含量为90wt;时,孔道呈片层孔及圆形孔的双孔状;纯叔丁醇浆料的陶瓷支架形貌为圆形孔.双孔形貌支架的开孔孔隙率及总孔隙率最高,分别为78.5;和81.8;.孔径随冷冻温度的降低而减小.体外模拟实验表明:片层孔及圆形孔的双孔支架材料有利于细胞在其表面生长,材料表面细胞结构清晰,铺展形态良好.多孔支架材料对细胞的吸附率随孔径的增大而增大.冷冻温度为-10℃时,支架的压缩强度为90.6 MPa,符合骨组织工程中支架材料的强度值要求.     

粉体粒度对硅藻土基微孔陶瓷结构和性能的影响

以硅藻土为主要原料,采用固相烧结法,制备了硅藻土基微孔陶瓷,探讨了粉体粒度对其比表面积、烧结样品的孔径及其分布、孔隙率等性能的影响.结合SEM、BET、压汞仪等手段对样品进行了表征.结果表明:在d50=3.57～1.17 μm间,随粉体粒度的减小,粉体比表面积上升,烧结样品的平均孔径及孔隙率下降,其后孔径分布变宽并出现团聚;d50=1.17 μm时,粉体比表面积48.59 m2/g,烧结样品平均孔径157.8 nm,孔隙率39.3;;对孔雀石绿溶液的脱色研究表明,粉体粒度减小,多孔陶瓷的脱色能力增强,反应420 min,d50=1.17 μm粉体烧结样品的脱色率达90.8;.