低温烧结高铝质泡沫陶瓷的研制

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泡沫铝及其制备方法

泡沫铝及其制备方法

泡沫铝及其制备方法泡沫铝是一种由铝金属制成的轻质多孔材料。

它的低密度、高强度和优异的导热性使其具有很大的应用潜力。

泡沫铝可以用于吸能材料、隔热材料、噪音隔离材料和过滤材料等领域。

本文将探讨泡沫铝的制备方法。

泡沫铝的制备方法主要有两种:粉末冶金法和预加工法。

粉末冶金法是制备泡沫金属的一种常见方法。

首先,将球形高纯度铝粉与空气混合在一起,形成一种类似于面团状的混合物。

然后,将混合物在特定的压力下压制成一块密度较高的烧结块。

接下来,将这块烧结块放入高温炉中,在氮气气氛中进行烧结。

在烧结的过程中,铝粉表面的氮气会沉积形成氮化铝薄膜,防止铝粉在烧结过程中熔化。

最后,将烧结块放入酸性溶液中进行腐蚀处理,使铝粉溶解,形成泡孔结构,最终得到泡沫铝。

预加工法是另一种制备泡沫铝的方法。

与粉末冶金法不同,预加工法是通过机械加工的方式来制备泡沫铝。

首先,将铝板或铝棒切割成所需尺寸。

然后,在铝板或铝棒上进行钻孔,并用锯片将孔周围的材料切割成泡孔结构。

接下来,将切割好的铝材用化学通道进行腐蚀处理,使铝材表面形成氧化膜。

最后,将腐蚀处理后的铝材经过表面处理和清洗,得到泡沫铝。

无论是粉末冶金法还是预加工法,都有一些关键步骤和参数需要控制,以确保泡沫铝的质量和性能。

在粉末冶金法中,烧结温度、烧结时间和烧结压力是可以调节的参数。

较高的烧结温度和较长的烧结时间可以使烧结后的材料具有更高的强度。

在预加工法中,钻孔的直径和间距以及腐蚀液的成分和浓度也是非常重要的。

合理的参数选择可以实现所需的泡沫铝孔径和密度。

总之,泡沫铝是一种十分有潜力的材料,具有广泛应用的前景。

粉末冶金法和预加工法是制备泡沫铝的两种常见方法。

不同的方法有不同的优势和限制,可以根据具体需求来选择合适的方法。

在制备过程中,需要控制关键参数以获得高质量的泡沫铝材料。

随着科学技术的发展,泡沫铝的制备方法也将得到进一步的改进和创新,为其应用领域的拓展提供更多可能性。

聚碳硅烷低温烧结碳化硅网眼多孔陶瓷的研制

聚碳硅烷低温烧结碳化硅网眼多孔陶瓷的研制

聚碳硅烷低温烧结碳化硅网眼多孔陶瓷的研制姚秀敏;黄政仁;谭寿洪【摘要】通过有机模板复制法.以聚碳硅烷(Polycarbosilane,PCS)为粘结剂和烧结助剂,通过离心工艺二次挂浆制备出低温烧结高强度碳化硅网眼多孔陶瓷.系统地研究了烧结温度、保温时间等工艺参数对制得的碳化硅网眼多孔体微观结构与性能的影响.研究结果表明:最佳烧结温度为1100℃,合适的保温时间为1h,且所制备的网眼多孔体的孔筋厚度均匀.用10PPI(pores per inch)和25PPI有机模板制得的网眼多孔体抗压强度分别为(1.08±0.21)MPa和(2.19±0.32)MPa,耐火温度高达1690℃,而且抗热震性能优良.当淬冷温度大约为1400℃,用25PPI有机模板,经PCS浆料二次挂浆制备的网眼多孔体的热震损伤参数(D_(ts))仅为0.36.【期刊名称】《无机材料学报》【年(卷),期】2010(025)002【总页数】5页(P168-172)【关键词】碳化硅网眼陶瓷;聚碳硅烷;低温烧成;抗压强度;抗热震性能【作者】姚秀敏;黄政仁;谭寿洪【作者单位】中国科学院,上海硅酸盐研究所,上海,200050;中国科学院,上海硅酸盐研究所,上海,200050;中国科学院,上海硅酸盐研究所,上海,200050【正文语种】中文【中图分类】TQ163Abstract:Silicon carbide(SiC)reticulated porous ceramics(RPCs)were fabricated by polymer sponge replicas method with PCS as sintering additive.Slurry with PCS as binder was recoated on the SiC reticulated porous performs by centrifuging process.The effects of sintering temperature and holding time on SiC RPCs microstructure and properties were investigated.On consideration of the strength and strut porosity of RPCs,the RPCs can be sintered at 1100℃holding for 1h.With PCS slurry as recoating slurry,the strut thickness of SiC RPCs is very uniform.The optimal compressive strengths of the RPCs prepared by 10PPI sponge and 25PPI sponge are(1.08±0.21)MPa and(2.19±0.32)MPa,respectively.The refectory of them is as high as 1690℃.At the same ti me,the RPC swith PCS as sintering additive have good thermal shock resistance.After quenched at 1400℃,thermal shock resistance parameter of the RPCs prepared with25PPI sponge is only 0.36.Key words:SiC reticulated porous ceramics;PCS;low-sintering temperature;compressive strength;thermal shock propertySiC共价性强、自扩散系数小,用一般的方法难以烧结成型,通常采用热压烧结、添加异相烧结助剂或加热预致密自粘结工艺制备SiC,但是需要很高的温度和复杂的设备,且很难制成不同形状的材料,使其应用受到限制[1-3].近几十年来发展起来的用聚合物裂解制造陶瓷材料的方法很好地解决了陶瓷材料的成型问题,并大大降低其烧结温度,为高温结构材料研究开辟了新的领域[4-11].聚合物裂解制备陶瓷即先驱体转化陶瓷是通过化学合成方法制得可经热处理转化为陶瓷材料的聚合物,对其进行热处理获得陶瓷材料,该聚合物则为陶瓷先驱体.聚合物先驱体,如聚碳硅烷(PCS)、聚硅氮烷等,作为制备陶瓷材料的前驱体近年来引起人们极大的兴趣,其中聚碳硅烷是裂解转化为碳化硅陶瓷的重要前驱体.PCS泛指结构中含有硅原子和碳原子相间成键的低分子、齐聚物或高分子聚合物.但是在陶瓷先驱体转化法领域中,一般将主链或支链上主要含Si和C的化合物或高分子,热解后能得到SiC的聚合物均称之为聚碳硅烷.PCS用于制备碳化硅纤维[12]和碳化硅陶瓷[4-11]的研究非常多,并已取得了良好的进展.但PCS用于制备碳化硅网眼多孔陶瓷的研究很少,Bao等[13]利用聚碳硅烷发泡法制备碳化硅泡沫陶瓷,但仅有微观结构照片,无具体性能.本工作通过有机模板复制法,利用含PCS的浆料通过二次挂浆工艺将其涂敷在网眼预制体上,通过PCS热裂解产物结合碳化硅颗粒制备碳化硅网眼多孔陶瓷.系统地研究了烧结温度、保温时间等工艺参数对制得的碳化硅网眼多孔体性能的影响,并对其宏观和微观结构进行了观察.碳化硅微粉(α-SiC,山东青州碳化硅厂),d50=3.26μm,真密度不小于3.18g/cm3.聚碳硅烷(PCS,国防科技大学,长沙),分子量为1200~1300,软化点温度为160~170℃.有机溶剂汽油作为PCS的溶剂.将一定质量百分比的PCS粉体和溶剂汽油加入以碳化硅球为球磨介质的球磨罐中,球磨2h,然后加入碳化硅陶瓷粉体,接着球磨3h,制得含PCS的碳化硅浆料.通过离心工艺二次挂浆将含PCS的碳化硅浆料复制到网眼预制体上,用于二次挂浆的网眼预制体的制备见文献[14] ,预处理温度在900~1000℃之间.二次挂浆的样品经干燥后,在氩气气氛下进行烧结.首先以2℃/min的升温速率到220℃,保温30min,使PCS充分交联;然后以1℃/min的升温速率升温到800℃,使PCS充分裂解;再以3℃/min的升温速率升温到1000~1300℃,保温0~2h.网眼多孔烧结体的体积密度(ρb)通过试样的质量(m)与其表观尺寸计算,孔筋骨架密度(ρs)和其开口气孔率(θs)利用Poresizer 9320压汞仪(Micromeritics Instrument,USA)测定,烧结体的相对密度为多孔体的体密度与其孔筋密度之比,即ρb/ρs.材料的物相组成通过X射线衍射法(XRD,RAX-10A,Rigaku Co.,Japan)测定.网眼多孔陶瓷的抗压强度在INSTRON1195万能材料试验机上测试,试样尺寸约为50mm×50mm×21mm,加载速度为1.5MPa/min.利用数码照相机(Olympus C-5050,Olympus Optical CO.,LTD,Japan)对网眼多孔体的宏观结构进行表征.网眼多孔陶瓷的孔筋直径是通过I mage-Pro Plus软件对大量的宏观结构照片分析测得.利用JXA-8100型电子探针仪(日本电子株式会社)观察网眼多孔陶瓷孔筋断口的显微形貌.通过淬水法来观察碳化硅网眼陶瓷的抗热震性能,热震实验在箱式电阻炉(马弗炉)中进行.先将炉温以10℃/min升到指定的温度,然后将试样放入每个温度点并保温10min,然后迅速放入冷水(温度低于30℃)中淬冷,试样经烘干后测试抗压强度.通过引入热震损伤参数Dts来表征网眼多孔陶瓷材料的抗热震性能,,式中:σ为未经热震试验0样品的抗压强度的平均值;σ为经热震试验后样品的抗压强度的平均值.试样耐火度在上海宝冶建设有限公司的试验检测中心,根据GB/T7322-1987测试.按照国标规定的实验条件,将试样制成试锥与标准锥进行比较,以同时弯倒的标准锥序号来表示试锥的耐火度.聚碳硅烷的热解是一个复杂的过程,人们对其热解转化为SixC1-x机理进行大量的研究[15],并已有大致的了解.本试验通过对PCS进行TG-DSC分析,并对其裂解产物进行XRD分析.结果表明,PCS在750℃左右基本裂解完成,此时主要为无定形态.裂解完成后产物中有大量的残余碳存在.在1000℃以上裂解为β-SiC微晶和无定形C.因此,采用PCS为烧结助剂制备碳化硅网眼多孔陶瓷,为使裂解产物中有β-SiC相存在,烧结温度应在1000℃以上.图1是用含PCS的浆料进行二次挂浆制备的碳化硅网眼多孔陶瓷在1000~1300℃,氩气气氛烧结,并保温1h的XRD图谱.由图可知,1000和1100℃烧成试样中除主晶相碳化硅外,还有少量的刚玉和方石英.碳化硅的衍射峰是由原料中引入的α-SiC的衍射峰和来源于PCS裂解的β-SiC的衍射峰叠加而成.刚玉和方石英相均是由一次挂浆浆料中引入.由于一次浆料中有氧化铝的加入,且在1200℃以下不参与反应,因而在经过二次挂浆烧后仍然存在.方石英相的存在是由于用于二次挂浆的网眼多孔体素坯,在700~1000℃预处理时,苏州土烧结助剂分解出的二氧化硅和硅溶胶脱水生成的二氧化硅晶化造成的.1300℃的网眼陶瓷试样X射线衍射图中出现了较小的堇青石相的衍射峰,同时氧化铝的衍射峰基本消失.这是由于随烧成温度的升高,用于一次挂浆的浆料中滑石粉分解产物和氧化铝、二氧化硅发生反应生成堇青石.且由图可以看出,随烧结温度的升高,方石英相的衍射峰强度相对于SiC衍射峰强度并无增加,这主要是由于在氩气条件下,SiC不再进一步氧化,因而方石英相含量相对于SiC不再增加.经含PCS的浆料进行二次挂浆在不同温度条件下烧结制备得网眼多孔陶瓷的孔筋断口形貌如图2所示.由图可知,1000℃时,各种原料或其热分解产物基本各自独立,粒子间的分界处较为明显,结合疏松,颗粒与颗粒之间有团聚的物质形态出现(见图2(a)中箭头所示),且有较大的孔洞存在.到1100℃时(2(b)),虽然仍可以看到一些大粒子边界,但粒子间的结合与1000℃相比明显更为紧密.到1300℃(2(c)),粒子间的结合更加紧密,已没有明显的颗粒界面,而且可明显看出线状的物质出现(线状物为SiC纳米线),但仍有大量气孔存在.烧结温度对网眼多孔体性能的影响见表1.由表可知,随烧结温度的升高,网眼多孔体在体密度相近的条件下,孔筋密度逐步增大,这是因为随烧结温度的升高,网眼多孔体中的PCS裂解聚合反应进一步进行,同时用于制备网眼预制体的一次浆料中MgOAl2O3-Si O2烧结助剂进一步反应,因而颗粒间的结合变得更加紧密(这和图2的结果一致),导致孔筋密度增加.同时,随烧结温度的升高,网眼多孔体的孔筋强度先增加,到1100℃最高,随后降低.根据Gibbson-Asbby公式其中,σfc是网眼多孔体的抗压强度,σfs是网眼多孔体的孔筋强度,C是几何常数,ρb/ρs是网眼多孔体的相对密度.由公式可知,网眼多孔体的抗压强度,与相对密度和孔筋强度均有关.由表1可知,随烧结温度的升高,网眼多孔体的相对密度降低;且随烧结温度的升高孔筋气孔率升高,因而孔筋强度会降低.根据公式(1),二者共同作用的结果会导致网眼多孔体强度会降低.当烧成温度在1100℃以上,网眼多孔体的强度随温度升高而降低,与上述分析结果相吻合.但在1100℃烧结的碳化硅网眼多孔体,在其相对密度较低、孔筋气孔率较高的条件下,强度却大于1000℃烧结的碳化硅网眼多孔体.这可能与网眼多孔体在不同的温度下,内部各种烧结助剂存在的状态有关,具体原因有待进一步考察.随烧结温度升高,孔筋气孔率升高,可能是由于烧结助剂PCS不断分解放出气体,从而导致孔筋中微观气孔率升高;同时,由于高温时生成的产物一部分以纳米线的形式存在,这些纳米线基本各自独立,造成孔筋中微观气孔率的上升.这和图3的结果相同.由图3可以看出,随烧结温度的升高,网眼多孔体气孔率的增加主要是微观气孔率的增加.且随烧结温度的升高,微孔向孔径较小的方向移动,表明烧结作用的增强,这和表1中孔筋密度的变化一致.由表2可知,随保温时间的延长,网眼多孔体的体密度和相对密度均较为相近,孔筋气孔率却随保温时间的延长而稍有增加,这可能是由于随保温时间的延长,PCS进一步反应造成的.同时,网眼多孔体的抗压强度却随保温时间的增加而增大.由于保温2h 和保温1h的样品的强度和气孔率基本相同,考虑制备周期和性能选择保温时间为1h.当在最佳固含量条件下,PCS含量占总粉体含量的10wt%时,用25PPI有机模板制备的网眼多孔体孔筋直径、体密度、相对密度和抗压强度分别为(0.41±0.10)mm、(0.67±0.04)g/cm3、(0.19±0.01)和(2.19±0.32)MPa,高于二次涂敷仍用预制体涂敷浆料涂敷的网眼碳化硅多孔陶瓷的性能[14].由图4可知,用含15wt%PCS固含量为82wt%浆料二次挂浆所制备的网眼多孔体的宏观结构均匀,基本无堵孔的存在,且制得的网眼多孔体的孔筋均匀,无细的孔筋和孔筋裂纹存在.用10PPI和25PPI有机模板所制备的网眼多孔体的孔筋直径分别为(0.66±0.18)mm和(0.41±0.10)mm,从孔筋直径的数据误差来看,孔筋的厚度相对来说较为均匀,且所制得的网眼多孔体的孔越小,孔筋的厚度越均匀;相对应制得的网眼多孔体的体密度分别为(0.59±0.06)g/cm3和(0.50±0.08)g/cm3时,网眼多孔体的抗压强度分别为(1.08±0.21)MPa和(1.33±0.70)MPa,耐火度为1690℃.由上述数据可知,网眼多孔体的强度随孔径尺寸的降低而增大,具有尺寸效应,但并不明显. 由图5可知,由PCS浆料二次挂浆制得的碳化硅网眼多孔体的孔筋断面和表面均存在较多的气孔.孔筋表面气孔较小;孔筋断面存在两种气孔:孔径在100μm左右的大孔和孔径在10μm以下的小孔.孔筋断面中直径在100μm的大孔主要位于孔筋的外部,说明这些孔主要是在二次挂浆过程中,浆料中含有大的气泡而引入的;孔筋断面中直径在10μm以下的小孔,一部分来源于二次挂浆过程中浆料中的气泡,另一部分由于烧结作用造成的.由图可以看出,孔筋断面没有明显的内外层分界线,说明二次挂浆层能很好地和网眼预制体烧结在一起.碳化硅网眼陶瓷最重要的一个用途就是过滤熔融金属,特别是熔点较高的金属,当熔点较高的金属液浇进网眼多孔陶瓷时,立即使材料的温度急剧升高甚至达到与金属液相同的温度,这就要求材料具有较好的抗热震稳定性.用含PCS的浆料进行二次挂浆制得的碳化硅网眼陶瓷的抗热震性能如图6所示.由图可以看出,在整个测试温差内,当淬水温度介于0~600℃范围内,Dts值变化很小,表明在该温差内,材料的热震损伤较小,但当淬水温度超过600℃以后,Dts值增幅较大,也表明材料的强度下降,这说明材料的热震临界淬冷温度大约为600℃.但当淬冷温度大约为1400℃,25PPI海绵制备的网眼多孔陶瓷,Dts值为0.36,表明材料还具有一半以上的强度,这也说明所制备的碳化硅网眼多孔陶瓷具有良好的抗热震性能,优于二次涂敷仍用预制体涂敷浆料涂敷的网眼碳化硅多孔陶瓷的抗热震性能[14].1)用含PCS的浆料进行二次挂浆制备网眼多孔体,最佳烧结温度为1100℃,合适的保温时间为1h.用10PPI和25PPI有机模板制得的网眼多孔体抗压强度分别为(1.08±0.21)和(2.19±0.32)MPa,耐火度为1690℃.2)用含PCS的浆料二次挂浆制得的网眼多孔体的孔筋较粗,厚度均匀,并且孔筋断面没有明显的内外层分界线,说明二次挂浆层能很好地和网眼预制体烧结在一起. 3)用含PCS的浆料二次挂浆制得的网眼多孔体具有良好的抗热震性能,当淬冷温度大约为1400℃,用25PPI有机模版制备的网眼多孔陶瓷还具有约65%的残余强度.【相关文献】[1] 佘继红,江东亮.碳化硅陶瓷的发展与应用.陶瓷工程,1998,32(3):3-11.[2] Shinozaki S S,Williams R M,Juterbock B N,et 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SocietyBulletin,1991,70(12):1888-1894.[10] West R,David LD,DjurovichP,etal.Polysilasty renephenyl methylsilane-dimethylsilaneco-polymersas precursorsto silicon-carbide.Am.Ceram.Soc.Bull.,1983,62(8):899-903.[11] Schilling C L,Wesson J P,Williams T C.Polycarbosilane precursors for silicon-carbide.Am.Ceram.Soc.Bull.,1983,62(8):912-915.[12] Ziegler G,Richter I,Suttor D.Fiber-reinforced composites with polymer-derivedmatrix:processing,matrix formation and posites Part-A,1999,30(4):411-417.[13] Bao X,NangrejoM R,EdirisingheM J.Synthesis of silicon carbide foams from polymeric precursors and their blends.J.M ater.Sci.,1999,34(11):2495-2505.[14] Yao XM,Tan SH,Huang Z R,et al.Effectof recoating slurry viscosity on the properties of reticulated porous silicon carbide ceramics.Ceram.Int.,2006,32(2):137-142.[15] Hasegawa Y,Okamura K.Synthesis of continuous silicon-carbide fiber.J.Mater.Sci.,1983,18(12):3633-3644.。

高铝质泡沫陶瓷的研制

高铝质泡沫陶瓷的研制

法 制备 的泡沫 陶瓷 , 有气 孑 更 均 匀 、 口气 孔 率 高 、 具 L 开
容 重和 流动 阻力更 小 、 透气度 更 大等优 点 , 本 实验 中 在 采用 此方 法 。
5混合 , 速球 磨 3mi i球磨 后 的料 浆颗 粒 细度 一 般 快 n 控制在 5 / 以下 , 浆过 3 0目筛 。 0z m 料 5 其 中低 温粘 结剂采 用 一 氧化 铝粉 和 工业 磷 酸来
酸 的分子 聚合 :
A1( P O7 3 n 2( PO1 ) 1 2 0一 Al 2 H2 2 ) 一 A1 H2 0 + / H2
原 料按一 定 的 比例 配制 成一 定浓 度 的料浆 。选用 软质
泡沫 海 绵 为 成形 基 体 , 海 绵 裁 剪 成 所 需 尺寸 , 0 将 在 .
前 言
泡沫 陶瓷 是一种 气孔 率 高 达 7 ~9 , 积 密 O O/ 体 9 6 度只有 0 2 . /m。 具有 三 维立 体 网络骨 架 和 相 . ~O 6g c , 互贯通 气孔 结 构的 多孔 陶瓷制 品 。泡 沫 陶瓷 由于特 殊
复浸渍 , 再挤 出过 剩 的泥浆 , 并保 证此 有机材 料在 浸渍 后 能够 基本 弹 回恢 复原 状不 变形 。在 泡沫骨 架上 留有
其 步 骤如下 :
合 成 。 由于磷 酸铝 无粘 结性 。为 保证 生成 的是磷 酸二 氢 铝而 不是磷 酸 铝 , 反应 时应 加 入 过 量 的磷 酸 。再 烧 结过 程 中磷酸 二氢 铝将 发生 如下 反应 :
1 实 验 内容
1 1 实验 过程 .
2 ( PO4 3 A l( P O7 。 3 0 Al H2 )一 2 H2 2 ) + H2

泡沫陶瓷的研究进展

泡沫陶瓷的研究进展

泡沫陶瓷的研究进展焦方方1 朱广燕2(1西安交通大学材料科学与工程学院 西安 710049)(2陕西科技大学材料科学与工程学院 西安 710021)摘 要 叙述了泡沫陶瓷的特点和制备工艺,列举了泡沫陶瓷的主要应用领域,最后展望了泡沫陶瓷未来的发展趋势。

关键词 泡沫陶瓷 制备工艺 应用 展望 泡沫陶瓷是一种造型上像泡沫状的多孔陶瓷,它是继普通多孔陶瓷、蜂窝多孔陶瓷之后,最新发展起来的第三代多孔陶瓷产品。

这种高技术陶瓷具有三维连通孔道,同时对其形状、孔尺寸、渗透性、表面积及化学性能均可进行适度调整变化,制品就像是“被钢化了的泡沫塑料”或“被瓷化了的海绵体”。

作为一种新型的无机非金属过滤材料,泡沫陶瓷具有质量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、再生简单、使用寿命长及良好的过滤吸附性等优点,与传统的过滤器如陶瓷颗粒烧结体、玻璃纤维布相比,不仅操作简单,节约能源,成本低,而且过滤效果好。

泡沫陶瓷可以广泛地应用于冶金、化工、轻工、食品、环保、节能等领域[1~4]。

我国在20世纪80年代初开展泡沫陶瓷的研究工作,并取得了较大进展,部分产品已经形成标准化、系列化。

但是我国的泡沫陶瓷从整体技术水平上与国外相比还有一定的差距[6]。

1 泡沫陶瓷的制备工艺1.1 传统的制备工艺方法泡沫陶瓷材料的制备方法很多,其中应用比较成功的有:有机物燃烧法、添加造孔剂法、发泡法、有机前驱体浸渍法及溶胶2凝胶方法等。

1.1.1 发泡法采用反应发泡的方法,可以制备形状复杂的泡沫陶瓷制品,以满足一些特殊场合的应用。

在陶瓷粉料中加入适当的陶瓷纤维,有望改善这一工艺,有效增加坯体在烧结过程中的强度,避免粉化和塌陷。

发泡反应法成形泡沫陶瓷工艺较复杂,不易控制,且制备的泡沫陶瓷易出现粉化剥落现象并含有大量闭气孔,因而在实际制备中较少被采用[7]。

1.1.2 溶胶2凝胶法溶胶2凝胶法主要用来制备孔径在纳米级的微孔陶瓷材料。

同时本方法经改进后也可以制备高规整度泡沫陶瓷材料。

氧化铝陶瓷低温烧结助剂研究概述

氧化铝陶瓷低温烧结助剂研究概述

氧化铝陶瓷低温烧结助剂研究概述氧化铝陶瓷是一种重要的结构陶瓷材料,具有优异的耐磨性、耐腐蚀性、抗高温性等特点,在工业生产和科研领域有着广泛的应用。

然而,氧化铝陶瓷的低温烧结难度较大,需要添加一定的助剂才能够实现良好的烧结效果。

本文将对氧化铝陶瓷低温烧结助剂的研究进展进行概述。

1. 氧化铝陶瓷低温烧结助剂的分类氧化铝陶瓷低温烧结助剂主要分为有机助剂和无机助剂两类。

有机助剂包括聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯酮(PVP)等;无机助剂包括碳酸钙、硼酸、氧化钙、氢氧化钠等。

2. 有机助剂在氧化铝陶瓷低温烧结中的应用有机助剂可以在氧化铝陶瓷低温烧结过程中起到增强材料粘结力、促进颗粒成核、调节材料微观结构等作用。

其中,PVA 是一种常用的有机助剂,可以有效地提高氧化铝陶瓷的烧结密度和力学性能。

PAA则可以在低温下促进氧化铝颗粒的成核和晶粒生长,提高材料的致密性和硬度。

PVP则可以增加氧化铝陶瓷的塑性变形能力,降低其断裂韧性。

3. 无机助剂在氧化铝陶瓷低温烧结中的应用无机助剂可以在氧化铝陶瓷低温烧结过程中起到促进颗粒成核、调节晶体生长速率、防止晶体生长过快等作用。

其中,碳酸钙可以促进氧化铝陶瓷颗粒的成核和晶粒生长,提高材料的致密性和硬度;硼酸则可以防止氧化铝陶瓷晶体生长过快而导致材料开裂;氢氧化钠则可以调节氧化铝陶瓷晶体生长速率,提高材料的致密性和强度。

4. 氧化铝陶瓷低温烧结助剂的优化为了进一步提高氧化铝陶瓷低温烧结助剂的效果,需要对其进行优化。

目前,主要采用的方法包括改变助剂添加量、改变助剂种类、采用复合助剂等。

其中,复合助剂是一种较为有效的优化方法,可以充分发挥不同助剂的作用,提高氧化铝陶瓷的致密性和力学性能。

综上所述,氧化铝陶瓷低温烧结助剂是实现氧化铝陶瓷低温烧结的关键因素之一,其种类和添加量对于材料的致密性和力学性能具有重要影响。

未来,我们还需要进一步深入研究不同助剂的作用机制,以及如何优化氧化铝陶瓷低温烧结助剂的配方,为其在工业生产和科学研究中的应用提供更为可靠的技术支持。

一种发泡陶瓷及其制备方法

一种发泡陶瓷及其制备方法

一种发泡陶瓷及其制备方法
发泡陶瓷是一种具有轻质、高强度、耐热、隔热、吸声和抗化学腐蚀等特性的新型材料。

该材料广泛应用于建筑、汽车、环保等领域,成为一种具有巨大发展潜力的新型材料。

本文将介绍一种发泡陶瓷及其制备方法。

发泡陶瓷的制备方法主要包括以下步骤:
1.选择合适的原料
发泡陶瓷的原料一般为硅酸盐类物质,例如硅酸铝、硅酸钙、硅酸镁等。

原料的选择
需要满足耐高温、耐腐蚀、化学稳定等要求,并且需要与发泡剂相容。

2.配制料浆
将选定的原料研磨、筛选后,加入适量的水和少量的黏结剂进行混合,形成稳定的料浆。

3.加入发泡剂
将发泡剂加入料浆中,通过混合、振动等方式,使发泡剂充分分散在料浆中,并与原
料发生反应,产生气体。

4.成型
将发泡后的料浆注入模具中,通过振动或压实等方式进一步压实,形成所需形状的发
泡陶瓷坯体。

5.烘干
将压实后的坯体进行烘干,使其成为干燥坯体。

在烘干过程中,需要控制温度和湿度,以避免干燥过度或不充分。

6.烧结
将干燥坯体放入烧结炉中进行烧结。

烧结过程中需要严格控制温度、时间和气氛等条件,以保证发泡陶瓷的性能和质量。

7.表面处理
根据需要,可以对烧结后的发泡陶瓷进行表面处理,例如研磨、涂层、喷涂等,以改
善其表面质量和功能。

以上就是一种发泡陶瓷及其制备方法的具体步骤。

发泡陶瓷具有许多优异性能,可以应用于建筑隔音、汽车减震、化工防腐等领域,有着广阔的市场前景和应用价值。

Al2O3陶瓷低温烧结性能影响因素的研究进展

Al2O3陶瓷低温烧结性能影响因素的研究进展

一般来说,Al2O3陶瓷的烧结温度越高,其烧结后的密度越高,硬度也越高, 但同时也会导致材料的韧性和抗弯强度下降。
2、烧结压力:
烧结压力也是影响Al2O3陶瓷低温烧结性能的重要因素之一。在一定压力下 进行烧结,可以促进陶瓷颗粒的致密化过程,提高材料的密度和硬度。但是,过 高的压力会导致陶瓷内部产生残余应力,降低材料的韧性和抗弯强度。因此,在 选择烧结压力时,应根据材料的性质和实际应陶瓷基复合材料制备技术与装备的研究与开 发,对于提升我国陶瓷产业的竞争力具有重要意义。
基本内容
摘要:本研究旨在探讨Al2O3基微纳复合陶瓷刀具材料的制备及其切削性能。 通过将Al2O3基陶瓷与纳米颗粒进行复合,制备出具有优异切削性能的刀具材料。 实验结果表明,该材料具有高硬度和良好的耐磨性能,在切削过程中表现出良好 的稳定性和切削力。本次演示将详细介绍Al2O3基微纳复合陶瓷刀具材料的制备 方法及其切削性能,并与其他常见刀具材料进行比较。
三、结果与讨论
1、成矿特性:随着Al2O3/SiO2比的增加,烧结矿的成矿率逐渐提高。这是 因为Al2O3可以提高烧结矿的熔点,使其在高炉冶炼中更容易形成矿相。此外, 较高的Al2O3含量也可以增加烧结矿的强度和稳定性。
2、冶金性能:在一定范围内,随着Al2O3/SiO2比的增加,烧结矿的冶金性 能有所提高。这主要是因为Al2O3可以改善烧结矿的还原性和熔融性,使其在高 炉冶炼中更容易被还原和熔融。但是,当Al2O3/SiO2比过高时,烧结矿的冶金性 能会降低,这可能是由于烧结矿的熔点过高,导致其在高炉中难以熔融。
二、原位增韧Al2O3陶瓷基复合 材料的制备
原位增韧Al2O3陶瓷基复合材料的制备过程主要包括以下几个步骤:原料选 取、配料、磨粉、成型和烧成。其中,配料是关键环节,需精确控制各成分的含 量,以保证材料的性能。制备过程中还需严格控制工艺参数,如烧成温度、气氛 和时间等,以确保材料具有优良的性能。

泡沫陶瓷的制备

泡沫陶瓷的制备

泡沫陶瓷的制备1、文献综述1.1泡沫陶瓷的研究现状中国在20世纪80年代初开展泡沫陶瓷研究工作,近20年来,先后有十几家科研机构和厂家报道了泡沫陶瓷制品的研究,并取得了一定的成绩。

1985年,哈尔滨工业大学成功研制出用于铸铁、不锈钢过滤的泡沫陶瓷过滤器,填补了我过的空白。

山东工业陶瓷研究设计院是国内研究、开发泡沫陶瓷较早的单位,目前开发的产品品种、质量以及生产能力居国内前列,并制定了《泡沫陶瓷过滤板》建材行业标准。

泡沫陶瓷是一种孔隙率高达70~90%,具有三维立体网络骨架结构和贯通气孔新型非金属多孔材料。

碳化硅陶瓷具有优良的综合性能和广泛的应用前景,是制备泡沫陶瓷的首选材料之一。

碳化硅材料是共价键极强的化合物,具有良好的高温性能、蠕变性能、耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性、抗热震性,与氧化物陶瓷相比,它有好的热导率和抗热震性。

采用碳化硅制备泡沫陶瓷,可使SiC泡沫陶瓷具有优良的耐高温、耐磨损和抗腐蚀等性能,可应用于航空、电子、医用材料及生物化学等领域。

目前我国用于有色金属熔体即铝铜合金熔体过滤的泡沫陶瓷过滤板,其产品质量可与国外媲美,但是目前还未形成生产规模,尚处于开发阶段。

为了得到性能优异的泡沫陶瓷,制备工艺在不断的改进,最为可行的是有机泡沫浸渍法。

上海硅酸盐研究所用有机泡沫浸渍法来制备SiC泡沫陶瓷,收到了良好的效果。

到了20世纪70年代,一些发达国家在此种材料上的开发和使用上得到了长足的发展。

1963年发明了制造高气孔率多孔陶瓷的有机浸渍法,使多孔陶瓷的制备又迈上了一个新的起点。

从此,欧美国家就积极开展该工艺的研究,并研制出可过滤大多数有色金属和合金铸件的多种材质的泡沫陶瓷过滤器,这些国家已有先进的成型、烧成设备和完善的生产工艺制度,可实现大规模连续化生产。

2、实验2.1实验原料与设备2.1.1化学仪器烧杯、玻璃棒、量筒、电子天平、干燥箱、高温电炉、研钵、水浴坩埚2.1.2试验药品及材料前驱体(如聚氨基甲酸乙酯)、工业氧化铝、高岭土、滑石粉、氢氧化钠以及制备浆料所需材料等。

泡沫陶瓷的制备工艺与研究进展

泡沫陶瓷的制备工艺与研究进展

泡沫陶瓷的制备工艺与研究进展泡沫陶瓷是一种由陶瓷材料制成的具有多孔结构的材料,具有轻质、高强度、隔热、隔音和耐高温等优良性能,在工程应用和科学研究中得到了广泛关注。

下面将介绍泡沫陶瓷的制备工艺和研究进展。

1.泡沫模板法:该方法首先制备泡沫模板,通常使用氨基泡沫塑料作为模板材料。

然后,将泡沫模板放在内衬钨丝网框架上,浸入陶瓷浆料中,使模板表面涂覆上陶瓷浆料。

接下来,将浸有陶瓷浆料的泡沫模板放入烘箱中进行预热和干燥。

最后,在高温下进行烧结得到泡沫陶瓷。

2.发泡剂法:该方法通过在陶瓷浆料中加入发泡剂,使其产生气泡并发泡。

首先,将发泡剂加入陶瓷浆料中,搅拌均匀。

然后,将陶瓷浆料倒入模具中,静置一段时间,使其发泡。

接下来,将发泡后的陶瓷浆料进行干燥和烧结,最终得到泡沫陶瓷。

3.泡沫釜法:该方法利用金属锋、砖颗粒和其他颗粒的混合物作为泡沫陶瓷的原料,将混合物填充到钢轻型容器中,形成泡沫陶瓷的预制块。

然后,在高温下进行烧结和退火,得到最终的泡沫陶瓷产品。

除了上述制备工艺外,还有一些其他的制备方法被提出和研究。

研究进展方面,目前泡沫陶瓷的研究主要集中在以下几个方面:1.硬质泡沫陶瓷的制备与性能研究:硬质泡沫陶瓷是一种具有高硬度和高抗压强度的陶瓷材料,主要由氧化铝等高硬度陶瓷制备而成。

目前研究主要集中在提高硬质泡沫陶瓷的制备工艺、提高其强度和改善其韧性等方面。

2.多孔性与性能关系研究:3.功能化泡沫陶瓷的研究:泡沫陶瓷具有优良的物理性能,可以通过表面处理或添加特殊的功能材料,如金属粉末、纳米材料等,赋予其特殊的功能,如防辐射、抗菌等。

功能化泡沫陶瓷的研究是一个新的研究热点。

总之,泡沫陶瓷作为一种具有广泛应用前景的新型材料,其制备工艺和研究进展还在不断发展和完善。

随着科学研究的深入和制备技术的不断改进,泡沫陶瓷将在各个领域得到更广泛的应用。

高耐磨AL2O3陶瓷材料的研制

高耐磨AL2O3陶瓷材料的研制

高耐磨AL2O3陶瓷材料的研制现代机械设备的高速化、高压化、大型化和自动化,而且从高温到低温的使用温度范围越来越大,加之某此零部件长期在酸碱等腐蚀性极强的介质中工作,磨损失效是常风的主要形式,因此要求耐磨机械零件高性能是必要的,AL2O3陶瓷材料的化学键大都为离子键和共价健,健合牢固并有明显的方向性,与金属材料相比,它具有高强度、硬度、弹性模量,同时耐磨性、耐蚀性、耐热性比金融材料优越;随着增韧手段的不断进步,其韧性也有了大幅度的提高。

热压烧结可以制备几乎无气孔的致密的陶瓷材料,是目前广泛采用的烧结技术,然而该方法存在产品生产批量小、成本高、耗能大、设备及消耗材料耗损大,不适合大工业化生产;常压烧结不象热压或热等静压那样在加热的同时施加足够的压力使压坯致密化,而是压坯在大气压状态下绕结致密化,因此产品生产批量大、成本低、耗能小、设备及消耗材料耗损也较小,特别适合大工业化生产,并且可以大批量制取复杂结构的零件。

本试验以AL2O3为基体、WC为添加剂,采用常压烧结方法制备AL2O3陶瓷材料,其性能指标如下:1、1600℃烧结时,AL2O3-WC陶瓷具有较优良的机械性能,其抗弯强度为520Mpa;断裂韧性为6.2Mpa.m1/2;2、AL2O3+WC陶瓷材料各相结合致密,分布均匀且晶粒微细,其断裂形式为沿晶断裂。

3、第二相WC的加入细化了基体晶粒,该复合陶瓷材料的韧化机制主要为裂纹弯曲偏转韧化。

4、本试验条件下AL2O3-WC陶瓷的耐磨性与抗弯强度和断裂韧性的变化趋势比较一致,当应力增大和介质粗糙时,材料的耐磨性随之下降。

AL2O3陶瓷材料具有强度、高硬度、高耐磨性等诸多优点,广泛应用于宇航、机电、冶金、汽车工业、化工、船舶、生物工程等领域,就AL2O3陶瓷材料应用的广泛性而言,目前任何一种陶瓷材料都无法与之相比,这不仅是因为此类材料价格比较便宜且性能优良,更主要的是由于其研究开发的成熟程度所决定的。

聚碳硅烷低温烧结碳化硅泡沫陶瓷的制备

聚碳硅烷低温烧结碳化硅泡沫陶瓷的制备


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作者简 介 : 赵秋实(95 , 18 一)现就读于贵州大学理学院0 级电路与 9
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[] 4 江思敏. H L V D 数字 电路及 系统设计 l . M] 机械 工业 出版社 , 0 2 6 0


[] 5 高有 堂. D E A技术及应用 实践[ 清华大学 出 MJ . 版社 , 0 2 6年 0
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基 金项 目 : I 贵州省教 育厅 自然科 学基金 重点项 目2 903 )贵 阳 0 (06 , 0
碳化硅泡沫 陶瓷的发展始于 2 世 纪 7 年代。作为 0 0

烧结制备出 SC泡沫陶瓷。 i
种内部结构中有很多孔隙的新型无机非金属过滤材料,
碳化硅泡沫陶瓷具有重量轻 、 强度高 、 耐高温 、 耐腐蚀 、 再 生简单 、 使用寿命长及 良好 的过滤吸 附性等优点。在冶 金、 化工 、 环保 、 能源 、 物等 领 域 具 有 广 泛 的 应用 前 生
市科 学技 术计 划项 目20 第 1 0 5 O9 — 5 号。
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聚碳硅烷低温烧结碳化硅泡沫陶瓷的制备

聚碳硅烷低温烧结碳化硅泡沫陶瓷的制备

聚碳硅烷低温烧结碳化硅泡沫陶瓷的制备聚碳硅烷低温烧结碳化硅泡沫陶瓷(Polycarbosilane Low-temperature Sintered Silicon Carbide Foam Ceramics)是一种新型的复合材料,最近逐渐受到了人们的关注。

它具有高强度、高温性能优异等特点,广泛应用于轻量化结构材料、高温隔热材料、防弹材料等领域。

本文将详细介绍制备这种材料的过程。

一、材料制备在制备聚碳硅烷低温烧结碳化硅泡沫陶瓷时,需要将聚碳硅烷(Polycarbosilane,PCS)作为前驱体,通过化学泡沫塑料法(Chemical Foam Plastics,CFP)进行发泡处理,然后在700°C以下的低温条件下进行烧结,并采用环境友好的气雾燃烧法(Environmental-friendly Gas-foaming Combustion,EGC)处理。

这样,就可以得到具有骨架结构的低密度泡沫陶瓷。

二、制备过程制备过程主要包括以下几个步骤:1、PCS中的单体需要通过真空蒸馏和高温下的酸碱处理后,才能得到精纯的单体;2、将得到的PCS单体与发泡剂混合,在一定温度和压力下反应出大量气泡并形成泡沫;3、将泡沫用真空泰坦化的方法加入适量的粉料,形成具有一定强度的骨架结构;4、对添加粉料的泡沫进行模切或模压成型,调整骨架结构形状和孔隙率,然后将其烘干,使其变得更加坚硬;5、将已经烘干的泡沫陶瓷,放入烧结炉中,在700°C以下的低温条件下进行烧结,使聚碳硅烷分子发生重排和交联反应,形成具有一定强度和抗氧化性的硅碳陶瓷材料。

6、接下来,利用环境友好的气雾燃烧法对泡沫陶瓷进行处理,使其表面光滑,粘结性强,同时提高其耐热性和稳定性。

三、材料表征得到聚碳硅烷低温烧结碳化硅泡沫陶瓷后,需要对其进行表征,以了解材料的性能。

首先,采用扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)对材料的形貌和孔隙结构进行观察和测量。

发泡陶瓷生产工艺流程

发泡陶瓷生产工艺流程

发泡陶瓷生产工艺流程
《发泡陶瓷生产工艺流程》
发泡陶瓷是一种轻质、耐热、绝缘的材料,广泛应用于建筑、汽车、电子等领域。

其生产工艺流程主要包括原料准备、泡沫注入、干燥和烧结等步骤。

首先是原料准备。

发泡陶瓷的主要原料是硅酸铝泡沫陶瓷粉和发泡剂。

硅酸铝泡沫陶瓷粉是由氧化铝、硅酸铝纤维等原料经过混合、挤压和烧结而成的。

发泡剂是一种化学物质,能够在高温条件下释放气体,从而使陶瓷材料产生气孔。

接下来是泡沫注入。

在生产过程中,将发泡剂与硅酸铝泡沫陶瓷粉混合,并在模具中进行注入。

随着发泡剂释放气体,陶瓷材料形成了一定的气孔结构。

然后是干燥。

经过泡沫注入后的陶瓷材料需要进行干燥处理。

这一步是为了去除多余水分,使陶瓷材料达到一定的硬度和稳定性。

通常采用自然干燥或者烘干的方式。

最后是烧结。

干燥后的陶瓷材料需要进行烧结,以获得最终的发泡陶瓷产品。

烧结过程中,将陶瓷材料置于高温炉中,经过一定的时间和温度处理,使其结晶并获得所需的物理和化学性质。

以上就是发泡陶瓷的生产工艺流程。

在这个过程中,需要严格控制原料的配比和生产工艺,确保最终产品的质量和性能。


泡陶瓷作为一种新型材料,有着广阔的应用前景,其生产工艺也将不断完善和发展。

一种发泡陶瓷及其制备方法

一种发泡陶瓷及其制备方法

一种发泡陶瓷及其制备方法
发泡陶瓷是一种具有轻质、高强度和良好绝热性能的材料,广泛用于建筑、航空航天、汽车等领域。

下面介绍一种发泡陶瓷的制备方法。

该方法首先需要准备以下原料:陶粉、发泡剂、结合剂和稳泡剂。

陶粉是主要的成分,可以选择氧化铝、硅酸铝、硅酸镁等材料;发泡剂可以选择氢氧化铝、氢氧化铵等;结合
剂可以选择聚合物粘结剂,如丙烯酸酯或丙烯醋酸酯;稳泡剂可以选择硅油等。

制备过程分为以下几个步骤:
1. 将陶粉与发泡剂、结合剂和稳泡剂按一定比例混合均匀,形成均质的混合物。


以使用干法或湿法混合,湿法混合时可以加入适量的溶剂。

2. 将混合物装入模具中,模具的形状可以根据需要进行设计。

在装填前,可以在模
具内部涂一层模具油或涂料,以充分保证成型后的陶瓷易于脱模。

3. 将装有混合物的模具进行预压,使混合物密实,确保成型后的陶瓷均匀。

4. 将预压后的模具送入加热炉中进行烧结。

烧结温度可以根据陶粉和发泡剂的性质
选择,通常在1000-1500摄氏度之间。

烧结的时间可以根据需要进行调整。

5. 烧结完后,将模具取出,冷却后即可脱模得到发泡陶瓷。

根据需要,还可以对发泡陶瓷进行表面处理,如打磨、涂层等,以进一步改善其性能
和美观度。

这种发泡陶瓷的制备方法简单、成本低廉、适用范围广,可以根据不同的需求进行调
整和改进,具有较好的应用前景。

发泡陶瓷工艺配方

发泡陶瓷工艺配方

发泡陶瓷工艺配方发泡陶瓷是一种具有轻质、高强度、耐高温和良好隔热性能的新型陶瓷材料。

它在航空航天、电子电器、建筑和汽车工业等领域有着广泛的应用前景。

本文将介绍一种常见的发泡陶瓷工艺配方,帮助读者了解其制作过程和关键技术。

发泡陶瓷的工艺配方主要包括基础材料、发泡剂、增强剂和辅助剂等几个方面。

首先是基础材料的选择,通常使用的是粉状氧化铝作为陶瓷的基材。

粉状氧化铝具有良好的耐高温性能和化学稳定性,是制作发泡陶瓷的理想基础材料。

其次是发泡剂的选取。

发泡剂是发泡陶瓷制作中的关键因素,它可以在高温下分解生成气体,从而实现材料的发泡效果。

常用的发泡剂有过氧化铝、硼酸和过硫酸铵等,这些发泡剂具有较高的热分解温度和较高的气体释放量,可以在烧结过程中实现材料的发泡。

此外,增强剂的加入可以提高发泡陶瓷的力学性能和抗冲击能力。

常用的增强剂有碳纤维、硅酸铝纤维等。

这些纤维增强剂可以有效地提高发泡陶瓷的强度和韧性,使其具有更好的使用性能。

辅助剂的加入可以改变发泡陶瓷的性能和工艺特性。

例如,可以添加氧化铁等颜料,使发泡陶瓷具有不同的颜色和外观;可以添加聚合物黏结剂,提高材料的可加工性和成型性。

在具体的制作过程中,首先将粉状氧化铝和发泡剂按照一定比例混合均匀,然后通过干压、注塑或浸渍等成型工艺将混合料成型为所需形状。

接下来,将成型坯体进行烘干,去除内部和表面的水分。

最后,将烘干后的坯体进行高温烧结,使其发生化学反应,产生气体,并形成孔隙结构,从而实现材料的发泡效果。

发泡陶瓷的制作过程中需要特别注意一些关键技术。

首先是烧结工艺的控制,烧结温度和时间的设定对于发泡陶瓷的性能具有重要影响。

过高或过低的烧结温度都会导致发泡效果不理想或材料性能下降。

其次是成型工艺的选择,不同的成型工艺会对发泡陶瓷的组织结构和性能产生不同的影响。

因此,需要根据具体需求选择适合的成型工艺。

总之,发泡陶瓷工艺配方是制作高性能陶瓷材料的关键之一。

通过合理选择基础材料、发泡剂、增强剂和辅助剂,并掌握关键工艺技术,可以制作出具有轻质、高强度、耐高温和良好隔热性能的发泡陶瓷材料,为各个领域的应用提供可靠的解决方案。

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NAIHUOCAILIAO/fTri'哥火材料2007.41t增干111:289~290
低温烧结高铝质泡沫陶瓷的研制
温鲲鹏毛仲佳
北京精格天地技术开发有限公司
摘要研究了用于铝及铝合金熔体过滤净化的泡沫陶瓷的制备工艺,探讨了有机泡沫前驱体预处理、配方组成、挂浆工艺和烧成制度对制品性能的影响。

以聚氨酯泡沫塑料为前驱体,莫来石、钾长石和氧化铝为原料,在1200。

C下烧结制备出了用于铝液过滤的高铝质泡沫陶瓷。

关键词低温烧结泡沫陶瓷过滤铝液
1前言.
泡沫陶瓷是一种具有三维网状陶瓷骨架结构和相互贯通气孔的多孔陶瓷制品,具有高气孔率、低容重、耐高温、耐化学腐蚀、抗热震等特点,被广泛地应用于冶金、化工、环保、能源、生物等各个部门,如用作金属熔体过滤、高温烟气净化、催化剂载体和化工精过滤材料等¨J。

金属熔体采用泡沫陶瓷过滤可以去除大部分杂质,减少产品的废品率。

铝及铝合金熔体一般采用氧化铝作原料的泡沫陶瓷过滤,烧结温度比较高,成本高。

铝及铝合金熔液的温度一般在900℃左右,本研究采用较便宜的莫来石、钾长石为主要原料,加入少量氧化铝,通过控制配方和成型工艺,在较低温度(1200℃)下烧结制备出了高铝质泡沫陶瓷。

2实验
2.1工艺流程
泡沫陶瓷的制备方法很多,用于铸造金属熔体过滤的泡沫陶瓷一般采用有机泡沫塑料浸渍法,此法工艺简单,成本低,适于规模批量生产雎】。

本实验采用此法,工艺流程为配料一制浆_泡沫塑料挂浆_干燥一烧结。

2.2有机前驱体的预处理
泡沫陶瓷制品的气孔率、孔径和力学强度等性能很大程度上取决于有机前驱体心]。

通常要求前驱体泡沫塑料具有开孔网状结构、高回弹力、强亲水性和较低的软化温度,如聚氨脂泡沫塑料。

浸渍泥浆之前,把泡沫塑料置于50℃的10%NaOH溶液中浸泡2h,消除孔筋尖锐的棱角及增加表面的粗糙度,以利于挂浆。

浸泡后清水洗净备用。

2.3原料配方
原料用莫来石、钾长石和氧化铝。

奠来石是MN-45莫来石,粒度为325目。

钾长石粉粒度为200目。

氧化铝为印度产仅一氧化铝粉。

原料的化学组成见表1。

’I
表1莫来石和钾长石的化学细成(加)%原料A1203Si02Fe203Ti02K20Na20CaOmgo莫来石4353≤O.4≤0.7≤l。

4O.2≤O.3≤O.4钾长石18.5≤0.15132.5
2.4料浆制备及成型
将称量好的原料,加入添加剂,包括低温粘结剂、高温粘结剂磷酸二氢铝、流变剂膨润土、分散剂,再加24%的水,配制成的浆料置入瓷质球磨罐中球磨lh,将处理好的有机泡沫塑料在泥浆中反复浸渍挤压浸满泥浆,置于两平整木板之间,挤去多余泥浆,放入干燥箱烘干。

图1是高铝质泡沫陶瓷的照片,从中可以看出泥浆在泡沫塑料上分布比较均匀,基本没有堵孔。

图1高铝质泡沫陶瓷的照片
2007/增刊耐火材料/NAfHUoCAILIAO
289
低温烧结高铝质泡沫陶瓷的研制
作者:温鲲鹏, 毛仲佳
作者单位:北京精格天地技术开发有限公司
1.柯东杰.黄双溪.陈群.柯艺勤新型泡沫陶瓷的铝熔体净化技术[会议论文]-2004
2.方斌祥.朱伯铨.张文杰.李雪冬.陈万兵钾长石含量对硬质粘土烧结的影响[期刊论文]-耐火材料2006,40(6)
3.李金洪.鲁安怀.宋庭兵.黄英新型环境矿物材料——堇青石质泡沫陶瓷的研制[会议论文]-2001
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7.冯胜山采用泡沫陶瓷过滤净化铁液工艺[期刊论文]-现代铸铁2002(1)
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9.于锋波.叶文辉.Yu Fengbo.Ye Wenhui SiC泡沫陶瓷过滤板的制备工艺及生产现状[期刊论文]-现代技术陶瓷2007,28(3)
本文链接:/Conference_6271529.aspx。

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