原料组成对利用碳铬渣制备多孔堇青石陶瓷性能的影响

利用高碳铬铁合金渣、工业氧化铝粉和二氧化硅微粉为原料,分别以偏铝、偏硅、理论和偏镁组成合成制备了多孔堇青石陶瓷,研究了烧成温度和原料组成对样品物相转变、显气孔率、体积密度、抗弯强度以及热膨胀系数的影响.结果表明:四组样品中堇青石均于1100℃生成,晶体结构随烧成温度升高逐渐发育,并在1400℃以后开始部分分解;与理论组成相比,偏铝组成可以提升样品显气孔率,但抗弯强度随之降低,且增加了样品的热膨胀系数;偏硅组成样品的显气孔率降低,而抗弯强度并不随之增加,但样品的热膨胀系数显著减小;偏镁组成适当的降低了样品的显气孔率,抗弯强度显著增加,同时样品的热膨胀系数明显降低,四组样品中其碳铬渣的利用率最高.     

冷冻干燥技术制备多孔陶瓷的现状与展望

冷冻干燥技术是一种很有特色的制取多孔材料的新技术,尤其是该技术所制备的多孔陶瓷所呈现出独特的微观结构和优良的生物性能,引起了各国学者广泛关注,成为当前多孔陶瓷材料制备的一个研究热点.本篇论文将简述冷冻干燥技术的原理,并分析冷冻媒介对冷冻干燥技术制备多孔陶瓷形貌及性能的影响,为冷冻干燥技术制备多孔陶瓷材料提供理论参考.     

陶瓷微珠直接堆烧制备多孔莫来石陶瓷及性能研究

以高纯石英粉、氧化铝粉以及玻璃粉作为主要原料,首先通过颗粒稳定泡沫法结合离心雾化干燥装置制备得到SiO2-Al2O3陶瓷微珠,然后将其紧密堆积于坩埚中,随后经1500 ℃下直接堆积烧结1 h,利用空心微珠高温下自发泡,成功制备孔分布均匀的多孔莫来石陶瓷.研究了SiO2-Al2O3陶瓷微珠中高纯石英粉、氧化铝粉和玻璃粉组成对多孔莫来石陶瓷性能的影响.该方法简便易行,可控性强.通过该方法可制得气孔率高达85.4;,抗压强度为(3.69±0.86) MPa,低介电常数为1.70的多孔莫来石陶瓷,有望应用于透波材料领域.     

淀粉固化法制备堇青石多孔陶瓷

以合成堇青石粉体为原料,以未改性的食用土豆淀粉为固化剂和造孔剂,利用淀粉固化成型工艺成功制备了堇青石多孔陶瓷,并研究了淀粉的添加量与浆料前驱体的粘度、多孔陶瓷的显气孔率、孔径分布及显微结构间的关系.实验结果表明:随着淀粉含量(10wt;～40wt;)的增加,浆料前驱体的粘度先略有增大后显著降低,多孔陶瓷的显气孔率显著增加,而气孔平均孔径明显减小.     

利用高铝粉煤灰制备多孔陶瓷工艺研究

以脱硅高铝粉煤灰为主要原料、石墨为造孔剂制备多孔陶瓷.利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析多孔陶瓷的物相组成和微观结构,万能试验机测试抗弯强度,阿基米德排水法测定显气孔率和体积密度,采用渗透通量评价其过滤性能.研究结果表明:随着烧结温度的升高,多孔陶瓷的莫来石含量、体积密度和抗弯强度逐步增大,刚玉和石英的含量、显气孔率、吸水率和对水的渗透通量逐渐减小.随着石墨添加量的增加,多孔陶瓷的物相组成变化不大,体积密度和抗弯强度逐步降低,显气孔率、吸水率和对水的渗透通量相应增加.添加30wt;石墨、1450℃烧结的多孔陶瓷,抗弯强度为9 MPa,显气孔率为48.28;,大气压下,对水的渗透通量达到714 L·m-2·h-1.     

硫铁矿烧渣制备导电陶瓷的工艺研究

采用全铁含量21.89;,Fe2O3含量29.80;的硫铁矿烧渣,在高温还原气氛下以少量还原剂还原,制备了电阻率较低的高强导电陶瓷.研究了烧结温度、保温时间、矿化剂种类及掺杂量对导电陶瓷强度及电阻率的影响.结果表明:导电陶瓷的强度随烧结温度的升高而增加,保温时间的延长而降低,矿化剂掺杂量的增加而增加;而电阻率的变化趋势正好与强度变化相反.当还原剂与硫铁矿烧渣比值为0.1,1400℃保温60 min,萤石掺杂量5.4;,导电陶瓷电阻率达到58 Ω·cm,强度87 MPa;而当Na2O掺杂量达到4;,电阻率为88 Ω·cm,强度为84MPa.     

利用无机胶凝材料制备莫来石多孔陶瓷

本文利用无机胶凝材料成功制备了莫来石多孔陶瓷.以硅藻土和ρ-Al2O3为原料,AlF3和MoO3为添加剂,利用ρ-Al2O3遇水硬化的特点,来实现陶瓷浆料的固化成型,再将成型后的陶瓷生坯经高温烧结得到莫来石多孔陶瓷.该方法绿色环保,整个制备过程中无有机物的排放.通过使用XRD、SEM等表征测试手段,研究了烧结温度对莫来石多孔陶瓷的相组成、微观形貌、线收缩率、开孔孔隙率以及抗压强度的影响.实验结果表明,制备的莫来石多孔陶瓷由生长良好的莫来石晶须构成,在1500℃下烧结的莫来石多孔陶瓷孔隙率可达到82.3;.     

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.     

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.     

以β-Si3N4为晶种多孔氮化硅陶瓷的制备

以β-Si3N4为晶种、α-Si3N4为原料、Mgo-Al2O3-SiO2体系为烧结助剂,制备了气孔率约为30;的多孔氮化硅陶瓷,研究了β-Si3N4晶种添加量对其物相、微观形貌和弯曲强度的影响.结果表明,加入β-Si3N4晶种能有效地促进α-Si3N4转化为β-Si3N4,经1580℃烧结的氮化硅陶瓷中出现了明显的长柱状晶粒,随着晶种添加量的增加,柱状晶的长径比逐渐增大,且柱状晶的产生可提高材料的强度.     

微米及亚微米孔径多孔陶瓷的制备及应用

作为具有特殊结构的绿色材料,多孔陶瓷在过滤器、催化剂载体和隔热材料等诸多方面有着广泛的应用.微米及亚微米孔径的多孔陶瓷,因其特殊的孔径尺寸,在应用和制备方面都有着独特之处.本文简要介绍了微米以及亚微米孔径多孔陶瓷的几种制备工艺及其应用.     

含氮多孔碳的制备及其电化学性能研究

以新颖的聚苯并噁嗪为前躯体制备得到含氮多孔碳.采用SEM、XRD、Raman、XPS、BET等测试方法对样品的形貌和结构进行表征并研究其电化学性能.结果表明,800℃下反应得到的含氮多孔碳(PC2-800)石墨化程度最高,其氮官能团主要为吡啶氮和吡咯氮,氧官能团主要为酚羟基和羧基.PC2-800属于微孔材料,比表面积达938.3344 m2·g-1.所有样品均表现出良好的电容特性,活化温度为800℃时比电容最大,1A·g-1下为236.3 F·g-1,这与其大的比表面积,高的石墨化程度,高含量的氮氧官能团密切相关.     

BN织构陶瓷的制备与力学性能研究

以片状的BN为基体粉料,采用流延成型工艺结合热压烧结制备BN织构陶瓷,并对其结构、断面形貌以及力学性能进行了研究.实验结果表明,BN晶粒选择沿(002)晶面择优定向排列.织构陶瓷的力学性能呈现出明显的各向异性: 当加载方向垂直于片层时,弯曲强度和断裂韧性分别为53.75 MPa 和1.51 MPa·m1/2,均优于水平方向的力学性能.垂直方向上良好的性能归因于加载时片状颗粒引起的裂纹偏转.     

多孔TiC陶瓷的制备、性能及机理研究

以TiO2和炭黑为反应物,TiC为添加物,通过反应烧结法制备出多孔TiC陶瓷.研究了TiC的添加量对晶粒大小、孔径尺寸、开气孔率及抗弯强度的影响.研究结果表明:随着TiC的添加量从0;增大到100;,反应生成TiC的粒径从0.17μm增大到0.71μm,孔径尺寸从0.15μm增大到1.51μm,开气孔率从78;持续降到38;,抗弯强度先增加后减小,添加量为80;时最高(86 MPa).TiC生长机理主要是由于添加的TiC使TiO2周围的碳含量减少,从而导致反应生成TiC的熔点降低,扩散能力提高,晶粒粒径增大.     

掺钕钇铝石榴石陶瓷的制备与性能

以Al2O3、Y2O3、Nd2P3为起始原料,用固相合成方法在1500℃、2h条件下合成了掺钕钇铝石榴石(1.1at.;Nd:YAG)粉料.研究表明,在固相反应过程中,首先形成中间相Y4Al2O9(YAM)、YAlO3(YAP)而最终形成单相Y3Al5O12(YAG).将上述粉料经等静压成型并在低真空状态下于1750℃烧结3h,获得呈半透明状态的Nd:YAG陶瓷,其相对密度达到98.68;,显微结构均匀,荧光性能与0.9at; Nd:YAG单晶材料相近.     

多孔镁基板上纳米厚度氢氧化镁叠片的水热合成研究

通过水热法在烧结的多孔镁基板上制备了纳米厚度的氢氧化镁(Mg(OH)2)叠片.分别用SEM及XRD表征了水热合成过程中基板的形貌和物相变化.结果表明,将水热合成的反应时间控制在20 ～ 40 min之内,可以制备出具有100 nm左右厚度的、不同紧密程度的Mg(OH)2叠片.水热合成的反应时间超过40 min,Mg(OH)2叠片将会逐渐从基板表面生长合并为块状晶体.同时,对水热反应过程中氢氧化镁晶体的形核和长大机理进行了探讨.     

多孔双相磷酸钙骨组织工程生物支架的制备及性能研究

以碳酸钙(CaCO3)和磷酸(H3PO4)为原料,用湿法合成了双相磷酸钙陶瓷粉体,再采用激光成型技术处理聚氨酯泡沫载体,通过有机泡沫浸渍法合成多孔双相磷酸钙生物支架.采用X射线衍射仪(XRD),红外光谱分析(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对样品的组成和形貌进行了表征.结果表明:制得的粉体为双相磷酸钙粉体,包含β-TCP和HAP两相,其中β-TCP为主相,其质量比占86.7;;制得的多孔支架为双相磷酸钙生物支架,孔隙率为90;以上,抗压强度为0.12 MPa,多孔支架具有规则直通孔与不规则三维通孔相结合的孔洞结构,直通孔孔径范围为1.0～1.3 mm,三维通孔孔径范围为200 ～ 700 μm,满足骨组织工程支架对多孔材料的孔径要求;双相磷酸钙粉体和双相磷酸钙生物支架均表现为无细胞毒性.     

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.