氧化铝纤维对多孔陶瓷载体性能的影响
氧化铝在陶瓷中的作用
氧化铝在陶瓷中的作用氧化铝在陶瓷中的作用一、引言在古代,陶瓷是一种非常重要的手工艺品,具有很高的艺术价值和实用价值。
随着科技的发展和工业化的进步,精细陶瓷产品得到了极大的发展,氧化铝在这一进程中扮演着非常重要的角色。
本文将探讨氧化铝在陶瓷中的作用及其优势。
二、氧化铝在陶瓷中的作用1. 提高抗磨性氧化铝在陶瓷制品中充当着一种非常重要的反应助剂。
它可以加速烧结,使得瓷质更加致密。
氧化铝可以提高制品的抗磨性,使其更加耐用,延长使用寿命。
2. 改善材料性能氧化铝具有很好的化学惰性,可以减少材料的变形、开裂等现象。
同时,它还能够降低瓷材料的烧结温度,缩短烧结时间并提高瓷材料的透明度和韧性,即瓷瓶会更加通透、耐摔。
氧化铝在陶瓷中具有很好的化学惰性,能够承受化学物质的侵蚀,提高制品的化学稳定性,延长使用寿命,同时还能够保护陶瓷表面的美观度。
4. 提高热伸缩系数氧化铝在陶瓷中可以提高制品的热伸缩系数,使其更好的适应温度变化和温差的冲击。
这也就保证了陶瓷在不同环境下的使用寿命和可靠性。
三、氧化铝相比其他助剂的优点1. 抗压强度高氧化铝的抗压强度很高,在瓷瓶等制品上的表现尤为明显。
其他助剂的抗压强度较弱,制品在使用过程中容易出现开裂等现象。
2. 热稳定性强氧化铝可以提高制品的热稳定性,具有更高的耐高温性能,可适用于更宽泛的使用领域。
而其他助剂的热稳定性较弱,容易受到温度变化的影响,使用范围较为受限。
氧化铝具有良好的化学稳定性,能够很好地承受酸碱侵蚀和化学物质的腐蚀。
而其他助剂的化学稳定性较差,容易受到化学侵蚀的影响,瓷材料表面容易出现氧化、损伤等化学反应。
四、结论氧化铝作为一种非常重要的反应助剂,在陶瓷制品的制造过程中发挥着很重要的作用。
它可以提高制品的物理性能、化学性能和热性能,使得瓷质更加致密、耐用、透明、韧性好,化学稳定性强,具有更高的高温和低温承受能力。
与其他助剂相比,氧化铝具有优良的抗压强度、热稳定性和化学稳定性,可以使陶瓷制品更好的满足不同领域的使用需求。
多孔氧化铝陶瓷载体
多孔氧化铝陶瓷载体
多孔氧化铝陶瓷载体是一种用于固定或承载催化剂的材料,通常用于化工工业中的催化反应。
这种陶瓷载体具有多孔的结构,提供了大量的表面积,有助于催化剂的分散和反应物质的吸附。
以下是多孔氧化铝陶瓷载体的一些特点和应用:
特点:
1. 多孔性:多孔氧化铝陶瓷具有高度的多孔性,通常包括微孔和宏观孔。
这些孔道提供了大量的表面积,有助于催化剂的负载和反应物质的扩散。
2. 热稳定性:它具有良好的热稳定性,可以在高温下长时间稳定运行,适用于高温催化反应。
3. 化学惰性:多孔氧化铝陶瓷通常具有化学惰性,不容易与多种化学物质发生反应,这有助于维持催化剂的稳定性。
4. 机械强度:它的机械强度较高,能够承受反应中的压力和力量。
应用:
1. 催化剂载体:多孔氧化铝陶瓷广泛用于固定催化剂,例如在石油化工工业中用于裂化反应、氧化反应和加氢反应等。
2. 吸附剂:由于其大表面积和多孔性,它也可以用作吸附剂,用于去除废气中的污染物或水中的杂质。
3. 热交换介质:多孔氧化铝陶瓷可以用作热交换介质,用于控制温度和热量传递。
4. 电子陶瓷:在电子工业中,它还用于制造电子陶瓷材料,如电容器和绝缘材料。
总之,多孔氧化铝陶瓷载体是一种在化工工业和其他领域中广泛应用的重要材料,它的多孔性和化学性质使其成为催化剂固定和其他应用的理想选择。
氧化铝多孔陶瓷的制备和性能研究【毕业论文,绝对精品】
氧化铝多孔陶瓷的制备和性能研究【毕业论文,绝对精品】氧化铝多孔陶瓷的制备和性能研究摘要:综合论述了国内外多孔氧化铝陶瓷的制备方法及性能的研究进展并对目前存在的问题及将来的研究方向进行了展望。
关键词:氧化铝多孔陶瓷、制备、展望一、引文: 多孔氧化铝陶瓷是指以氧化铝为骨料通过在材料成形与高温烧结过程中内部形成大量彼此相通或闭合的微孔或孔洞。
较高的孔隙率的特性使其对液体和气体介质具有有选择的透过性较低的热传导性能再加上陶瓷材料固有的耐高温、抗腐蚀、高的化学稳定性的特点使其在气体和液体过滤、净化分离、化工催化载体、生物植入材料、吸声减震和传感器材料等众多领域有着广泛的应用前景。
多孔氧化铝陶瓷上述优异的性能和低廉的制造成本引起了科学界的高度关注。
笔者就目前国内外多孔氧化铝陶瓷的制备方法、性能的研究进展进行综述。
二、氧化铝晶体的结构氧化铝,属离子晶体,成键为共价键,熔点为 2050?,沸点为 3000?,真密度为 3.6g/cm。
它的流动性好,难溶于水,能溶解在熔融的冰晶石中。
它是铝电解生产的中的主要原料。
有四种同素异构体β,氧化铝δ, 氧化铝γ,氧化铝α,氧化铝,主要有α型和γ型两种变体,工业上可从铝土矿中提取。
Al2O外观白色晶状粉名称氧化铝刚玉白玉红宝石蓝宝石刚玉粉corundum 化学式末或固体。
氧化铝和酸碱都能反应,所以此材料不易接近酸碱会腐蚀。
三、氧化铝多孔陶瓷的特性多孔陶瓷是以气孔为主相的一类陶瓷材料是由各种颗粒与结合剂组成的坯料经过成型、烧成等工艺制得的调节各种颗粒料之间的矿物组成、颗粒级配比和坯料的烧成温度多孔陶瓷可具有不同的物理和化学特性,多孔陶瓷材料孔道分布较均匀便于成型及烧结具化学稳定性好质轻耐热性好比表面积大良好的抗热冲击性质等特性。
由于多孔陶瓷所具有的很多优良特性现代科学技术的进一步发展新型多孔陶瓷材料受到人们的关注现已广泛应用与国民生产的诸多领域如保温隔热材料、过滤器材料、催化剂载体、吸音、隐身材料等而其节能及过滤等方面的研究与开发都使得多孔陶瓷作为环保型绿色材料有着广阔的应用前景。
氧化铝多孔陶瓷的制备及性能研究
氧化铝多孔陶瓷的制备及性能研究氧化铝多孔陶瓷的制备及性能研究摘要:氧化铝多孔陶瓷因其优良的化学稳定性、高温强度和机械性能被广泛应用于电子、石油、化工等领域。
本文基于氧化铝多孔陶瓷的制备方法和性能研究,综述了其制备工艺、表征方法以及性能研究的结果。
1. 引言氧化铝多孔陶瓷是由高纯度氧化铝粉末经过压制、烧结等工艺制备而成的一种陶瓷材料。
其孔隙结构使其具有较大的比表面积和孔隙率,从而使其具备了优异的吸附性能和渗透性能。
氧化铝多孔陶瓷被广泛应用于催化、过滤、电子以及化工等领域。
2. 制备方法氧化铝多孔陶瓷的制备方法包括模板法、发泡法、溶胶-凝胶法等。
模板法主要通过使用模板材料,在烧结过程中得到孔隙结构;发泡法则采用制泡剂,在高温下产生气泡形成多孔结构;溶胶-凝胶法则通过溶胶的凝胶过程形成多孔陶瓷。
其中,模板法制备的氧化铝多孔陶瓷具有较大的孔隙直径和均匀的孔隙分布,具有较好的热稳定性;发泡法制备的氧化铝多孔陶瓷具有较小的孔隙直径和较大的孔隙率,具有较好的过滤性能;溶胶-凝胶法制备的氧化铝多孔陶瓷具有较高的比表面积和孔隙率,具有较好的吸附性能。
3. 表征方法氧化铝多孔陶瓷的性能主要通过其孔隙结构、比表面积等参数进行表征。
通常采用扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析仪、压汞法等方法对其进行表征。
SEM能够直观地观察到其孔隙结构形貌,并且可以进行孔径分布的分析;比表面积分析仪则能够测量其比表面积,通过比表面积与孔隙率的关系推导出其孔隙结构参数;压汞法则能够通过测量其对气体的吸附能力来计算出其孔隙分布和孔径大小。
4. 性能研究氧化铝多孔陶瓷的性能研究主要包括孔隙结构对吸附和过滤性能的影响,以及化学稳定性、机械性能等方面的研究。
孔隙结构对吸附和过滤性能的影响可以通过调节制备方法来实现,如改变模板材料、制泡剂的种类和用量等;化学稳定性的研究可以通过浸泡在不同溶液中来验证其抗化学侵蚀性能,并通过SEM等表征手段来观察其表面形貌的变化;机械性能的研究可以通过测量其抗压强度、硬度等参数来评估。
氧化铝多孔陶瓷的研究
氧化铝多孔陶瓷的研究发布时间:2021-01-25T08:26:56.766Z 来源:《防护工程》2020年29期作者:张骜[导读] 应用范围极广,因此,氧化铝多孔陶瓷的研究与发展也就受到了越来越多的关注。
吉林建筑大学吉林省长春市 130117摘要:氧化铝多孔陶瓷是一种兼具氧化物陶瓷的耐高温、耐腐蚀,同时又继承率多孔结构的比表面积大、热导率低的优势的一种复合材料,具有极高的经济价值和生态价值。
本文通过对氧化铝多孔陶瓷的制备技术进行相应的介绍,并对具体的技术的优劣进行一定的分析,最后对氧化铝多孔陶瓷的应用前景和未来发展进行了展望。
关键词:氧化铝多孔陶瓷;成型工艺;烧结工艺;应用引言:氧化铝多孔陶瓷是将氧化铝作为基体,在成型或者高温烧结的过程中,通过助剂的作用形成陶瓷内部的相互贯通或者闭合的孔洞结构,进而形成了氧化铝多孔陶瓷。
由于氧化铝多孔陶瓷兼具了氧化物陶瓷的耐高温、耐腐蚀,同时又继承率多孔结构的比表面积大、热导率低的优势[1]。
因此,氧化铝多孔陶瓷十分符合当前节能减排的绿色理念。
同时,从生产过程来看,氧化铝多孔陶瓷的制作上成本低、工艺简单,是一种经济效益高的材料。
从应用前景上看,净化分离、吸声减震等众多的领域都能看到氧化铝多孔陶瓷的身影,应用范围极广,因此,氧化铝多孔陶瓷的研究与发展也就受到了越来越多的关注。
1氧化铝多孔陶瓷的概述氧化铝多孔陶瓷在晶体结构上是比较丰富的,就目前已知的就有十二种以上,其中的α性氧化铝和γ性氧化铝是人们最常见和最熟悉的两种晶体形式[2]。
就其晶体的稳定性而言,α性氧化铝的稳定性最高的,其他的均属于不稳定的过渡晶型。
同时除了硬性高,氧化铝多孔陶瓷在力学性能上也表现不俗。
根据相关的研究表明,氧化铝多孔陶瓷在热性能以及耐蚀性上都有良好的表现。
2氧化铝多孔陶瓷的制备技术2.1采用添加造孔剂的方法制备氧化铝多孔陶瓷所谓的添加造孔剂法就是指,在生胚的制作过程加入固态的造孔剂,再通过烧结将造孔剂去除,而使得陶瓷形成孔状结构,这一方面在具体的操作过程中,要注意以下两点,第一也是最重要的一点就是造孔剂的种类和数量。
多晶氧化铝纤维板和陶瓷纤维板
多晶氧化铝纤维板和陶瓷纤维板在多个方面存在差异。
多晶氧化铝纤维板是一种高性能的材料,具有高导热、高耐热、抗热震、低热容等特性,同时其结构紧密,具有较强的结合力。
这种材料通常用于高温过滤材料、复合隔热板材等。
另外,多晶氧化铝纤维布因其优良的机械性能和毡的加工性,不仅在军工、宇航、石油、化工、机械、电子等领域得到广泛应用,而且在冶金、电力、绝热等行业也得到有效应用。
它的密度、厚度、弯曲度以及纤维分布等方面都相当均匀,这使得其过滤效果更佳。
陶瓷纤维板则是一种耐高温的材料,具有不燃、耐腐蚀、导热系数小、保温性能高等特点,广泛用于冶金、建材、化工等行业。
这种板材的纤维分布也非常均匀,具有良好的隔热效果。
在性能上,多晶氧化铝纤维板具有高强度、高硬度、耐高温等特性,而陶瓷纤维板则具有更好的保温性能和隔热效果。
在外观上,两者也有明显的区别。
多晶氧化铝纤维板呈白色或灰白色,表面光滑,而陶瓷纤维板则呈暗红色或灰色,表面有细微的颗粒感。
在应用上,多晶氧化铝纤维板主要应用于冶金、机械、石油等行业,而陶瓷纤维板则更常用于建材、化工等行业。
在选择使用时,需要根据实际需求进行综合考虑。
总的来说,多晶氧化铝纤维板和陶瓷纤维板在多个方面存在差异,这使得它们在应用上各有特点。
在实际使用中,需要根据具体需求和场景来选择合适的材料。
同时,这两种材料在生产工艺、使用方法等方面也有着相似之处,这为它们的相互补充和应用提供了更多可能性。
总的来说,多晶氧化铝纤维板和陶瓷纤维板都是高性能的材料,在高温过滤、隔热等领域发挥着重要的作用。
Al2O3多孔陶瓷微滤膜支撑体制备
Al2O3多孔陶瓷微滤膜支撑体制备作者:赵永斌来源:《科技创新导报》2020年第33期摘要:为了降低Al2O3多孔陶瓷微滤膜支撑体的烧结温度和制作成本,以高铝粉煤灰和100μm以细的Al2O3粉料为原料,原位反应烧结制备了莫来石-刚玉多孔陶瓷。
实验结果表明:生成的莫来石含量随着粉煤灰的加入量的增大而增多。
在1500℃下保温6h即可获得孔隙分布均匀、孔径在微米尺度的Al2O3多孔陶瓷微濾膜支撑体,比纯氧化铝多孔瓷烧结温度降低了300℃以上,氧化铝用量可减少40%,而关键使用性能并未降低,可有效降低氧化铝多孔支撑膜的制作成本。
关键词:陶瓷膜多孔支撑体氧化铝粉煤灰中图分类号:TQ174.758.2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2020)11(c)-0072-05Preparetion of Al2O3 Porous Ceramics MembraneZHAO Yongbin(The Materials Department of Xi'an Passenger Train Depot of China Railway Xi'an Bureau Group Co., Ltd., Xi'an, Shaanxi Province, 710014 China)Abstract: In order to reduce the sintering temperature of alumina membrane support and the cost of goods manufacture, mullite-corundum porous ceramics were prepared by in-situ reaction sintering using high-alumina fly ash and ~100μm Al2O3 as starting materials. The results show that the content of mullite increases with the content of fly ash increasing. The porous ceramics with uniform pore in micron scale distribution sintered at 1500 ℃ for 6h has high permeability which was reduced 300 ℃ than pure alumina, and the consumption of Al2O3 was reduced by 40%. However,the key performance is not reduced, which can effectively reduce the production cost of alumina porous supporting membrane.Key Words: Ceramic membrane; Macroporous support; Alumina; Fly ash多孔陶瓷膜具有比高分子膜更优异的耐酸碱、耐高温、耐高压等优点,在石油、化工、食品、生物、环保等诸多领域得到广泛应用[1],因此已成为多孔支撑体的优选材质。
多孔陶瓷的原材料
多孔陶瓷的原材料多孔陶瓷是一种具有独特性质和广泛应用的材料,它的制备过程涉及多种原材料。
下面将介绍一些常用的多孔陶瓷原材料以及它们的特点和用途。
1. 粘土类原材料粘土是制备多孔陶瓷的主要原材料之一。
它具有良好的塑性和可塑性,可以通过造型、压制、挤压等方式成型。
常见的粘土有陶瓷粘土、腐殖土等。
粘土在高温下可以发生烧结,形成致密的陶瓷结构,同时也可以通过控制烧结温度和时间来实现多孔结构的形成。
2. 氧化铝类原材料氧化铝是一种重要的多孔陶瓷原材料,具有优异的耐高温性能和化学稳定性。
它可以通过高温烧结制备成具有高度孔隙率和均匀孔径分布的多孔陶瓷材料。
氧化铝多孔陶瓷广泛应用于过滤、吸附、电池隔膜等领域。
3. 硅酸盐类原材料硅酸盐是一类主要由硅酸根离子和金属阳离子组成的化合物,包括石英、长石、云母等。
硅酸盐具有良好的耐热性和耐腐蚀性,是制备多孔陶瓷的重要原材料之一。
硅酸盐多孔陶瓷具有较高的孔隙率和较大的比表面积,广泛应用于过滤、吸附、催化等领域。
4. 碳材料碳材料是一种常用的多孔陶瓷原材料,包括活性炭、炭纤维等。
碳材料具有良好的吸附性能和导电性能,可以通过炭化、烧结等方式制备成多孔陶瓷。
碳材料多孔陶瓷广泛应用于电池、催化剂载体等领域。
5. 金属类原材料金属类原材料如铝、镁等也可以用于制备多孔陶瓷。
这种多孔陶瓷通常具有较高的强度和良好的导热性能,广泛应用于过滤、隔热等领域。
以上是一些常见的多孔陶瓷原材料,它们各具特点,在多孔陶瓷的制备过程中发挥着不可替代的作用。
通过合理选择和组合这些原材料,可以制备出具有不同孔隙度、孔径分布和力学性能的多孔陶瓷,满足不同领域的需求。
同时,随着科技的进步和材料工程的发展,新型多孔陶瓷原材料的不断涌现也为多孔陶瓷的应用拓宽了新的领域。
氧化铝多孔陶瓷的制备及其性能的研究
山东理工大学硕士学位论文氧化铝多孔陶瓷的制备及其性能的研究Study on Properties and Preparation of Al 2O 3 Porous Ceramics研究生: 唐钰栋 指导教师: 白佳海 副教授申请学位门类级别: 工学硕士学科专业名称: 材料学研究方向: 先进结构陶瓷论文完成日期: 2014年4月15日分类号:TQ174密 级: 单位代码:10433 学 号:Y1106173独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得山东理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
研究生签名:时间:年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解山东理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅;学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名:时间:年月日导师签名:时间:年月摘要本文以低温燃烧合成的粉体为原料制备多孔氧化铝陶瓷,并研究外加ZrO2、MgO、淀粉燃料、引燃温度,前驱体溶液中Al3+浓度、烧结温度对多孔氧化铝陶瓷的显微结构、显气孔率、维氏硬度、孔径分布的影响规律。
主要实验工作和结论如下:1. 用溶胶低温燃烧合成的粉体制备多孔氧化铝陶瓷,并研究外加ZrO2、MgO、淀粉燃料、引燃温度对多孔陶瓷性能的影响。
实验结果表明:随着ZrO2(3 mol%Y2O3)外加量(0、10、15和20mol%)的增多,多孔陶瓷的显气孔率先增大,后略有减小。
当ZrO2外加量为15mol%时,尽管多孔陶瓷的显气孔率较大,但Al2O3晶粒的平均尺寸较小,颈部较厚,因此其维氏硬度较高。
连续氧化铝纤维增韧陶瓷基复合材料
连续氧化铝纤维增韧陶瓷基复合材料随着科技的不断进步,复合材料的应用越来越广泛。
在各种领域中,复合材料都具有很高的应用价值。
其中,连续氧化铝纤维增韧陶瓷基复合材料是一种很有潜力的材料,具有杰出的性能特点。
本文将深入探讨这种复合材料的结构特点、制备工艺、性能表现等方面,希望能够帮助读者更好地了解连续氧化铝纤维增韧陶瓷基复合材料。
一、连续氧化铝纤维增韧陶瓷基复合材料的结构特点连续氧化铝纤维增韧陶瓷基复合材料是以氧化铝纤维为增强相,陶瓷基体为基体相,通过一定的工艺方法将两者复合而成的一种复合材料。
这种材料的最大特点就是氧化铝纤维是连续排列的,使得整个材料的增强效果更加显著。
同时,陶瓷基体又具有很高的硬度和抗压性,使得整个复合材料具有很好的综合性能。
二、连续氧化铝纤维增韧陶瓷基复合材料的制备工艺1.原料准备制备这种复合材料需要准备氧化铝纤维、陶瓷基体原料,同时还需要一些添加剂来提高复合材料的成型性能和性能表现。
2.工艺流程首先,将氧化铝纤维按照一定的比例进行排列,然后将陶瓷基体原料和添加剂混合搅拌均匀。
接着,将混合好的陶瓷基体原料浇注到氧化铝纤维上,并通过加压成型的方法将两者紧密结合在一起。
最后,进行烧结处理,使得整个材料具有更好的力学性能和热稳定性。
三、连续氧化铝纤维增韧陶瓷基复合材料的性能表现1.力学性能由于氧化铝纤维的连续排列和陶瓷基体的高硬度,使得整个复合材料具有很高的抗拉强度和抗压强度。
在一些高温高压的环境下,其力学性能表现尤为突出。
2.热稳定性氧化铝纤维和陶瓷基体都具有很好的热稳定性,因此整个复合材料在高温环境下也能够保持良好的性能表现。
这使得这种材料在航空航天、核工业等领域具有很大的应用潜力。
3.耐磨性能由于陶瓷基体的高硬度,使得整个复合材料具有很好的耐磨性能。
在一些对磨损要求较高的场合,这种材料也能够发挥出很好的作用。
四、连续氧化铝纤维增韧陶瓷基复合材料的应用前景由于其显著的性能优势,这种复合材料在航空航天、核工业、汽车制造等领域都具有很广阔的应用前景。
碳化硅纤维和氧化铝纤维
碳化硅纤维(Silicon Carbide Fibers)和氧化铝纤维(Alumina Fibers)都是属于陶瓷纤维的一种,它们具有高熔点、高强度、高模量等特点,常用于高温环境下的结构材料和耐火材料。
1. 碳化硅纤维:
化学组成:以有机硅化合物为原料,经高温碳化或气相沉积制得,具有碳化硅结构。
特点:具有极高的强度和模量,耐高温,耐腐蚀,抗辐射,抗冲刷及溅射。
应用:广泛应用于航空航天、体育用品、土木建筑、新能源、军工、航天等领域。
2. 氧化铝纤维:
化学组成:以氧化铝为主要成分,通过熔融纺丝或气相沉积等方法制得。
特点:具有高熔点、高强度、高模量和良好的热稳定性,可用于耐火材料和结构材料。
应用:主要应用于高温环境下的结构增强材料,如在航空航天、汽车、能源等领域。
两者的主要区别在于化学成分和制备方法,这决定了它们在不同应用领域中的性能表现。
在选择使用哪种纤维时,需要根据具体的应用环境和性能要求来进行评估。
浅谈氧化铝多孔陶瓷材料
浅谈氧化铝多孔陶瓷材料发布时间:2021-07-05T17:25:28.010Z 来源:《基层建设》2021年第10期作者:刘曼[导读] 摘要:氧化铝多孔陶瓷内部具有彼此相通或闭合的微孔或空洞,孔隙率较高,对液体和气体介质具有一定的选择透过性。
吉林建筑大学吉林省长春市 130117摘要:氧化铝多孔陶瓷内部具有彼此相通或闭合的微孔或空洞,孔隙率较高,对液体和气体介质具有一定的选择透过性。
由于氧化铝多孔陶瓷具有较低的热导率和固有的耐高温,耐腐蚀性质,亦可被用作炉门砖等耐高温场所。
本文对多孔材料及氧化铝陶瓷的研究进展及应用进行了介绍。
关键词:氧化铝;多孔陶瓷;研究;性能1引言随着我国工业技术和国民经济的迅猛发展,人口数量的不断增加,环境问题也日益突出。
大量的生活、生产废水的排放如印钞废水、活性染料印染废水、碱性废水、酸性废水、油田废水、乳化油废水、制药废水、食品废水等,对土壤、地表水、地下水等环境体系造成了严重的污染。
据统计,2001年全国废水排放总量达428亿吨,其中工业废水排放量201亿吨,占废水排放总量的46.8%;生活污水排放量228亿吨,占废水排放总量的53.2%。
据环境部门监测,全国城镇至少有万吨污水未经处理直接排入水体,使干净水遭到污染。
我国七大水系普遍受到污染。
全国1/3的水体不适宜鱼类生存,1/4的水体不适宜灌溉,90%的城市水域污染严重,50%的城镇水源不符合饮用水标准,40%的水源已不能饮用。
南方城市总缺水量60%-70%是由于水污染造成的。
多孔陶瓷是一种经高温烧成,体内具有大量彼此相通并与材料表面也相贯通的孔道结构的陶瓷材料,它主要以气孔为主相。
与传统致密材料相比,多孔陶瓷材料表现出优异的性能。
例如,较低的热导率、较高的比表面积、较好的抗热震、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损及热稳定性等。
近年来,多孔陶瓷材料常作为吸声减震、气体液体过滤、隔热保温、催化剂载体、化学传感器、生物陶瓷元件广泛应用于建筑、环保、冶金、机械、医学、电化学、石油化工、交通运输、航空航天等领域[1]。
[工作]氧化铝纤维2
氧化铝纤维最近在老师的带领下,我们学习了关于复合材料的有关知识,随着对复合材料了解的不断深入,我发现自己对复合材料越来越感兴趣,它不仅在思想概念上给了我以新的启迪即复合组合的理念,而且让我对生活中的具体事物产生了更加浓厚的兴趣,不得不说生活处处皆学问,就算是一块看似简单的塑料也是由复杂的工序复合而成。
下面我将介绍一下自己所感兴趣的一种材料,从初中的常见氧化物到高中的红宝石、刚玉再到如今的氧化铝纤维复合材料,氧化铝似乎与我结下了不解之缘,作为一种性能优良的金属化合物,它在生产生活中发挥着重要的作,而氧化铝纤维则是其中的神来之笔。
氧化铝纤维,英文名alumina fiber,又称多晶氧化铝纤维,属于高性能无机纤维,是一种多晶陶瓷纤维,具有长纤、短纤、晶须等多种形式。
氧化铝纤维直径10~20μm,密度2.7~4.2g/cm3,强度1.4~2.45GPa,模量190~385GPa,最高使用温度为1100~1400℃,以Al2O3为主要成分,并含有少量的SiO2、B2O3、Zr2O3、MgO等。
它具有一般陶瓷纤维的高强度、高模量、热导率小、热膨胀系数低、抗化学侵蚀能力、超常的耐热性和耐高温氧化性等优点外,还具有原料成本较低、生产工艺简单等特点,具有较高的性价比和商业价值,广泛应用于工业、军事、民用复合材料领域。
而控制氧化铝纤维生产的不同工艺过程,可得到性质不同适用于不同应用的高性能纤维产品。
在使用中通常把氧化铝纤维和普通硅酸铝纤维按不同比例混合,制成板、毡、砖、标异预制件等,成为以适应不同用途和强度需要的氧化铝纤维制品。
目前国内外巨大的市场需求,使氧化铝纤维产品面临着不断增长的市场发展机遇。
氧化铝纤维制法不同其Al2O3的结晶态和含量各异,制取工艺比较简单,对生产设备和生产条件要求不高,与碳纤维相比,氧化铝纤维的成本要低很多,且原料易得,这为氧化铝纤维的大量应用提供了充足的条件。
由于氧化铝熔点高达2323°C,其熔体粘度低,成纤性差,故无法用熔融法制取氧化铝纤维,目前主要有以下几种制取工艺:一、淤浆法。
氧化铝纤维用途
氧化铝纤维用途
嘿,朋友们!今天咱来聊聊氧化铝纤维,这玩意儿可真是个宝啊!
你想想看,氧化铝纤维就像是我们生活中的小超人。
它特别耐高温,那可是相当厉害啊!就好比夏天里能在大太阳下还活力满满的人,啥高
温环境都不怕。
好多工业领域都少不了它呢,比如那些要在高温下工作
的地方,氧化铝纤维就能大显身手啦,它能让设备更耐用,这多牛啊!
它的强度也很高哟,就像一个大力士,能扛起很重的东西。
在一些需要高强度材料的地方,氧化铝纤维就能发挥重要作用啦。
比如制造一些
特殊的器材,它能让这些器材更结实、更可靠,这可不是一般材料能比
的呀!
还有啊,氧化铝纤维的稳定性也特别好。
就如同一个稳稳当当的人,不管遇到啥情况都不会轻易动摇。
在各种复杂的环境中,它都能保持自
己的性能,这是多么难得呀!
你说它像不像一个全能选手呢?既能耐高温,又有高强度,还那么稳定。
在航空航天领域,它能帮助制造出更先进的飞行器;在汽车制造中,能让车子更坚固、更安全;在电子行业,也能发挥独特的作用呢。
咱平常生活中用的一些东西,说不定就有氧化铝纤维的功劳呢。
它就像一个默默奉献的幕后英雄,虽然我们可能看不到它,但它却在为我们
的生活变得更美好而努力呢!
总之啊,氧化铝纤维的用途可太广泛啦,它给我们带来的好处那真是数都数不过来。
这么厉害的东西,我们可得好好珍惜呀,你们说是不是呢?。
耐火陶瓷纤维毯成分
耐火陶瓷纤维毯成分耐火陶瓷纤维毯是一种具有耐高温性能的绝热材料,由耐火陶瓷纤维制成。
耐火陶瓷纤维毯的主要成分包括氧化铝、二氧化硅和其他氧化物。
下面将详细介绍这些成分的特点和作用。
氧化铝是耐火陶瓷纤维毯的主要成分之一。
氧化铝具有很高的熔点和热稳定性,能够在高温环境下保持稳定的化学性质和物理性能。
它具有良好的抗腐蚀性能,可以抵抗酸、碱等腐蚀介质的侵蚀。
同时,氧化铝还具有良好的绝缘性能,能够有效地隔绝热量和电流的传导。
二氧化硅是耐火陶瓷纤维毯的另一个重要成分。
二氧化硅具有较高的熔点和热稳定性,能够在高温环境下保持稳定的化学性质和物理性能。
它具有优异的耐热性和耐腐蚀性,能够在高温和腐蚀介质中长时间使用而不发生变化。
同时,二氧化硅还具有良好的隔热性能,能够有效地阻止热量的传导,减少能量的损失。
除了氧化铝和二氧化硅,耐火陶瓷纤维毯中还含有其他氧化物,如钙、镁、钾等。
这些氧化物的添加可以改善耐火陶瓷纤维毯的性能,使其具有更好的耐高温性能和耐腐蚀性能。
钙和镁可以增加纤维的柔软性和耐磨性,提高纤维毯的耐用性。
钾可以提高纤维的抗张强度和耐热性能,增加纤维毯的使用寿命。
耐火陶瓷纤维毯的成分比例和制作工艺对其性能也有重要影响。
成分比例的合理调配可以使纤维毯具有较好的物理性能和耐高温性能。
制作工艺的优化可以提高纤维毯的致密度和抗拉强度,增强其耐用性和耐腐蚀性能。
总结起来,耐火陶瓷纤维毯的成分主要包括氧化铝、二氧化硅和其他氧化物。
这些成分使耐火陶瓷纤维毯具有优异的耐高温性能、耐腐蚀性能和绝缘性能。
合理的成分比例和制作工艺可以进一步提高纤维毯的性能,使其在高温环境中发挥更好的作用。
耐火陶瓷纤维毯的广泛应用于石化、冶金、电力等行业,为高温工作环境提供了重要的保护和绝热材料。
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《陶瓷学报》JOURNAL OF CERAMICS第32卷第3期2011年9月Vol.32,No.3Sep.2011文章编号:1000-2278(2011)03-0364-04氧化铝纤维对多孔陶瓷载体性能的影响仲伯煊戴子剑金江祝社民(南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京210009)摘要通过添加适量的塑性剂和造孔剂,采用挤压成型的方式制成了氧化铝纤维增强多孔陶瓷。
探讨了不同烧结温度和不同纤维含量对于多孔陶瓷性能的影响。
随着烧结温度的提高和纤维含量的增加,样品的线收缩率不断减小,而气孔率和抗折强度先增加后减小。
在900℃烧结后,纤维含量4%时,材料最大抗折强度最高并达到4.19Mpa ,比基体材料提高了35%。
氧化铝纤维的加入有效地解决了多孔陶瓷开裂的问题。
关键词氧化铝纤维;多孔陶瓷;抗折强度;陶瓷开裂中图分类号:TQ174.75文献标识码:A0引言随着现代工业的飞速发展,各种工业废气、废物、废水排放量急剧增加,环境污染问题越来越严重,保护环境的理念越来越深入人心。
多孔陶瓷作为一种绿色环保材料,应用的范围不断延伸,尤其是作为催化剂载体,近几年得到了飞速发展。
但由于多孔陶瓷载体在成型的时候水分含量比较多,孔隙多,在干燥阶段易开裂,尤其当材料尺寸比较大的时候。
作者在材料干燥阶段也遇到了同样的难题。
有人[1]通过往集料加入适量增强体的方法,增加陶瓷的韧性,缓解陶瓷太脆的问题。
故作者决定采用氧化铝质短纤维作为增强材料,添加少量添加剂(CMC ,TiO 2)以及造孔剂,制备氧化铝纤维增强多孔陶瓷。
本文探讨了不同温度下氧化铝纤维含量对于多孔陶瓷的收缩率、气孔率、抗折强度以及干燥开裂的影响。
1实验1.1材料制备以二氧化钛、氧化铝等为集料,添加适量辅料按照一定的比例配料。
然后按照质量分数0%、2%、4%、6%、8%往等质量集料中分别加入不同含量氧化铝纤维,按照料∶球=1∶1球磨1小时,过80目筛网。
编号1#料~5#料。
取1#~5#料等量,加入适量溶剂,混合均匀,陈腐24h,通过小型液压成型机挤压成棒型,烘干(100℃,12h ),常压烧结至指定温度,保温2h ,随炉冷至室温。
再取1#~5#样等量,利用液压机干压成型,10Mpa 保压1分钟,常压烧结,制得长方体试样尺寸为:68mm ×7.5mm ×5mm 。
样品烧结温度分别为750℃、800℃、850℃、900℃。
1.2材料测试利用试样干燥(烧结)前后长度差与干燥前长度的百分比计算试样的干燥(烧结)收缩率;利用Archimedes 法测定试样的显气孔率;三点弯曲强度测定采用万能力学机,跨距为50mm ,加载速率为0.5mm/min ,每个试验点测试6个试样,结果取平均值。
采用日本电子公司的JSM-5900型扫描电镜对试样断面进行分析。
2结果与讨论2.1纤维含量对多孔陶瓷收缩率的影响收稿日期:2011-03-25基金项目:国家高技术研究发展(863)计划(编号:2009AA052313)通讯联系人:金江,E-mail:jinjiang@图1为不同温度和不同的纤维含量对于多孔陶瓷收缩率的影响。
随着烧结温度的升高,材料的收缩率不断变大;随着纤维含量的增加,材料的收缩不断减小。
前者是由烧结本质决定的—随着烧结程度的加深,颗粒接触面积扩大,颗粒中心距变小,材料收缩变大[2]。
后者是由纤维所处的位置造成的。
材料在成型完成时,由于机械力作用,颗粒之间只有点接触,坯体颗粒间含有大量空气的孔隙,纤维加入后,纤维就分布在这些孔隙中。
烧结完成时,由于纤维的存在,本应消失的气孔并没有消失,故材料收缩率不断减小。
2.2纤维含量对多孔陶瓷显气孔率的影响图2是不同烧结温度和不同氧化铝纤维含量对样品显气孔率的影响。
随着烧结温度的升高,材料的显气孔率变小;随着纤维含量的增加,材料的显气孔率先增加后减小。
前者是由烧结本质决定的,后者是因为少量纤维的加入,材料颗粒之间易形成新的气孔。
随着纤维含量的增加,纤维在材料中不易分散均匀,容易形成团聚,纤维团聚导致气孔率降低,故气孔率先升后降。
2.3纤维含量对多孔陶瓷力学性能的影响图3是不同纤维含量下烧结温度对多孔陶瓷力学性能的影响。
随着烧结温度的升高,材料的抗折强度不断升高;随着纤维含量的增加,材料的抗折强度先增加后减小。
前者是陶瓷烧结本质决定的,陶瓷烧结其实就是坯体由疏松到致密,强度由小变大的过程。
后者是由于当纤维量很少的时候,纤维在材料中很易分散。
在材料的裂纹处,纤维可以通过桥联或者裂纹偏转分散裂纹尖端的应力。
样品在受到载荷后,基体在压力的作用下首先开裂,纤维与基体界面结合较强处,纤维和基体同时在基体的断裂应变下发生断裂,纤维的断裂将吸收一部分能量从而使材料的弯曲强度升高;纤维与基体结合较弱处,当裂纹从基体扩展到界面时,裂纹发生偏转,裂纹受的拉应力往往降低而使裂纹的扩展路径变长,也会使材料的弯曲强度变大[2]。
2.4纤维对陶瓷干燥影响的分析陶瓷坯体一般含有5%~25%的水份,坯体中水份可分为物理水(自由水和大气吸附水)和化学水(化学水在干燥过程中是不能排除的),陶瓷坯体的干燥其实就是排除自由水和吸附水的过程。
作者所做的多孔陶瓷尺寸大,在挤压过程中由于原料、设备等原因,挤出的坯体中存在一定的内应力,当应力超过坯体的承受载荷时,坯体就会开裂。
坯体经过挤压成型后,坯体内含有百分之几十的气孔,而且颗粒之间只有点接触,另外坯体尺寸大,故坯体中物理水总含量比较高,图4纤维在基体中桥联Fig.4Fiber bridge in the original matrix图5纤维的团聚Fig.5Fiber reunion在干燥时易产生大的干燥收缩,导致坯体开裂。
纤维的加入会使坯体强度增加,这是由于纤维加入后分布在坯体颗粒之间的气孔中,排出了部分空气,使坯体相对的密实;另外,纤维若分布于坯体的裂纹处,可以通过裂纹偏转或者纤维断裂来缓解内应力,从而提高了坯体的承受载荷,增强坯体的强度。
2.5SEM表征效果从图4观察可知,由于较大纤维的存在,裂纹在通过纤维是发生了裂纹的偏转,延长了裂纹长度,抵消了部分的内应力。
下面的纤维位于裂纹上,是典型的桥联增韧,桥联增韧是指在基体出现裂纹后,纤维像“桥梁”一样牵拉两裂纹面抵抗外力,阻止裂纹进一步扩展,从而提高材料韧性和强度[3]。
从图5可知,大量的纤维由于分散不均匀,在材料集体中发生了团聚现象。
此时纤维不能很好的分散在基体的裂纹处,起不到增韧的效果,这种现象对于材料韧性的增加是有害的。
3结论(1)大尺寸的多孔陶瓷坯体在干燥过程中因内应力易产生开裂,适量氧化铝纤维的加入能很好的解决坯体开裂的问题;(2)多孔陶瓷的弯曲强度随氧化铝纤维含量的增加先增大后减小,当烧结温度为900℃,纤维含量为4%(wt)时,材料的弯曲强度最高达到4.19Mpa,比基体材料提高了35%。
参考文献1任强,武秀兰.短纤维增强硅酸盐陶瓷材料的研究.陶瓷科学与艺术,2004,(03):4~62张其土.材料科学基础.南京:华东理工大学出版社,20073贾成广,李文霞.陶瓷基复合材料导论.北京:冶金工业出版社, 19984邹东利,路学成.陶瓷材料增韧技术及其韧化机理.陶瓷,2007(6):8Effect of Alumina Fiber on Properties of Porous CeramicsZHONG Boxuan DAI Zijian JIN Jiang ZHU SheMin(College of Materials Science and Engineering,Nanjing University of Technology,Nanjing Jiangsu210009,China)AbstractAlumina fiber reinforced porous ceramics were prepared by adding plasticizers and pore-forming agents by the way of extrusion forming.The influences of the alumina fiber content and the sintering temperature on the properties of the material were studied.The results show that the contractibility of the material decreases and the porosity and the flexural strength of the material first increase and then decrease with the increasing of the sintering temperature and the alumina fiber content. When the alumina fiber content is4%and the sintering temperature is900℃,the flexural strength of the material is the highest and reaches4.19Mpa,which has increased by35%compared with the original matrix.As a result of adding alumina fibers,the crack of porous ceramics was effectively solved.Key words alumina fiber;porous ceramics;flexural strength;ceramic crackReceived on Mar.25,2011JIN Jiang,E-mail:jinjiang@。