实验一多孔陶瓷的制备
多孔陶瓷材料制备
孔封闭或消失, 烧结温度太低, 则制品的强度低, 无法兼顾气孔率和强度, 而采用添加造孔剂的
方法则可以避免这种缺点, 使烧结制品既具有高的气孔率, 又具有很好的强度, 用该法制备的
多孔陶瓷, 气孔率一般在 50% 以下。
添加造孔剂法制备多孔陶瓷的工艺流程与普通的陶瓷工艺流程相似, 这种工艺方法的关
键在于造孔剂种类和用量的选择。
(2) 混料 为使多孔陶瓷制品的气孔分布均匀, 混料的均匀性非常重要。一般造孔剂的比重小于陶瓷 原料的比重, 另外它们的粒度大小往往不同, 因此, 难以使其很均匀混合。研究人员在这方面作 了许多努力。Sonup a rlak 等[3]采用二种不同的混料方法解决了上述问题。如果陶瓷粉末很细, 而造孔剂颗粒较粗或造孔剂溶于粘结剂中, 可以将陶瓷粉末与粘结剂混合造粒后, 再与造孔剂 混合。另一方法是将造孔剂和陶瓷粉末分别制成悬浊液, 再将二种料浆按一定比例喷雾干燥混 合。而日本专利则采用将造孔剂微粒与 ZrC l4 和稳定剂 YC l3 水溶液充分混合, 加氨水共沉淀, 得到一种胶状物质, 从而使造孔剂分布均匀。
多孔陶瓷制备及应用
多孔陶瓷制备及应用多孔陶瓷是一种具有特殊结构和性能的陶瓷材料，它具有较高的孔隙率和均匀分布的孔隙结构，广泛应用于过滤、吸附、催化、电化学和生物医学等领域。
下面我将从制备方法和应用领域两个方面来介绍多孔陶瓷。
一、制备方法多孔陶瓷的制备方法主要有三种，包括模板法、聚结剂法和发泡法。
1.模板法是一种常用的制备多孔陶瓷的方法。
它的原理是利用某种模板材料(如聚合物微球、泡沫等)作为模板，通过固化、烧结等工艺将模板材料与陶瓷材料结合在一起，然后通过热处理或溶解模板材料，得到具有孔隙结构的多孔陶瓷。
模板法制备的多孔陶瓷具有孔隙分布均匀、孔径可控的特点。
2.聚结剂法是一种通过添加聚结剂来制备多孔陶瓷的方法。
聚结剂可以提高陶瓷颗粒之间的粘结力，使得陶瓷颗粒形成一定的孔隙结构。
常用的聚结剂包括有机胶体、胶粘剂等。
聚结剂法制备的多孔陶瓷具有较高的强度和较好的耐磨性。
3.发泡法是一种通过气泡或气体在陶瓷浆料中的分散和膨胀，形成孔隙结构的方法。
发泡法制备的多孔陶瓷具有孔隙分布均匀、孔隙率高的特点，适用于制备高孔隙率的多孔陶瓷。
二、应用领域多孔陶瓷具有许多独特的性能，因此在各个领域都有广泛应用。
1.过滤材料：多孔陶瓷具有较高的孔隙率和良好的孔隙结构，可以作为过滤材料应用于液体和气体的过滤领域。
例如，多孔陶瓷可用于海水淡化、饮用水净化等领域。
2.吸附材料：多孔陶瓷具有大表面积和孔隙结构，可以作为吸附剂用于气体和液体的吸附。
例如，多孔陶瓷可以用于吸附有害气体、重金属离子等。
3.催化剂：多孔陶瓷具有较高的比表面积和孔隙结构，可用于负载催化剂，提高催化反应的效率和选择性。
例如，多孔陶瓷可用于汽车尾气催化转化等。
4.电化学材料：多孔陶瓷具有良好的导电性能和化学稳定性，可用于燃料电池、超级电容器、锂离子电池等电化学器件的支撑材料。
5.生物医学材料：多孔陶瓷具有较好的生物相容性和机械稳定性，可用于骨修复、组织工程等方面。
例如，多孔陶瓷可用于骨组织修复、人工关节等。
多孔陶瓷材料的制备与力学性能分析
多孔陶瓷材料的制备与力学性能分析一、引言多孔陶瓷材料因其优异的力学性能和广泛的应用领域备受关注。
本文旨在介绍多孔陶瓷材料的制备方法和针对其力学性能进行的分析研究。
二、多孔陶瓷材料的制备方法1. 聚合物泡沫模板法聚合物泡沫模板法是一种简便有效的多孔陶瓷材料制备方法。
首先，选取适合的聚合物泡沫作为模板，将其浸渍在陶瓷浆料中，使其吸收浆料。
然后，通过烧结和模板燃烧两个步骤分别实现泡沫的烧结和模板的去除，最终得到多孔陶瓷材料。
2. 空位控制法空位控制法是一种通过控制陶瓷材料内部的空隙分布来制备多孔陶瓷材料的方法。
通过合适的材料选择和特定的配方，使得陶瓷材料在烧结过程中形成均匀分布的空隙。
这些空隙不仅能够降低材料的密度，还能够提高材料的韧性和抗冲击性能。
三、力学性能分析1. 压缩性能多孔陶瓷材料的压缩性能是其重要的力学性能之一。
通过应用力学测试方法，可以对多孔陶瓷材料在不同载荷下的变形行为进行研究。
实验结果表明，多孔陶瓷材料的压缩变形主要表现为两个阶段，即线弹性阶段和塑性阶段。
线弹性阶段受材料内部的微观结构和孔隙的分布控制，而塑性阶段则受材料的界面相互作用和孔隙的塌陷程度影响。
此外，多孔陶瓷材料的压缩性能还与其孔隙率、孔径大小和孔隙结构等因素密切相关。
2. 弯曲性能多孔陶瓷材料的弯曲性能是评估其在应力作用下的变形和破坏行为的重要指标。
通过三点弯曲测试等方法，可以研究多孔陶瓷材料在弯曲载荷下的应力分布、变形行为和破坏机制。
研究表明，多孔陶瓷材料在弯曲载荷下呈现出明显的脆性破坏特征，弯曲强度与孔隙率呈负相关。
此外，控制材料内部的孔隙结构和孔径大小可以显著影响多孔陶瓷材料的弯曲性能。
3. 抗冲击性能多孔陶瓷材料的抗冲击性能是其在受到冲击载荷下的抵抗能力。
通过进行冲击实验，可以研究多孔陶瓷材料在不同速度下的应力应变行为和破坏机制。
实验结果显示，多孔陶瓷材料的抗冲击性能随着孔隙率的增大而增加，而抗冲击强度则受材料的孔径大小和孔隙结构的影响。
多孔陶瓷的制备和性能研究
多孔陶瓷的制备和性能研究陈艳林1 严海标1 冯晋阳2(1湖北工业大学 武汉 430068) (2武汉理工大学硅酸盐实验中心 430070)摘 要 选用普通陶瓷原料粉为主要原料,适当添加造孔剂(有机细粉碳黑)和高温活性剂,制备出一种性能优良的多孔陶瓷。
通过扫描电镜及性能测试分析,探讨了多孔陶瓷的微观结构及性能的影响因数。
关键词 多孔陶瓷 气孔率 微观结构 前言多孔陶瓷是一种新型陶瓷材料,也可称为气孔功能陶瓷,其具有密度低、气孔率高、抗腐蚀、耐高温和使用寿命长等优点,能在较大温度范围内正常使用,适用于饮料、酿酒、医药、食用油、污水处理、石油化工、催化剂载体,以及环保等领域的各种超精密和无菌过滤。
实际上,人们在很早以前就已经开始使用多孔陶瓷材料了。
比如,人们使用活性碳吸附水分、吸附有毒气体,用硅胶做干燥剂,利用泡沫陶瓷做隔热耐火材料。
在热工上利用其多孔、耐热、耐腐蚀等性能,用作隔热材料;在化工中用作催化载体、过滤及分离装置等。
多孔陶瓷成本低廉,制造工艺简单且性能优良,具有广阔的发展空间。
根据使用目的和对材料性能的要求,人们已经成功地开发出多种制造多孔陶瓷的生产工艺,如机械挤出成孔、添加造孔剂、发泡、有机泡沫体浸渍、溶胶-凝胶工艺等。
如果多孔陶瓷要具备匹配的其他性能,尤其是骨架性能,则还需从这种综合陶瓷材料的制备考虑。
笔者利用普通陶瓷原料粉为主要原料,适当添加有机造孔剂和高温粘结剂,用普通烧结方法制备出气孔率大、气孔分布均匀、抗压强度大的多孔陶瓷。
1 实验1.1 实验原料本次实验的原料来源见表1。
表1 实验的原料来源原料名称生产厂家石英(S iO2)湖北蕲春县大同石英砂厂碳酸钙(化学纯)天津博迪化工有限公司碳酸镁(化学纯)天津博迪化工有限公司玻璃粉天津博迪化工有限公司粘 土武汉市信河化工有限公司碳 粉武汉市信河化工有限公司1.2 实验配方及工艺流程在大量实验的基础上优选出石英基多孔陶瓷坯料的配方:石英70%,玻璃粉15%,碳酸钙5%,碳酸镁5%,粘土5%,造孔剂分别选用5%、10%、15%、20%做4组实验。
多孔陶瓷的制备方法及形成机理
泡沫陶瓷的制造方法略有别于一般
陶瓷工艺，它采用特别严密的软质泡沫
塑料(如聚氨酯)为载体，进而加工成所需
形状、尺寸等。
有机材料在陶瓷料浆注入后能恢复原
状并足以弹回而没有过量的变形，留下涂
覆在泡沫纤维上的陶瓷，然后，经干燥、 高温烧结，进而完全烧尽聚合物，最后余 下一个内连开口气孔三维网状骨架和孔隙 结构(即泡沫结构)的纯粹陶瓷复制品。
料浆，而后在高温下燃尽载体材料而形
成孔隙结构。
如采用聚氨酯泡沫塑料作为多孔载
体，可以制成孔结构与原泡沫塑料相同
的泡沫陶瓷。
根据需要，可选用不同孔结构的载体。 选用载体时，应遵循的原则是，载体 有足够的弹性和强度，可以支撑所吸附的
湿物料而不致于使孔闭合。
料浆干燥后，生坯在较低温度下进行 排塑，这时升温速度应缓慢，以防泡沫塑 料过快燃尽而使孔坍塌。
反应、扩散、液相浸润、液相反应等相
互作用，使多孔材料在烧成时产生一定
的收缩。
因此，添加剂的种类、数量、烧成 温度、时间、气氛等因素均对材料的孔 结构产生影响。
添加剂量增多时，气孔率及平均孔
径都会减少；
烧结温度过高或烧结时间过长，形 成的液相会填充孔隙，也会降低气孔率
或形成闭气孔。
(2) 利用可燃尽的多孔载体吸附陶瓷
中加入碳粉、碳黑等。这些物质在高温
下燃烧挥发而留下孔隙。
利用该法可制各出气孔率高于60％的
多孔陶瓷。
另外，添加可燃尽物质的数量和尺寸， 将对材料的气孔率、最大孔径会产生影响， 并降低材料的强度。
(４) 利用材料的热分解、相变、
离析而形成小孔隙。
多孔陶瓷的制备方法 及形成机理
一、多孔陶瓷的制备方法
3.1 粒状陶瓷的制备 3.2 蜂窝陶瓷的制备
冷冻干燥法制备多孔陶瓷研究进展
冷冻干燥法制备多孔陶瓷研究进展近年来，随着科技的不断进步，多孔陶瓷的制备技术越来越受到人们的。
多孔陶瓷具有优异的物理化学性能，如高透气性、高渗透性、耐高温、耐腐蚀等，使其在许多领域具有广泛的应用前景。
本文将重点冷冻干燥法制备多孔陶瓷的研究进展。
多孔陶瓷的制备方法有很多，包括物理法、化学法、模板法等。
物理法主要包括球磨法、烧结法等；化学法主要包括溶胶-凝胶法、聚合物泡沫浸渍法等。
这些方法在制备多孔陶瓷时都存在一定的局限性，如制备过程复杂、成本高、孔结构不易控制等。
因此，需要探索一种简单、高效、可控的制备方法。
冷冻干燥法是一种新型的制备多孔陶瓷的方法，该方法主要利用冰在低温下升华的原理，将含有陶瓷前驱体的溶液进行冷冻，然后在真空条件下进行干燥。
冷冻干燥法具有以下优点：1）可以制备具有复杂形状和结构的多孔陶瓷；2）可以控制孔径大小和分布；3）制备过程简单、节能环保。
然而，冷冻干燥法也存在一些不足，如制备周期长、成本较高，需要进一步改进和完善。
本文采用冷冻干燥法制备多孔陶瓷，进行了实验设计、材料制备、性能测试等方面的工作。
我们选取合适的陶瓷前驱体和溶剂，制备出具有一定粘度的溶液。
然后，将溶液进行快速冷冻，并在真空条件下进行干燥。
对制备出的多孔陶瓷进行性能测试，包括孔径大小、孔隙率、抗压强度等方面。
通过与其他制备方法相比，我们发现冷冻干燥法在制备多孔陶瓷方面具有明显的优势。
冷冻干燥法可以制备出具有复杂形状和结构的多孔陶瓷，这是其他方法难以实现的。
冷冻干燥法可以精确控制孔径大小和分布，从而满足不同领域的应用需求。
冷冻干燥法的制备过程简单、节能环保，具有很高的实际应用价值。
近年来，利用冷冻干燥法制备多孔陶瓷的研究取得了重要进展。
在机制分析方面，科研人员深入研究了冷冻干燥的原理和过程，提出了许多有价值的理论。
在工艺优化方面，通过不断改进制备工艺，提高了多孔陶瓷的性能和稳定性。
在产品应用方面，冷冻干燥法制备的多孔陶瓷在许多领域都得到了广泛的应用，如催化剂载体、过滤分离、生物医学等。
陶瓷球(吸附)实验检测方法
陶瓷球吸附重金属实验1、多孔陶瓷球制备方法在陶土中添加造孔剂的方法制备多孔陶瓷球：在多孔陶瓷球制备过程中，将无机或有机造孔剂均匀地与陶土混合，在高温烧制多孔陶瓷球时，使得这些造孔剂挥发或燃尽，从而在陶瓷体中留下空隙。
常用的造孔剂有PMMA 微球，ps 微球、淀粉等，这边选择购买方便的淀粉作为造孔剂。
制备过程如下图所示：注：陶瓷制作配方:石英13%，长石21%，宽城土65%，滑石1%采用正交实验确定最佳的多孔陶瓷球配方，实验因素与水平表如下 水平 因素 烧制时间(h)烧制温度(℃)造孔剂添加量（g/L)1 1 11002 2 1.5 1150 5 32112010通过重金属的去除率的测定，确定最佳的加工参数，即：最佳的烧结时间、最佳的烧结温度、最佳造孔剂添加量。
2、重金属离子检测实验方法1）实验室检测实验方法a 、采样：于二沉池中取污水，分五点采样，采样地点分别为二沉池的四角及中心点，每个点采样100ml ，将各点样品混合均匀，共计500ml 。
（假设污泥从二沉池处排出）b 、样品的测定：分别取样品50ml ，采用原子吸收分光光度法测定样品中镉、铬、六价铬、汞、砷、铅等重金属污染物浓度。
陶瓷原料 造孔剂 配料加工成泥团混料陈腐成球机成球干燥 烧制 性能、结构测试分析样品 水c 、吸附实验：量取150ml 样品于250ml 的锥形瓶中，称取一定量的多孔陶瓷球吸附剂（0.5g 、1g 、1.5g 、2g 、2.5g 、3g ）放入锥形瓶，将锥形瓶放在恒温振荡器中震荡（1h 、2h 、3h 、4h 、5h ），振荡速率为120r/min ，温度为室温，取出静置0.5h ，取其上清液50ml ，采用原子吸收分光光度法测定上清液中镉、铬、六价铬、汞、砷、铅等重金属污染物浓度。
d 、去除率计算：去除率=0C C-C 其中，C 0表示吸附前溶液中重金属离子浓度； C 表示吸附后溶液中重金属离子浓度。
e 、根据去除率的计算，确定多孔陶瓷吸附剂的添加比例及吸附时间。
添加造孔剂法制备多孔陶瓷及其强度与孔径控制
添加造孔剂法制备多孔陶瓷及其强度与孔径控制一、本文概述多孔陶瓷作为一种具有独特结构和性能的新型无机非金属材料，在过滤、分离、吸附、催化、载体、隔热、降噪、生物医疗等众多领域表现出广阔的应用前景。
其中，孔径大小及其分布、孔的数量、形状和连通性等孔结构参数对多孔陶瓷的性能起着决定性的作用。
因此，如何制备具有理想孔结构的多孔陶瓷材料成为了研究的关键。
添加造孔剂法作为一种制备多孔陶瓷的常用方法，通过引入造孔剂在陶瓷基体中形成孔洞，从而实现对多孔陶瓷孔结构的调控。
本文旨在探讨添加造孔剂法制备多孔陶瓷的工艺流程、影响多孔陶瓷强度和孔径的关键因素，以及如何通过调整制备参数实现对多孔陶瓷强度和孔径的有效控制，为多孔陶瓷的制备和应用提供理论指导和技术支持。
二、添加造孔剂法制备多孔陶瓷的原理添加造孔剂法制备多孔陶瓷是一种常见且有效的制备工艺，其基本原理是在陶瓷原料中加入一定数量的造孔剂，这些造孔剂在陶瓷烧结过程中会燃烧或分解，从而留下大量孔洞，形成多孔结构。
造孔剂的选择和添加量是影响多孔陶瓷孔结构和性能的关键因素。
造孔剂的种类应具有良好的热稳定性，能够在陶瓷烧结温度范围内不发生化学反应或分解，以保证孔洞的均匀性和稳定性。
常用的造孔剂包括炭黑、石墨、有机物等。
造孔剂的添加量决定了多孔陶瓷的孔隙率和孔径大小。
添加量过多，会导致陶瓷体积收缩过大，强度降低；添加量过少，则孔洞数量不足，影响多孔陶瓷的性能。
因此，合理控制造孔剂的添加量是制备多孔陶瓷的关键。
在制备过程中，造孔剂与陶瓷原料混合均匀后，通过成型和烧结工艺形成多孔陶瓷。
成型过程中，造孔剂颗粒随机分布在陶瓷基体中，形成初步的孔结构。
在烧结过程中，造孔剂燃烧或分解，形成大量孔洞，同时陶瓷基体发生致密化，形成最终的多孔陶瓷。
通过调整烧结温度和保温时间等工艺参数，可以进一步控制多孔陶瓷的孔结构和性能。
烧结温度过高或保温时间过长，可能导致孔洞坍塌，降低多孔陶瓷的孔隙率和比表面积；烧结温度过低或保温时间过短，则可能导致陶瓷基体致密化不足，影响多孔陶瓷的强度。
实验一多孔陶瓷的制备
实验一多孔陶瓷的制备一、实验目的1. 了解多孔陶瓷的用途2. 掌握多孔陶瓷的制备方法3. 了解多孔陶瓷的制备工艺二、实验原理多孔陶瓷是一种新型陶瓷材料，也可称为气孔功能陶瓷，它是一种利用物理表面的新型材料。
多孔陶瓷具有如下特点：巨大的气孔率、巨大的气孔表面积；可调节的气孔形状、气孔孔径及其分布；气孔在三维空间的分布、连通可调；具有其它陶瓷基体的性能，并具有一般陶瓷所没有的主要利用与其巨大的比表面积相匹配的优良热、电、磁、光、化学等功能。
实际上，很早以前人们就使用多孔陶瓷材料，例如，人们使用活性碳吸附水份、吸附有毒气体，用硅胶来做干燥剂，利用泡沫陶瓷来做隔热耐火材料等。
现在，多孔陶瓷，尤其是新型多孔陶瓷的应用范围广多了。
1. 多孔陶瓷的种类多孔陶瓷的种类很多，按所用的骨料可以分为以下六种：按孔径分为以下三种情况：2. 多孔陶瓷的制备：陶瓷产品中的孔包括：（1）封闭气孔：与外部不相连通的气孔（2）开口气孔：与外部相连通的气孔下面介绍多孔陶瓷中孔的制备方法和制备技术2.1孔的形成方法：（1）添加造成孔剂工艺：陶瓷粗粒粘结、堆积可形成多孔结构，颗粒靠粘结剂或自身粘合成型。
这种多孔材料的气孔率一般较低，20～30%左右，为了提高气孔率，可在原料中加入成孔剂(porous former)，即能在坯体内占有一定体积，烧成、加工后又能够除去，使其占据的体积成为气孔的物质。
如碳粒、碳粉、纤维、木屑等烧成时可以烧去的物质。
也有用难熔化易溶解的无机盐类作为成孔剂，它们能在烧结后的溶剂侵蚀作用下除去。
此外,可以通过粉体粒度配比和成孔剂等控制孔径及其它性能。
这样制得的多孔陶瓷气孔率可达75%左右，孔径可在μｍ—ｍｍ之间。
虽然在普通的陶瓷工艺中，采用调整烧结温度和时间的方法，可以控制烧结制品的气孔率和强度，但对于多孔陶瓷，烧结温度太高会使部分气孔封闭或消失，烧结温度太低，则制品的强度低，无法兼顾气孔率和强度，而采用添加成孔剂的方法则可以避免这种缺点，使烧结制品既具有高的气孔率，又具有很好的强度。
多孔陶瓷的制备方法、多孔陶瓷及其应用
多孔陶瓷的制备方法、多孔陶瓷及其应用多孔陶瓷是一种具有高度孔隙度和大孔径的陶瓷材料，具有良好的化学稳定性、高温稳定性和机械强度，因此在许多领域有着广泛的应用。
本文将介绍多孔陶瓷的制备方法、多孔陶瓷及其应用。
一、多孔陶瓷的制备方法
多孔陶瓷的制备方法主要包括模板法、发泡法、溶胶-凝胶法、压制法等。
其中，模板法是最常用的制备方法之一。
该方法的基本原理是利用模板的形状和大小来控制多孔陶瓷的孔隙结构。
具体步骤为：首先制备出模板，然后将模板浸泡在陶瓷浆料中，待浆料干燥后，将模板烧掉，最后进行烧结处理，得到多孔陶瓷。
二、多孔陶瓷的特点
多孔陶瓷具有以下特点：
1.高度孔隙度：多孔陶瓷的孔隙度通常在50%以上，可以达到80%以上。
2.大孔径：多孔陶瓷的孔径通常在几微米到几百微米之间。
3.化学稳定性：多孔陶瓷具有良好的化学稳定性，可以在酸、碱等恶劣环境下使用。
4.高温稳定性：多孔陶瓷具有良好的高温稳定性，可以在高温环境
下使用。
5.机械强度：多孔陶瓷具有较高的机械强度，可以承受一定的压力和拉力。
三、多孔陶瓷的应用
多孔陶瓷在许多领域有着广泛的应用，主要包括：
1.过滤材料：多孔陶瓷可以作为过滤材料，用于过滤水、空气等。
2.催化剂载体：多孔陶瓷可以作为催化剂的载体，用于催化反应。
3.生物医学材料：多孔陶瓷可以作为生物医学材料，用于骨修复、人工关节等。
4.电子材料：多孔陶瓷可以作为电子材料，用于制备电容器、电感器等。
多孔陶瓷具有高度孔隙度和大孔径的特点，具有良好的化学稳定性、高温稳定性和机械强度，因此在许多领域有着广泛的应用。
SiC多孔陶瓷的研究与制备
S1C多孔陶瓷的研究与制备江超余少华余开明(中国轻工业陶瓷研究所江西景德镇333000)摘要采用添加造孔剂法制备SiC多孔陶瓷。
笔者研究了2种造孔剂对多孔陶瓷的吸水率、气孔率、体积密度以及抗折强度的影响，还研究了4种烧成温度对SiC多孔陶瓷的性能影响。
实验结果表明：当配方组成为SiC85%、苏州土5%、造孔剂10%,外加5%的PVA,在20MPa的压力下干压成形，于四组不同温度下烧成，在1280C下，10%的木屑和炭粉分别作为造孔剂的SiC多孔陶瓷的气孔率为32.37%和40.21%,其中以10%的木屑为造孔剂的SiC多孔陶瓷抗折强度可达55.29MPa。
关键词SiC多孔陶瓷造孔剂性能中图分类号:TQ174.75文献标识码:A文章编号：1002—2872(2020)12—0029—04Research And Preparation of SiC Porous CeramicsJIANG t Chao,YU Shaohua,YU Kaiming(Ceramic Research Institute of Light Industry of China,Jiangxi,Jingdczhcn, 333000,China)Abstract：SiC porous ceramics were prepared by adding porosity agent.'The effects of two kinds of pore making agents on waterabsorption,porosity,volumedensityandflexuralstrengthofporousceramicswerestudied.Thee f ectsoffourfiring temperaturesonthepropertiesofSiCporousceramicswerealsostudied.Experimentalresultsshowthatwhentheformula composition of SiC85%,Suzhou soil,pore—forming agent10%,5%and5%of PVA,under the pressure of20MPa dry pressing molding,in four groups of firing at different temperatures and under1280°C,10%of sawdust and coal powder as pore—forming agent,respectively,the porosity of porous SiC ceramics were32.37%and40.31%,of which10%of saw dustaspore—formingagentoftheSiCporousceramicsflexuralstrengthof55.29MPa.Keywords:SiCporousceramics;Poreformer;Performance前言SiC多孔陶瓷是一种内部结构中有很多气孔的新型功能材料。
多孔陶瓷成型方案
多孔陶瓷成型方案如何制备多孔陶瓷材料多孔陶瓷是一种含有较多气孔的无机非金属材料，主要利用材料中的孔洞结构与材质本身结合而具有的性质来达到所需的功能。
作为一种新型绿色环保的陶瓷材料，具有孔隙率高、渗透率高、比表面积大、体积密度小和热导率低等优异特性。
多孔陶瓷从19世纪70年代开始发展，初期被用作铀提纯和细菌过滤材料使用。
经过长时间的试验发展，现如今其自身可调节的孔径分布，配合上基体材料的光、电、热、磁等物理力学性能可以在多个领域发挥作用，例如作为过滤材料、催化剂载体、吸声材料、保温隔热材料、生物材料、红外燃烧器等。
1 多孔陶瓷的制备方法多孔陶瓷的制备工艺主要有添加造孔剂法、挤出成型法、溶胶-凝胶法、冷冻干燥法、发泡法、颗粒堆积法、3D打印法、熔盐法、有机泡沫浸渍法等。
区别于许多工艺制作更为成熟的传统制备，3D打印法（Three-dimensional printing, 3DP）是近几年发展起来的一种多孔陶瓷制备新方法。
3D打印利用计算机辅助设计（Computer aided design, CAD）的三维数据模型，通过打印头喷射粘结剂将粉体层层堆积成最终产物。
3D打印技术与反应烧结工艺的结合实现了复杂形状陶瓷的无模制造与近净尺寸成型。
2 实现3D打印的操作过程实现陶瓷材料3D打印技术需要依靠两个系统：一是计算机软件系统，即用来进行结构和图形的设计，并将其转换成通用的代码语言；二是接收指令的运作系统，即用来输出打印最终的成品。
基本过程大致为：①建立三维CAD模型（computer aided design，计算机辅助设计）。
②基于离散一叠加原理将其切片获取许多分离的平面。
③传递至成型系统。
④利用CAM（computer aided manufacturing，计算机辅助制造）逐层打印出完整的零部件原型体。
3 视频举例：《泡沫陶瓷打印技术演示》4 3D打印法制备多孔陶瓷的优势与不足3D打印法制备多孔陶瓷具有无污染、效率高及无需模具等特点，不仅可以用来制备微观结构均匀、孔连通性好及形状复杂的多孔陶瓷，而且还可以控制所制备多孔陶瓷的孔径大小、孔形状及孔隙率。
多孔陶瓷材料制备工艺技术
多孔陶瓷材料制备工艺技术多孔陶瓷材料是一种具有均匀开放孔隙结构的陶瓷材料，具有低密度、高比表面积和优良的渗透性等优点，广泛应用于过滤、吸附、催化和传热等领域。
多孔陶瓷的制备工艺技术涉及研磨、成型、烧结和后处理等环节。
首先，研磨是多孔陶瓷制备的第一步。
研磨是将原料进行粉碎、混合和混合的过程，以获得细粉末和均匀的化学组成。
常用的研磨方法有球磨法和振动磨法。
球磨法通过将原料粉末与高硬度的球体一起放入球磨罐中，在球磨罐内进行摩擦和撞击，从而达到粉碎原料的目的。
振动磨法则是通过振动磨碎机将原料粉末放入磨碎机中进行高频振动，使原料粉末相互碰撞和摩擦，从而实现研磨的效果。
其次，成型是多孔陶瓷制备的关键步骤之一。
常用的成型方法有压制成型、注塑成型和糊状注模成型。
压制成型是将研磨后的粉末放入成型模具中，在高压下进行压制，使粉末形成固体状。
注塑成型是将研磨后的粉末与有机物料混合均匀，然后通过注射设备将混合物注射到成型模具中，在高温条件下固化形成固体。
糊状注模成型是将研磨后的粉末与粘结剂混合均匀，然后将混合物倒入成型模具中，经过一段时间的自由降落，使粉末粘结成固体。
再次，烧结是多孔陶瓷制备的重要步骤。
烧结是将成型好的陶瓷体加热到高温，使其发生化学反应或表面扩散，从而实现颗粒间的结合，形成坚固的陶瓷材料。
常用的烧结方法有氧化铝烧结、碳化硅烧结和氮化硅烧结等。
在烧结过程中，需要控制烧结温度、时间和烧结气氛等参数，以确保烧结过程的顺利进行。
最后，多孔陶瓷材料的后处理是为了提高其性能和应用范围。
常见的后处理方法有烧结致密化、涂层和掺杂等。
烧结致密化是在烧结后将陶瓷材料进行再烧结，以增加其致密度和强度。
涂层是在多孔陶瓷材料的表面涂覆一层特殊材料，以改善其表面特性和改变其使用性质。
掺杂是在多孔陶瓷材料中加入其他元素或化合物，以改变其特性和功能。
综上所述，多孔陶瓷材料的制备工艺技术包括研磨、成型、烧结和后处理等环节。
通过科学控制每个环节的工艺参数，可以获得具有良好孔隙结构和优良性能的多孔陶瓷材料。
多孔陶瓷的制备方法、多孔陶瓷及其应用
多孔陶瓷的制备方法、多孔陶瓷及其应用
1. 多孔陶瓷的制备方法
多孔陶瓷作为一种材料，在吸附、过滤、隔离等领域有着广泛的
应用。
其制备方法主要有以下几种：
1.1 泡沫剂法
这种方法是先将泡沫塑料经过处理，然后在其表面加上一层陶瓷，再将泡沫塑料烧掉，最终得到多孔陶瓷。
1.2 乳胶法
这种方法是将陶瓷粉末与乳胶混合，在混合物中加入发泡剂，制
成泡沫状，再进行烧结，最终得到多孔陶瓷。
1.3 发泡烧结法
这种方法是将陶瓷粉末与发泡剂混合制成泡沫状，然后进行烧结，最终得到多孔陶瓷。
2. 多孔陶瓷的应用
多孔陶瓷由于其优良的物理和化学性能，在各个领域得到了广泛
的应用。
2.1 吸附材料
多孔陶瓷具有极高的比表面积和开放孔道结构，这使得其有着极高的吸附性能。
因此，在环境工程中，多孔陶瓷被广泛应用于空气净化、水处理等方面。
2.2 过滤材料
多孔陶瓷的孔径大小可调，其过滤性能优良，可以去除水中的悬浮物、细小颗粒等。
因此，在水处理、陶瓷过滤、食品加工等方面广泛应用。
2.3 生物材料
多孔陶瓷具有良好的生物相容性和生物降解性能，因此，在骨修复、牙齿修复等领域有着重要的应用。
同时，在制备人工心脏瓣膜、人工耳蜗等医疗器械方面也被广泛应用。
综上所述，多孔陶瓷在各个领域都有着重要的应用。
其制备方法多样，可以根据不同的需求选择不同的方法进行制备。
随着科技的发展，多孔陶瓷的应用也会越来越广泛。
发泡成型制备多孔陶瓷保温材料的研究--实验设计及报告
发泡成型制备多孔陶瓷保温材料的研究一、研究背景：多孔陶瓷具有化学稳定性好，轻质，耐热性好，比表面积大，良好的抗热冲击性质等特性。
多孔陶瓷中气孔的引入，降低了陶瓷材料的热导率，使多孔陶瓷成为一种理想的耐热与隔热材料。
传统的窑炉、高温电炉其内衬多为多孔陶瓷。
为增加其隔热性能还可将内部气体抽真空。
目前世界上最好的隔热材料正是这种多孔陶瓷材料。
高级的多孔陶瓷隔热材料还可用于航天飞机的外壳隔热。
除此以外,由于其多孔性还可以作为换热材料用,且换热充分。
多孔陶瓷应用为隔热材料和换热材料等,对于节能有重大的意义。
不仅可以解决传统上热回收的难题,还可以防止热污染,有利于绿色窑炉的实现。
随着陶瓷行业对陶瓷材料性能和制品形状等要求的日益提高，传统的成型方法，如注浆成型、干压成型、热铸成型、注射成型等已不能满足其要求。
这是因为传统的成型技术或多或少存在一些问题，如热压铸成型或注射成型所需时间长，坯体强度低，成品率低；等静压成型所需设备昂贵，成本高，无法普及；因此在很大程度上限制了陶瓷行业的发展和应用前景。
发泡注凝成型技术是将注凝成型工艺与发泡工艺相结合的一种技术,它有效地利用活性高分子在陶瓷浆料中发生的聚合反应将聚合三维网状结构引入到陶瓷坯体中,通过烧结出去有机物来实现高气孔率多孔保温陶瓷的合成。
该工艺突出的特点是它将发泡独立出来进行,利用表面活性剂进行发泡,并可对泡沫性质进行合理的调节,通过高速搅拌使发泡剂充分发泡,在与浆料体系混合后加入有机高分子交联剂,在引发剂和催化剂的作用下,浆料中的活性大分子交联聚合形成三维网状结构,从而使料浆原位固化成型,最后通过干燥烧结形成所需的制品。
该技术的出现可以在一定程度上克服传统成型工艺的不足。
本实验即通过采用发泡注凝成型技术来制备多孔陶瓷保温材料。
二、研究现状徐鲲濠等研究凝胶注模工艺与发泡凝胶工艺两种工艺制备氧化铝多孔陶瓷的力学和热学性能，并对性能进行了对比，并结合气孔尺寸、气孔分布和显微形貌等因素，分析了两种工艺制备氧化铝多孔陶瓷性能不同的原因。
多孔陶瓷制备工艺及测试设计
多孔陶瓷制备工艺及测试设计一、引言：多孔陶瓷是近年来受到广泛关注的一种新型陶瓷材料,因其基体孔隙结构可实现多种功能特性,所以又称为气孔功能材料。
多孔陶瓷不仅具有良好的化学稳定性及热稳定性,而且还具有优异的透过性、高比表面积、极低的电导率及热导率等性能,可用作过滤材料、催化剂载体、保温隔热材料、生物功能材料等,目前已经广泛应用于化工、能源、冶金、生物医药、环境保护、航空航天等诸多领域。
近些年来,随着制备技术取得了长足发展,多孔陶瓷的应用领域也在不断拓宽。
相关报道表明,一些经特殊工艺制备的多孔陶瓷已用于光学探测器、药物输送、生物追踪、化学反应控制等方面;有些还可作为介质材料,在一些微型智能设备中完成数据计算、存储及传输等功能,这些领域都是早期发展多孔陶瓷时不曾预料到的。
虽然目前已有较多关于多孔陶瓷的综述文献,但近些年来在技术发展推动下,新工艺新应用不断涌现,因此有必要结合一些最新文献对多孔陶瓷的制备工艺进展进行评述分析。
二、实验目的1、制备新型多孔陶瓷并对其性能进行测试设计；2、掌握窑炉、BET比表面积测试仪、电子显微镜等仪器的使用；3、了解多孔陶瓷的研究、发展趋势及相关性能的应用。
三、实验原理选择合适的造空剂和原料充分混合，经过成型、干燥、合理温度的烧结使造空剂消失，从而得到多孔陶瓷。
四、实验步骤1、原料的制备原料选用氧化铝粉体，造空剂选用碳微球。
将制备陶瓷的氧化铝粉体与木炭充分混合，经处理制成多孔陶瓷原料。
2、成型3、干燥一段时间4、用合适的温度烧结适当的时间五、测试设计1、是否为多孔陶瓷取少量陶瓷颗粒于载玻片之上，滴加一定量乙醇，过一段时间在盖上载玻片，放在电子显微镜上观察，电脑上显示出观察的图片，基本可以判断是否为多孔陶瓷。
2、比表面积测定用BET比表面积测试仪测试。
气体选用氢气，标样用碳粉末。
实验数据处理后可得其比表面积。
3、导电及导热性能的测试六、发展趋势多孔陶瓷材料的应用与研究一直受到人们关注,随着新材料、新结构、新工艺的提出和改善,多孔陶瓷材料的应用领域将继续拓宽、经济及社会效益会进一步显现。
多孔陶瓷的制备方法及形成机理
每一粒骨料仅在几个点上与其他颗粒发生连 接(见下图)，形成大量的三维贯通孔道。
骨料颗粒堆积、粘接而形成的多孔陶瓷
一般来说，利用骨料颗粒的堆积、 粘接所形成的多孔陶瓷材料中，有下面 的规律：
骨料颗粒尺寸越大，形成的平均
孔径越大； 骨料颗粒尺寸分布范围越窄，所得
到的多孔陶瓷微孔的分布就越均匀。
由于添加剂与骨料间可能发生固相
中加入碳粉、碳黑等。这些物质在高温
下燃烧挥发而留下孔隙。
利用该法可制各出气孔率高于60％的
多孔陶瓷。
另外，添加可燃尽物质的数量和尺寸， 将对材料的气孔率、最大孔径会产生影响， 并降低材料的强度。
(４) 利用材料的热分解、相变、
离析而形成小孔隙。
膨润土---泡沫结构材料的粘结剂，
烧结时产生玻璃相，增加流动性； 高岭土---与膨润土有相似作用；
AlPO4---是一种空气固化剂或粘结剂，
无需加热即可使陶瓷浆硬化(但最好还是 经烘干)，它与金属熔体不起化学反应。 AlPO4最好配成50％水溶液使用。
二、多孔陶瓷的形成机理
(1) 利用骨料颗粒的堆积，粘接形成多
泡沫陶瓷的制造方法略有别于一般
陶瓷工艺，它采用特别严密的软质泡沫
塑料(如聚氨酯)为载体，进而加工成所需
形状、尺寸等。
有机材料在陶瓷料浆注入后能恢复原
状并足以弹回而没有过量的变形，留下涂
覆在泡沫纤维上的陶瓷，然后，经干燥、 高温烧结，进而完全烧尽聚合物，最后余 下一个内连开口气孔三维网状骨架和孔隙 结构(即泡沫结构)的纯粹陶瓷复制品。
粘结剂在烧结时熔融，形成液相烧结， 将骨料颗粒结合起来；同时，在骨料之间形
成孔隙。
粒状多孔陶瓷除气孔率较大外，同一般 陶瓷烧结体无大差别。
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实验一多孔陶瓷的制备
一、实验目的
1. 了解多孔陶瓷的用途
2. 掌握多孔陶瓷的制备方法
3. 了解多孔陶瓷的制备工艺
二、实验原理
多孔陶瓷是一种新型陶瓷材料，也可称为气孔功能陶瓷，它是一种利用物理表面的新型材料。
多孔陶瓷具有如下特点：巨大的气孔率、巨大的气孔表面积；可调节的气孔形状、气孔孔径及其分布；气孔在三维空间的分布、连通可调；具有其它陶瓷基体的性能，并具有一般陶瓷所没有的主要利用与其巨大的比表面积相匹配的优良热、电、磁、光、化学等功能。
实际上，很早以前人们就使用多孔陶瓷材料，例如，人们使用活性碳吸附水份、吸附有毒气体，用硅胶来做干燥剂，利用泡沫陶瓷来做隔热耐火材料等。
现在，多孔陶瓷，尤其是新型多孔陶瓷的应用范围广多了。
1. 多孔陶瓷的种类
多孔陶瓷的种类很多，按所用的骨料可以分为以下六种：
按孔径分为以下三种情况：
2. 多孔陶瓷的制备：
陶瓷产品中的孔包括：（1）封闭气孔：与外部不相连通的气孔
（2）开口气孔：与外部相连通的气孔
下面介绍多孔陶瓷中孔的制备方法和制备技术
2.1孔的形成方法：
（1）添加造成孔剂工艺：陶瓷粗粒粘结、堆积可形成多孔结构，颗粒靠粘结剂或自身粘合成型。
这种多孔材料的气孔率一般较低，20～30%左右，为了提高气孔率，可在原料中加入成孔剂(porous former)，即能在坯体内占有一定体积，烧成、加工后又能够除去，使其占据的体积成为气孔的物质。
如碳粒、碳粉、纤维、木屑等烧成时可以烧去的物质。
也有用难熔化易溶解的无机盐类作为成孔剂，它们能在烧结后的溶剂侵蚀作用下除去。
此外,可以通过粉体粒度配比和成孔剂等控制孔径及其它性能。
这样制得的多孔陶瓷气孔率可达75%左右，孔径可在μｍ—ｍｍ之间。
虽然在普通的陶瓷工艺中，采用调整烧结温度和时间的方法，可以控制烧结制品的气孔率和强度，但对于多孔陶瓷，烧结温度太高会使部分气孔封闭或消失，烧结温度太低，则制品的强度低，无法兼顾气孔率和强度，而采用添加成孔剂的方法则可以避免这种缺点，使烧结制品既具有高的气孔率，又具有很好的强度。
（2）有机泡沫浸渍工艺：有机泡沫浸渍法是用有机泡沫浸渍陶瓷浆料，干燥后烧掉有机泡沫，获得多孔陶瓷的一种方法。
该法适于制备高气孔率、开口气孔的多孔陶瓷。
这种方法制备的泡沫陶瓷是目前最主要的多孔陶瓷之一。
（3）发泡工艺：可以在制备好的料浆中加入发泡剂，如碳酸盐和酸等，发泡剂通过化学反应等能够产生大量细小气泡，烧结时通过在熔融体内产生放气反应能得到多孔结构，这种发泡气体率可达95%以上。
与泡沫浸渍工艺相比，更容易控制制品的形状、成分和密度，并且可制备各种孔径大小和形状的多孔陶瓷，特别适于生产闭气孔的陶瓷制品，多年来一直引起研究者的浓厚兴趣。
（4）溶胶-凝胶工艺：主要利用凝胶化过程中胶体粒子的堆积以及凝胶(热等)处理过程中留下小气孔，形成可控多孔结构。
这种方法大多数产生纳米级气孔，属于中孔或微孔范围内，这是前述方法难以做到的，实际上这是现在最受科学家重视的一个领域。
溶胶-凝胶法主要用来制备微孔陶瓷材料，特别是微孔陶瓷薄膜。
（5）利用纤维制得多孔结构：主要利用纤维的纺织特性与纤细形态等形成气孔，形成的气孔包括：a 有序编织、排列形成的；b 无序堆积或填充形成的。
通常将纤维随意堆放，由于纤维的弹性和细长结构，会互相架桥形成气孔率很高的三维网络结构，将纤维填充在一定形状的模具内，可形成相对均匀，具有一定形状的气孔结构,施以粘结剂，高温烧结固化就得到了气孔率很高的多孔陶瓷，这种孔较大的多孔陶瓷的气孔率可达80%以上；在有序纺织制备方法中，有一种是将纤维织布(或成纸),，再将布(或纸)折叠成多孔结构，常用来制备“哈尔克尔”，这种多孔陶瓷通常孔径较大，结构类似于前面提到的以挤压成型的蜂窝陶瓷；另外是三维编织，这种三维编织为制备气孔率、孔径、气孔排列、形状高度可控的多孔陶瓷提供了可能。
（6）腐蚀法产生微孔、中孔：例如对石纤维的活化处理，许多无机非金属半透膜也曾以这种方法制备。
（7）利用分子键构成气孔：如分子筛，这是微孔材料也是中孔材料。
象沸石、柱状磷酸锌等是这类材料。
以上简述了一些气孔结构形成过程。
有些材料中需要的不仅仅是一种气孔，例如作为催化载体材料或吸附剂，同时需要大孔和小孔两种气孔，小孔提供巨大比表面，而大孔形成互相连通结构，即控制气孔分布，这可以通过使用不同的成孔剂来实现；有时则需要气孔有一定形状，或有可再加工性；而作为流体过滤器的多孔陶瓷，其气孔特性要求还应根据流体在多孔体内运动的相关基础研究来决定。
这些都是需要针对具体情况加以特别考虑的。
如果多孔陶瓷材料还要具备匹配的其它性能，尤其是骨架性能，则还需从这种综合陶瓷材料的制备考虑。
2.2 多孔陶瓷的配方设计：
（1）骨料：骨料为多孔陶瓷的主要原料，在整个配方中占的70%~80%的重量，在坯体中起到骨架的作用，一般选择强度高、弹性模量大的材料。
（2）粘结剂：一般选用瓷釉、粘土、高岭土、水玻璃、磷酸铝、石蜡、PV A、CMC等其主要作用是使骨料粘结在一起，以便于成形。
（3）成孔剂：加入成孔剂的目的是促使陶瓷的气孔率增加，必须满足在加热过程中易于排除；排除后在基体中无有害残留物；不与基体反应。
加入可燃尽的物质，如木屑、稻壳、煤粒、塑料粉等物质在烧成过程中因为发生化学反应或者燃烧挥发而除去，从而在坯体中留下气孔。
2.3 多孔陶瓷的成形方法：
2.4 烧成：
使用不同的制备方法和制备工艺，就会有不同的烧成制度，具体应该根据材料的性能而定。
三、实验仪器：
本实验采用添加成孔剂，采用模压方法制备毛坯，然后在进行烧结的方法。
1. 实验药品：骨料（氧化铝）、成孔剂（煤粒）、粘结剂（CMC、MgO）
2. 实验仪器：托盘天平、拈钵、捣打磨具、木槌、高温炉
四、实验过程：
多孔氧化铝陶瓷的制备工艺主要有选料、配料、混合研磨、成型、干燥、烧结等六个步骤，具体如下。
1.选料：
本次选用的骨料是氧化铝，在坯体中起到骨架的作用。
成孔剂主要目的是促使陶瓷气孔率增加，这次选用煤灰作为成孔剂。
粘结剂选取具有良好塑性变形能力及粘结力的CMC、MgO。
2. 配料
用托盘天平按下表称取总重25克的原料。
3. 混合研磨：
将配好的配料充分混合，采用多次过筛与反复搅拌的方法使配料混合均匀。
将混合好的配料放入陶瓷拈钵中，充分的研磨。
4. 成型：
使混合好的混合料通过某种方法成为具有一定形状的坯体的工艺过程叫成型。
本实验采用模压成型法，模压成型法是利用压力将干粉坯料在模具中压制成致密的坯体的一种方法。
5. 干燥：
将毛坯在烘箱中在100℃下予处理30分钟，使毛坯干燥。
6. 烧结：
将干燥完的毛坯放入高温炉中，按下表的升温制度进行烧结，即可获得多孔陶瓷。
五、思考题
1.什么是多孔陶瓷，多孔陶瓷的应用领域简介。
2.多孔陶瓷中的孔是如何形成的，本实验中使用的成孔剂是什么？。