自膨胀闭孔泡沫陶瓷微球35页PPT

多孔材料PPT课件

根据开尔文方程，孔隙半多孔体，则常用压汞法来测定其
径可表示为：
孔径分布。
2021
孔隙形貌
孔隙形貌对多孔材料性能的影响远大于孔隙尺寸。实际上，蜂窝体和泡沫体的孔隙构型一般并不是圆柱形或球体或其他规则形状，而是一种不规则的多面体构型，故孔穴尺寸在不同方向上均会或多或少地存在着差异。多孔体的这种各向异性程度可用各向异性率来表征，
密度与对应致密材质密度的比值：
(1r)10 % 0(1s )10 % 0
2021
孔率的测定
1 显微分析法：由显微镜观测出截面的总面积 S0 ，和SP，再通过如下公式计算出其中包含的孔隙面积多孔体的孔率：
SP SO
100%
2 质量体积直接计算法：
1VM S 100%
满足本方法试样要求的规则形状是立方体、长方体、球体、圆柱体、管材、圆片等，减小相对误差的作法是采用大体积的试样。
DL/0 (.78)25L/0.616
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气泡法
气泡法是利用对通孔 2rcosr2p
材料具有良好浸润性的液体浸渍多孔样品，使之充满开孔隙空间，然后以气体将连通孔中的液体推出，依据所用气体压力来计算孔径值。
2021
气体吸附法
在恒温下，将作为吸附质
的气体分压从0.01-1atm逐
对多孔材料的研究是由沸石开始的；
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沸石
沸石是一种矿石，最早发现于 1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提（Cronstedt）发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象。
分子筛具有均匀的微孔结构，这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，并对极性分子和饱和分子具有优先吸附能力，因而能把极性程度不同，饱和程度不同，分子大小不同及沸点不同的分子分离开来。(0.3-2.0 nm)

碳泡沫

树脂压力、温度热塑性树脂炭泡沫热固性树脂炭化石墨化
发泡助剂
氧化
固化
图1 发泡剂发泡法制备炭泡沫的工艺
2.2 模板法
• 模板法：是以无机多孔物质作模板, 以含碳的有机物为前驱体, 通过各种方式( 如浸渍或气相沉积等) 将炭的前驱体引入模板, 炭化模板中的有机物, 除去模板后得多孔炭的一种方法。
炭泡沫的制备、性能及应用
目录
• 炭泡沫的研究历史
• 炭泡沫的制备方法 • 炭泡沫的结构与性能
• 炭泡沫的应用
• 展望
炭泡沫的研究历史
• 炭泡沫( Carbon foams, CF)：是一种具有大尺寸孔径的网状多孔材料, 其研究历史可以追溯到 20 世纪60 年代。
其发展简单的来说可分为两个阶段：
20 世纪90 年代以前 20世纪90 年代至今
炭泡沫基本上是以树脂为前驱体
用沥青和煤作为前驱体替代树脂制备炭泡沫
炭泡沫的制备方法
• 2.1 发泡剂发泡法
• 2.2 模板法 • 2.3 中间相沥青自发泡发法 • 2.4 限空间法
• 2.5 炭泡沫的改性
2.1 发泡剂发泡法
发泡剂发泡法是制备树脂基炭泡沫的常用方法。其工艺过程图1：
炭泡沫的结构与性能
炭泡沫的应用
• 树脂基炭泡沫具有多孔、绝热、绝缘和强度较低的特性,因此主要作为功能材料而广泛应用于绝热隔热、过滤和催化剂载体等领域。
• 中间相沥青基炭泡沫不仅可以用作功能材料, 也可以用作结构材料, 因而在宇航、国防和商业等潜在市场具有异常广阔的应用前景。
展望
• 目前的研究主要集中在通过控制工艺改变中间相沥青基炭泡沫的性能, 尤其是高热导率、高强度方面。

【国家自然科学基金】_闭孔_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802

科研热词泡沫铝闭孔泡沫铝腰丛神经阻滞股骨粗隆间骨折硬膜外阻滞应变率效应尺寸效应力学性能龄期高速摄影机阻燃防冲支护闭孔珍珠岩闭孔泡沫金属材料闭孔多孔材料闭孔采矿工程表面变形行为能量吸能能量吸收能量聚酰亚胺聚氨酯结构参数细观变形均匀性等效弹性模量硬质泡沫盆腔淋巴结切除术盆腔淋巴囊肿爆炸载荷热性能烧结多孔介质浇注成型流动沸腾泡沫陶瓷泡沫铝夹心泊松比水泥土机理分析术后并发症有限元模拟无侧限抗压强度数值模拟抗爆性能性能微观破裂形貌微孔结构开孔与闭孔泡沫铝应力-应变曲线平板振动分析屈服面尺度效应
推荐指数 4 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
科研热词激光防护泡沫铝泡沫金属有限元分析固体力学光限幅三阶光学非线性 z-扫描髋臼前倾角面心立方(fcc)单元胞模型非均质材料凝固闭孔金属泡沫闭孔泡沫铝钛及钛合金金属泡沫表面活性剂腐蚀性能能量吸收特性聚乙烯醇等效热传导系数空穴膨胀理论稀土相对密度球形闭孔泡沫材料泡沫镁泡沫铝靶泡沫铝合金泡沫材料泊松比比例加载数值模拟掺nd3+玻璃掺ho3+玻璃形状因子强度破坏包线应变率敏感性应力波应力应变关系应力不变量广义强度准则孔结构特征统计孔结构变形孔径多孔水凝胶多孔材料塑性变形图像相关方法吸能特性发育性髋关节发育不良压缩性能压缩屈服压缩

第十章多孔陶瓷

干燥
蜂窝陶瓷的成品率在很大程度上取决于干燥工艺。坯体各部分干燥速率不同，会造成收缩不一致而开裂。目前大多采用微波干燥工艺。
微波干燥的特点
以微波辐射使生坯内极性强的分子，主要是水分子运动加剧，转化为热能干燥湿坯。微波频率高、产生的热量大、加热效果比高频电干燥好。而且穿透深度大于红外线辐射，有利于热湿传导，使干燥过程快速均匀。小件坯体的干燥仅需数分或数秒钟。因水分子强烈地吸收微波，使微波干燥具有良好的选择性，水份多处干燥得快，易使干燥趋于均匀
骨料堆积工艺工艺流程
骨料配料多孔材料成型烧结
添加剂
颗粒
孔颗粒
道液相粘结部分
颗粒
颗粒
孔道形貌示意图
添加造孔剂工艺
添加造孔剂工艺是通过在陶瓷配料中添加造孔剂，利用造孔剂在坯体中占据一定空间，然后经过烧结造孔剂离开基体而形成气孔来制备多孔陶瓷。
无机造孔剂
碳酸铵，碳酸氢铵，氯化铵，碳酸钙无机碳如煤粉碳粉等
蜂窝陶瓷 -几何特性
外径ⅹ高ⅹ厚 mmⅹmm ⅹmm
孔密度孔数孔/in2(cm2) 孔径 (mm)壁厚 (mm) 比表面积开孔率 m2/ m3 (%)
150ⅹ150 ⅹ50
150ⅹ150 ⅹ100 150ⅹ150 ⅹ150 150ⅹ150 ⅹ300 150ⅹ150 ⅹ450 150ⅹ150 ⅹ600
烧成
蜂窝陶瓷含有大量的有机成型粘结剂，在烧成时应特别注意低温阶段（120～600℃）的升温速度和气氛的控制。低温阶段升温速度一般为10～ 20℃/h，如升温过快易引起坯体开裂或孔道壁起泡，特别是外壁的起泡。另外，有机物应在坯体出现液相前使用充分的氧化气氛，使之充分排净，否则易产生（黑心）现象。

3M玻璃微球和陶瓷微球

抗压强度 250psi(~1.7mpa)—K1
18000psi(~124mpa)—S60HS
直径
15~135微米
Ph
碱性 – 9.5
软化温度 600℃
1psi=6890pa
3M 玻璃微球K、S系列
3M 玻璃微球特点
降低密度，减轻重量减少收缩和开裂不吸收树脂低粘度/高填充率增加流动机械加工性能好防水，隔热低介电常数，绝缘耐磨成本经济
- 最大的好处 - 最低的成本
强度要求
玻璃微球在船舶上的应用推荐
K1 , (compound, 腻子添加剂) -- 最经济的3M玻璃微球，修补腻子不会开裂。
S38HS(装饰件) -- 低成本，适用于较高压力工艺需求时
高强度陶瓷微球在船舶市场的应用
G系列（灰色） -- 应用与油漆、涂料上
W系列（白色）
3M 创意全为您
降低密度、减轻重量
减少收缩和皱裂
不吸收树脂
低粘度/高填充率
增加流动性
机械加工性能好
防水
隔热，低介电常数
成本经济
微球选用指南
成本效果计算
- 第一定律 - 第二定律
强度要求
第一定律
对于组分的任何替代，都要以体积计ห้องสมุดไป่ตู้，而非重量。
第二定律
在能够满足生产制造过程中，以及最终产品的性能下，选择密度最轻的微球。
3M 玻璃微球和陶瓷微球
——性能分析及在船舶(游艇)上的应用
什么是微球
无论是实心的或空心的，微球的直径必须小于1000微米
形状为正球形主要作为填料运用
3M 微球种类
玻璃微球
真实密度粒径(微米，抗压强度颜色

微球如何高效稳定造孔多孔陶瓷研究

Expancel微球如何高效稳定造孔多孔陶瓷研究高彩斌，王万勋，何广明(广州工程职业技术学院，广东广州510760)摘要：通过利用Expancel微球920DET40d25自身的闭孔空心球体结构，搅拌微球均匀分散于陶瓷材料中，在陶瓷内部轻而易举形成均一的气孔。

在高温烧结过程当中， Expancel微球热塑性塑料外壳将高温破坏和挥发不残留，形成相互贯通的微孔。

关键词：Expancel微球；造孔；多孔陶瓷；多孔陶瓷也称为气孔功能陶瓷，它是一种新型陶瓷材料，是成型后经高温烧成制得，体内具有大量彼此相通或闭合气孔的陶瓷材料。

由于陶瓷材料内部分布着相互贯通的微孔或空洞，使它具有比表面积大、密度低、透过性好、热导率小、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等诸多优良性能，己被广泛应用于航空航天、能源、化工、电子、生物和医学等多个科学领域。

目前在高温分离方面（如高温气体分离、液体金属过滤）、催化剂载体方面已起到不可替代的作用，在吸声隔热、燃料电池、敏感元件等方面也有着广泛的应用，多孔陶瓷的生物相容性好、无毒副作用，而人几乎所有的器官都可用人造材料代替，所以它在生物工程材料的应用将会成为未来的研究热点。

Expancel微球是以热塑性高分子为壳体、内含低沸点碳氢化合物的微球，加热后，高分子壳体软化，其中的液状碳氢化合物变成气体，导致微球体膨胀发泡。

它具有球体粒径均一，发泡和造孔可控性强等特点。

1.多孔陶瓷的分类多孔陶瓷的种类繁多。

按孔径大小可分为：微孔陶瓷（孔径小于2nm）、介孔陶瓷（孔径在2～50nm）和宏孔陶瓷（孔径大于50nm）；按孔的形状结构可分为：泡沫陶瓷、蜂窝陶瓷和粒状陶瓷烧结体；按孔隙之间关系可分为：闭气孔和开气孔2种；按材质可分为：高硅质硅酸盐材料、铝硅酸盐材料、精陶制材料、硅藻土材料、纯碳质材料、刚玉和金刚砂材料等。

2.多孔陶瓷传统的制备工艺多孔陶瓷是19世纪70年代发展起来的陶瓷材料，传统的制备工艺有挤压成型工艺、颗粒堆积法、有机泡沫浸渍法、发泡法、添加造孔剂法、溶胶-凝胶法等。

多孔材料精品PPT课件

Ⅰ、二维蜂窝材料 Ⅱ、三维开孔泡沫材料 Ⅲ、三维闭孔泡沫材料
多孔材料的基本参量表征
多孔材料是由固相和通过固相形成的孔隙所组成的复合体，它区别于普通密实固体材料的最显著特点是具有有用的孔隙。
多孔材料最基本的参量是直接表征其孔隙性状的指标，如孔率、孔径、比表面积等。另外多孔材料的性能也在很大程度上依赖于孔隙形貌、孔隙尺寸及其分布。
D L /(0.785)2 L / 0.616
气泡法
气泡法是利用对通孔 2r cos r 2 p
材料具有良好浸润性的液体浸渍多孔样品，使之充满开孔隙空间，然后以气体将连通孔中的液体推出，依据所用气体压力来计算孔径值。
气体吸附法
在恒温下，将作为吸附质
的气体分压从0.01-1atm逐
多孔材料的类型
多孔材料的相对孔隙含量（即孔率，又称孔隙率或孔隙度）是变化的。
根据孔径尺寸在2nm以下的称为微孔，2nm-50nm为介孔，而在50nm以上的称为大孔。也可根据材料分为多孔金属、多孔陶瓷、多孔塑料等。
另外根据孔率大小也可分为中低孔率材料和高孔率材料，前者多为封闭型，后者则会呈现三种类型：蜂窝材料、开孔泡沫材料、闭孔泡沫材料。
根据BET多层吸附模型，吸附量与吸附质气体分压之间满足如下关系：多层吸附模型，吸附量与吸附
质气X体 p分0p压之p间满足X如1M下C关系XC：MC1pp0
流体透过法
透过法是通过测量流体透过多孔体的阻力来测算比表面积的一种方法，其中用的较多的是气体。
在层流条件下，将多孔材料中的孔道视为毛细管通过理论推导及实验可得出比表面积公式：
密度与对应致密材质密度的比值：
(1
r ) 100%
(1

绝热材料和吸声材料全部图片24页PPT

本章教学目标
掌握：影响材料绝热性能的因素影响材料吸声性能的因素
熟悉：建筑上常用绝热材料和吸声材料
了解：隔声材料
第一节绝热材料
一、影响材料绝热性能的因素
1.材料的组成组成及分子结构简单的物质导热系数比较大金属导热系数较大，非金属次之，液体较小，气体更小。
2.孔隙率及孔隙构造
因为固体材料的导热系数比空气的导热系数大，因此材料的孔隙率越大，导热系数就越小。
绝热材料和吸声材料全部图片
6、纪律是自由的第一条件。——黑格尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 ——马卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律，否则一切都会陷入污泥中。 ——马克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天真而不幼稚，勇敢而鲁莽，倔强而有原则，热情而不冲动，乐观而不盲目。 ——马克思
膨胀蛭石板材
膨胀珍珠岩板材
3.无机多孔类绝热材料硅藻土、微孔硅酸钙制品、泡沫玻璃、材料
一、材料的吸声原理
E
E0
还有一部分能量被材料吸收
二、影响材料吸声性能的主要因素
材料的厚度：增加材料的厚度可提高低频的吸声效果。
工程实例
这是一种在德国普遍采用的楼面做法
水泥砂浆层
有弹性的隔声材料
隔离膜
管线
结构层
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非