多孔陶瓷材料的制备工艺
纤维素纳米晶 多孔陶瓷
纤维素纳米晶多孔陶瓷
纤维素纳米晶多孔陶瓷是一种新型的材料，它由纤维素纳米晶颗粒和多孔陶瓷基质组成。
纤维素纳米晶是一种由纤维素分子聚集形成的纳米颗粒，具有高度结晶度和纳米级的尺寸。
它具有很高的力学强度、热稳定性和抗化学腐蚀性能，同时还具有较大的比表面积和丰富的表面官能团，使得它可以用于吸附、分离和催化等应用。
多孔陶瓷是一种具有多个微孔和介孔的陶瓷材料。
这些微孔和介孔可以提供较大的比表面积和孔隙度，从而提高材料的吸附容量和分离效率。
纤维素纳米晶多孔陶瓷的制备通常通过将纤维素纳米晶颗粒与陶瓷基质混合，并经过成型和烧结等工艺步骤来完成。
这种复合材料结合了纤维素纳米晶和多孔陶瓷的优点，具有较高的力学性能、吸附性能和分离性能。
纤维素纳米晶多孔陶瓷在环境保护、能源存储和生物医学等领域有广泛的应用前景，例如用于废水处理、气体分离、催化反应和药物递送等。
陶粒制成多孔砖工艺流程
陶粒制成多孔砖工艺流程陶粒制成多孔砖的超有趣流程。
一、原料准备。
陶粒要想变成多孔砖，那原料可得准备好呀。
陶粒本身就是个很神奇的东西，它就像一个个小小的魔法球。
这时候得挑选合适的陶粒，就跟挑水果似的，得挑那种质量好的。
大小要比较均匀呢，不然做出的多孔砖可能就会有各种奇奇怪怪的样子。
除了陶粒，还得准备一些其他的原料，像水泥之类的东西。
水泥就像是把陶粒这些小伙伴黏在一起的胶水，可重要啦。
二、混合搅拌。
把陶粒和水泥这些原料都准备好之后呢，就该把它们放在一起搅和搅和啦。
这就像是在做一道超级特别的料理。
把它们一股脑儿地倒进搅拌机里，然后搅拌机就开始呼呼地转起来。
陶粒在里面蹦跶着，水泥也在里面和它们亲密接触。
这个搅拌也是有讲究的哦，得搅拌得均匀一些。
要是有的地方水泥多，有的地方陶粒多，那做出的多孔砖可能就会有的地方硬，有的地方松松垮垮的，就像一个没烤好的蛋糕，一边熟了，一边还是生的呢。
三、成型。
搅拌好之后，就要让它们变成多孔砖的形状啦。
这里会用到专门的模具，就像我们做饼干的时候用的饼干模具一样。
把混合好的原料放进模具里，然后用力压实。
这时候就想象自己是个超级大力士，把那些原料都整得服服帖帖的。
在这个过程中，要注意把空气都挤出去哦，不然做出的多孔砖里面有很多小气泡，就像长了青春痘一样，可不好看啦。
而且这些气泡还会影响多孔砖的强度呢。
四、养护。
刚成型的多孔砖就像个小婴儿一样，很脆弱的。
这时候需要好好养护它。
把它放在一个合适的地方，不能让它被风吹雨打，也不能让它太干燥或者太潮湿。
就像照顾小宠物一样细心。
要给它足够的时间来变得更结实。
这个养护的过程可能需要好几天呢，在这期间，多孔砖就在慢慢地发生变化，就像毛毛虫变成蝴蝶一样，从软软的状态变得越来越硬，越来越结实。
五、检验。
养护好之后，多孔砖就可以接受检验啦。
这就像是一场考试一样呢。
要看看它的强度够不够，形状是不是标准，有没有裂缝之类的问题。
如果不合格的话，那可就有点小糟糕啦。
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。
多孔陶瓷1(2)
无机材料物理性能结课论文多孔陶瓷的制备与应用院别资源与材料学院专业材料科学与工程专业学号8100138姓名王娟2013年6月2日多孔陶瓷的制备与应用摘要多孔陶瓷材料是一类重要的陶瓷材料，由于其特有的三维多孔结构使其具有高孔隙率、良好的化学稳定性、小体积密度及低导热性等特点，从而被广泛应用于众多领域。
本文介绍了多孔陶瓷材料的几种传统制备方法和几种新工艺，同时阐述了各种制备方法的特点，并介绍了多孔陶瓷的应用，指出了今后多孔陶瓷的发展趋势和发展前景。
关键词：多孔陶瓷，制备，新工艺，应用目录1 前言 (1)2 多孔陶瓷的制备方法 (1)2.1 多孔陶瓷传统的制备工艺 (1)2.1.1 挤压成型 (2)2.1.2 添加造孔剂 (2)2.1.3 有机泡沫浸渍法 (2)2.1.4 发泡法 (3)2.1.5 颗粒堆积工艺 (3)2.2 多孔陶瓷新的制备工艺 (3)2.2.1 离子交换工艺 (3)2.2.2 冷冻干燥工艺 (4)2.2.3 溶胶-凝胶工艺 (4)2.2.4 利用纤维制得多孔结构工艺 (4)2.2.5 自蔓延高温合成(SHS) 工艺 (5)3 多孔陶瓷的应用 (5)3.1 建筑材料 (5)3.2 催化剂载体 (5)3.3 过滤分离器 (6)3.4 生物医学材料 (6)3.5 航天透波材料 (6)4 结语 (6)1 前言多孔陶瓷又称为气孔功能陶瓷，它是指具有一定尺寸和数量的孔隙结构的新型陶瓷材料。
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气孔[1.2]。
多孔陶瓷的种类繁多，其分类也有多种方法。
按孔径大小分类可分为：微孔陶瓷(孔径小于2nm)、介孔陶瓷(孔径介于2~50nm)和宏孔陶瓷(孔径大于50nm)3类[3]；按孔的形状结构分类可分为：粒状陶瓷烧结体、泡沫陶瓷和蜂窝陶瓷3种；按孔隙之间关系分类可分为：闭气孔和开气孔2种。
多孔陶瓷具有低密度、高渗透率、抗腐蚀、良好的隔热性能、耐高温和使用寿命长等优点，是一种新型功能材料。
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。
多孔陶瓷骨修复材料的制备和骨组织工程中的应用
多孔陶瓷骨修复材料的制备和骨组织工程中的应用随着人口老龄化的加剧和骨损伤等骨相关疾病的增加，对于骨修复材料的需求越来越高。
多孔陶瓷骨修复材料在骨组织工程中具有很大的潜力，逐渐成为骨修复领域的热点研究方向。
本文将介绍多孔陶瓷骨修复材料的制备方法以及在骨组织工程中的应用前景。
多孔陶瓷骨修复材料的制备主要包括原料选择、制备工艺、孔隙结构的控制等环节。
原料选择是多孔陶瓷骨修复材料制备的首要步骤。
通常选择的材料包括氧化锆（ZrO2）、羟基磷灰石（HA）、β-三磷酸钙（β-TCP）等。
这些材料具有良好的生物相容性和生物活性，能够促进骨组织再生。
制备工艺主要有烧结法、凝胶注模法、切割法等。
其中，烧结法制备的多孔陶瓷骨修复材料具有较高的力学性能和生物相容性，但孔隙结构不易调控；凝胶注模法制备的多孔陶瓷骨修复材料孔隙结构可控制性强，但力学性能相对较差。
因此，制备过程中需要根据具体需求选择合适的制备工艺，并通过后续的表面处理、改性等方法进一步优化材料性能。
多孔陶瓷骨修复材料在骨组织工程中具有广阔的应用前景。
首先，在骨缺损修复方面，多孔陶瓷骨修复材料能够提供良好的骨结合性和骨再生能力，促进骨组织的生长。
其孔隙结构可以提供生长因子的载体，有利于生长因子的控制释放，进而促进骨细胞的增殖和分化。
其次，多孔陶瓷骨修复材料还可以用于人工关节的替代。
通过与骨组织的无缝连接，可以实现生物力学功能的恢复。
此外，在口腔修复和植入材料领域，多孔陶瓷骨修复材料也得到了广泛应用。
其生物相容性和生物活性能够减少植入材料与机体之间的反应和排斥，提高植入材料的稳定性和生物学效应。
然而，多孔陶瓷骨修复材料仍然存在一些挑战和问题。
首先，材料的力学性能和孔隙结构之间存在矛盾。
孔隙结构越大，更有利于细胞的生长和骨成生，但相应地，材料的力学性能会降低。
因此，如何在兼顾力学性能的同时保持良好的孔隙结构成为需要解决的难题。
其次，多孔陶瓷骨修复材料的生物降解性也需要进一步研究。
多孔陶瓷的制备与应用
综述与述评 综述与述评 综述与述评
种由低密度的多孔氮化硅外加 % 层高密度的氮化硅 天线罩材料，其介电常数为 #. / 0 , ，介电损耗小于 而且具有足够的机械强度， 耐雨蚀、 沙蚀性能 ! 1 %- 2 ! ， 良好， 可耐 %3--4 的高温。 此外，多孔陶瓷还可用作防火材料，气体燃烧器 的烧嘴， 高温膜反应器， 混合气体分离器， 柴油机的活 塞， 制造业中的散气隔板， 流态化隔板和电解液隔板， 水质处理，生物制药的超滤提纯，生物发酵器和反应 器以及石油行业的废油纯化和渣油脱沥青等。
%! &
*++% 年第 $ 期 , 总第 !+’ 期 -
现 现 代 技 术 陶 瓷 现代 代技 技术 术陶 陶瓷 瓷
该工艺制得的多孔陶瓷孔径分布范围极为狭窄，其孔 径大小可通过溶液组成和热处理过程的调节来控制 % ( & ， 但该工艺的缺点是制品形状受到一定的限制。 !" ’ 固态烧结法 该工艺又称骨料堆积法 % , & 。它是在骨料中加入相 同组分的微细颗粒，利用微细颗粒易于烧结的特点， 在一定温度下将骨料 - 大颗粒 . 连接起来。由于每一粒 骨料仅在几个点上与其它颗粒发生连接，因而形成大 量三维贯通孔道。所以， 骨料颗粒越大， 形成的多孔陶 瓷平均孔径就越大；骨料颗粒尺寸分布范围越窄，所 得到的多孔体微孔的分布也越均匀；骨料颗粒尺寸越
热导率低、 介电常数低、 体积密度小、 比表面积高以及 具有独特物理和化学性能的表面结构等优点，加之陶 瓷材料本身特有的耐高温、化学稳定性好、强度高等 特点，给它的应用开拓了广阔的前景。目前其应用主 要集中在以下几方面。 !" # 用作过滤器 主要集中在 # 方面： $ % & 作为高温高压含尘气流 过滤器。在这方面， 多孔陶瓷过滤器与旋风吸尘器、 洗 涤过滤器以及电除尘器相比，其吸尘效率高，使用寿 命长。$ # & 作为熔融金属过滤器。 例如： 在铸造业中， 泡 沫陶瓷过滤器常用于除掉非金属夹杂物。在这方面的 $ ’ & 高温下不与所 应用中， 多孔陶瓷需满足 ! 个条件： 过滤的金属起反应； $ ( & 过滤器要有良好的抗热震性 及足够的强度 相顺利通过。 !" ! 用作催化剂载体 $ % & 用作化工催化剂载体。化 主要集中在 # 方面： 工生产中需要充分利用催化剂，其催化剂载体必须有 很高的几何面积以及耐化学腐蚀性和耐热腐蚀性。而 多孔陶瓷由于其较高的比表面积，独有的耐高温性、 耐腐蚀性正好满足以上要求。常用的有微孔氧化铝陶 $ # & 用作细菌、 瓷和多孔堇青石陶瓷； 微生物载体。例 如：多孔的羟基磷灰石被应用于制造人造齿科材料、 人造骨等。 !" $ 用作建筑材料 由于多孔陶瓷具有轻质、 不易燃、 隔音隔热、 加工 性能及装饰性能好等特点，在建筑行业获得了广泛的 应用。具有闭口气孔的可作为内外墙、地板和天花板 贴面、 冷库的隔热层， 也可用作水上漂浮材料； 具有开 孔的可作为音乐厅、广播室的贴面吸音材料，利用其 粗糙表面还可作为磨具使用 。
多孔材料(综述)
多孔陶瓷材料的制备及其应用丁正平摘要：多孔材料由于其孔结构所具有的性能,在工业和社会生产中作用显著，本文第一章简述了多孔材料的分类、与传统材料的差别、制备的一般方法、评价体系以及应用.多孔材料主要分为两大类多孔陶瓷和多孔金属材料。
多孔陶瓷由于既具有陶瓷的一般性质又具有独特的多孔结构，因而既具有一般陶瓷的性质，比如：耐热性能、稳定的化学性能、一定的强度；同时具有孔结构的渗透性能、吸声性能等等,因而在很多方面具有应用。
本文综述了多孔陶瓷的几种制备方法、性能表征、以及几个方面的应用。
关键词：多孔陶瓷制备应用目录1。
多孔材料 (1)1。
1多孔材料的概念 (1)1。
2多孔材料的分类 (1)1。
3多孔材料的性能特点 (2)1。
4一般多孔材料的制备方法 (3)1。
5成品的评价系统 (3)1。
6多孔材料的应用 (3)2.多孔陶瓷 (4)2。
1概述 (4)2.2性能特点 (4)2。
3多孔陶瓷制备方法 (4)2。
4性能及表征 (10)2。
5 多孔陶瓷的应用 (14)2.6 前景与展望 (16)参考文献 (18)1多孔材料1。
1 多孔材料的概念多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料，孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。
这些支柱或者平板通常被称为固定相，起到支撑整个材料的作用,材料的力学性能主要取决于固定相的性能，孔洞中填充的物质称之为流动相，根据填充物物理状态的不同，又可以细分为气相和液相，气相的较为常见，整个多孔材料就是由固定向和流动相组成.典型的孔结构有：一种是由大量多边形孔在平面上聚集形成的二维结构;由于其形状类似于蜂房的六边形结构而被称为“蜂窝"材料；更为普遍的是由大量多面体形状的孔洞在空间聚集形成的三维结构，通常称之为“泡沫"材料.根据功能材料的要求，多孔材料的具备以下两个要素：一是材料中必须包含大量的空隙；二是材料必须被用来满足某种或者某些设计要求已达到所期待的某种性能指标，多孔材料中的空隙相识设计者和使用者所希望得到的功能相，为材料的性能提供优化作用［1]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第 1 页 （共 5 页） 成绩______ 多孔陶瓷材料的制备工艺
材料化学专业 2011级 罗庆芬 指导教师：周芸
摘要: 概述了多孔陶瓷的形成机理, 并详细介绍了多孔陶瓷的制备工艺, 具体阐述了各种方法的特点。 关键词: 多孔陶瓷；形成机理；制备工艺 Abstract: this paper summarizes the formation mechanism of porous ceramics, and introduces in detail the preparation technology of porous ceramics, detailed elaborated the characteristics of various methods.
Key words: porous ceramics; The formation mechanism; The preparation process
1 引言
陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。而多孔陶瓷材料是以刚玉砂、碳化硅、堇青石等优质原料为主料、经过成型和特殊高温烧结工艺制备的一种具有开孔孔径、高开口气孔率的一种多孔性陶瓷材料、具有耐高温，高压、抗酸、碱和有机介质腐蚀，良好的生物惰性、可控的孔结构及高的开口孔隙率、使用寿命长、产品再生性能好等优点，可以适用于各种介质的精密过滤与分离、高压气体排气消音、气体分布及电解隔膜等。
2 多孔陶瓷的空隙形成机理[1]
多孔陶瓷就微孔结构形式可分为2 种:闭气孔结构和开口气孔结构。闭气孔结构是指陶瓷材料内部微孔分布在连续的陶瓷基体中, 孔与孔之间相互分离, 而开口气孔结构又包括陶瓷材料内部孔与孔之间相互连通和一边开口, 另一边闭口形成不连通气孔2 种。多孔陶瓷的孔隙结构通常是由颗粒堆积形成的空腔、坯体中加入的大量的可燃物或者可分解物形成的空隙、坯体形成过程中机械发泡形成的空隙以及由于坯体成型过程中引入的有机前躯体燃烧形成的孔隙等。一般将采用骨料颗粒堆积法和前躯体燃尽法均可以制得较高的开口气孔的多孔陶瓷制品, 而采用可燃物或分解物在坯体内部形成的气孔会有较大部分形成闭口气孔或半开口气孔, 采用机械发泡法形成的气孔基本上都是闭口气孔。作为用作过滤、布气等使用的多孔陶瓷材料来讲, 一般都希望具有较高的开口气孔率, 围绕 第 2 页 （共 5 页）
这一目的, 目前国内外在制备高孔隙多孔陶瓷材料方面进行了较多的研究, 其中主要包括采用陶瓷纤维材料的纤维网状结构的多孔陶瓷材料和采用有机聚合物前躯体材料的泡沫陶瓷材料。
3 多孔陶瓷的制备方法 多孔陶瓷是由美国于1978 年首先研制成功的。我国从20 世纪80 年代初开始研制多孔陶瓷。目前,已在有色金属合金、黑色合金以及气体净化催化剂载体等方面获得大量应用。根据使用目的和对材料性能的要求不同, 人们已经成功地开发出多种制造多孔陶瓷的方法。 3.1 挤压成形工艺 工艺流程为:原料合成→混合练混→挤出成形→干燥→烧成→制品。在生产过程中, 核心工序是挤出成形, 同时挤出成形模具又是挤出成形的核心技术。 工艺流程图如下所示：
3.2 有机(聚合物)泡沫浸渍工艺[2]
有机泡沫(聚合物)浸渍工艺是Schwartzwalder 等于1963 年发明的。该法是用有机泡沫浸渍陶瓷料浆,干燥后在高温下烧掉有机泡沫载体而形成孔隙结构,获得多孔陶瓷的一种方法。其独特之处在于它凭借了有机泡沫体所具有的开孔三维网状骨架的特殊结构,将制备好的料浆均匀地涂覆在有机泡沫网状体上, 而烧掉有机泡沫后获得的孔隙是网眼型的。清华大学利用该方法制成了平均孔径200 ～ 300 μm, 孔隙率在70 %～ 80 %的多孔羟基磷灰石。西安交通大学以羟基磷灰石粉、生物玻璃粉为料浆, 硅溶胶作溶剂和粘结剂, 羟甲基纤维素为流变剂, 制备出了孔径为450 ～ 500 μm,孔径均匀、孔隙相连通的多孔生物活性复相陶瓷。佳木斯大学采用该方法以羟基磷灰石掺加少量生物玻璃(26 %)制备出了孔径200 ～ 400 μm 、孔隙率70 % ～80 %、抗压强度2 MPa 左右的多孔羟基磷灰石陶瓷。该法极为重要的步骤是有机泡沫体浸渍浆料的成形。有机泡沫浸渍料浆后, 需除去多余浆料。在排除多余 的浆料的同时, 又要保证浆料在网络孔壁上分布均匀,减少堵孔。这是决定和优化最终制品结构均匀性和气孔率以及力学性能的关键环节。
3.3 溶胶一凝胶工艺[3]
溶胶一凝胶法主要用来制备微孔陶瓷材料, 特别是微孔陶瓷薄膜。用铝醇盐水解制备多孔Al2O3薄膜, 用溶胶一凝胶法制备多孔SiO2材料。薛明俊等使用羟铝吐加人适当的造孔剂, 控制温度下, 分析了溶胶一凝胶法制备Al2O3多孔陶瓷的气孔率、气孔分布。用有机硅凝胶, 在惰性气氛下热分解的方法制取高比表面的多孔SiC 陶瓷。在制取过程中,可选择性到移去碳或硅来控制最后制品中碳与硅的含量、比表面孔径及孔径分布。如果有机硅在氧化性气氛下热分解, 则得到的是SiO2多孔材料。
原料合成 混合练混
挤出成形 干燥 烧成 制品 第 3 页 （共 5 页）
3.4 发泡工艺 该工艺比较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泡沫陶瓷,特别适于生产闭气孔的泡沫陶瓷制品。多年来一直引起研究者的浓厚兴趣。用碳化钙、氢氧化钙、硫酸铝和双氧水作发泡剂使粘土颗粒在高温氧化下发泡, 冷却后即得泡沫陶瓷材料。采用硫化物和硫酸盐混合作发泡剂, 与粘土质材料混合, 直接加热发泡, 制成了各相同性的泡沫陶瓷。或用SiC、Si3N4、BN、碳黑和碳酸盐为发泡剂制造SiO2-Al2O3-CaO复相泡沫陶瓷。或同时进行聚氨脂泡沫的制备与陶瓷浆料的发泡, 结果使陶瓷颗粒均匀分布于有机泡沫中。近年来, 由于泡沫陶瓷的应用逐渐扩展到生物化学等领域, 要求孔径分布范围狭窄, 使可控多孔陶瓷的研究得到进一步的重视。可采用碳酸钙和十二烷基磺酸钠作发泡剂, 以廉价硅砂为原料制备泡沫陶瓷。 3.5 网眼型多孔陶瓷的制备[4]
添加造孔剂法:该工艺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的空间, 然后经烧结, 造孔剂离开基体而成气孔来制备多孔陶瓷。这种制品既具有较高的气孔率(一般为50 %左右), 又具有很高的强度。该工艺的关键在于造孔剂的种类和用量的选择。对造孔剂的要求是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。所 以造孔剂可分为无机物和有机物两类。无机造孔剂有碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵等高温可分解盐类以及其它可分解的化合物如Si3N4 或无机碳如煤粉、碳粉等。有机造孔剂主要是一些天然纤维、高分子聚合物和有机酸等, 如锯末、萘、淀粉、聚乙烯醇、尿素、甲基丙烯酸 甲脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。成孔剂颗粒的大小和形状决定了多孔陶瓷材料气孔的大小和形状, 气孔率的高低取决于造孔剂的用量及烧结温度等。 混料对气孔的分布均匀性起着关键作用。一般造孔剂的容重小于陶瓷原料的容重, 它们的粒度大小也不同, 因此难以使其混合。Sonuparlak 等采用2 种不同的混料方法解决了上述问题。一是如果陶瓷粉末很细, 而造孔剂颗粒较粗, 或造孔剂易溶于粘结剂中, 可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2 种料浆按一定比例喷雾干燥混合。 混料均匀后进行成形。成形方法主要有模压等静压、轧制、注射和粉浆浇注等, 其中应用比较成功、用的最多的是挤压成形, 特别是用于工业废气和汽车尾气净化的蜂窝状陶瓷的成形效果最好。可以用生淀粉作造孔剂, 用浆糊、甲基纤维素或聚乙烯醇作增塑剂,采用挤压成形制备蜂窝状陶瓷。注浆成形能使陶瓷粉料与造孔剂较好的混合, 制品气孔分布均匀, 且设备简单, 因而这种工艺也被常用。该工艺的关键是料浆的制备。模压成形的优点是简单方便, 对制品质量要求不高, 较小的片状、块状或管状的多孔陶瓷都可以用模压成形。等静压成形工艺较复杂, 生产效率低, 但气孔分布均匀, 适于制备大尺寸制品。粉浆浇注适于制备复杂形状制品、多层过虑器的成形。 3.6 纤维网状结构多孔陶瓷材料的制备 纤维网状结构多孔陶瓷材料的制备是我们研究项目的基础。它通常是指采用陶瓷纤维作为主要原料制备的一种高孔隙陶瓷材料, 其结构孔隙率可达90 %以上, 且绝大多数为开口气孔, 而一般多孔陶瓷材料的孔隙率最高也只有50 %左右。以陶瓷纤维为主要原料制成的高孔隙网状结构陶瓷材料具有优良的隔热性能、抗热震性能、过滤性能及质量轻等优点, 目前被广泛用做高温隔热材料及高 第 4 页 （共 5 页）
温过滤材料。纤维网状结构的多孔陶瓷材料制备工艺通常包括:泥浆浸渍法;真空抽滤法;重力沉降法;化学气相渗积法(CVI)和连续陶瓷纤维缠绕成形法等。相比之下真空抽滤成形工艺作为陶瓷纤维制品常用的成形技术, 它用于陶瓷纤维复合材料的成形具有以下特点:①成形设备简单, 成形速度快;②可在较低的纤维浓度下成形, 低浓度的料浆有利于纤维的充分分散;③通过控制成形料浆浓度、抽滤压力及抽滤时间即可控制膜层厚度;④通过提高成形真空度, 可以实现成形半成品的快速干燥。所以, 这种方法被更多的采用。 一般讲, 多孔陶瓷材料的真空抽滤成形工艺分内模吸滤、外模吸滤、单面吸滤、双面吸滤及多面吸滤5种, 经常采用的是内模吸滤。采用的抽滤系统包括真空泵系统、管路系统、料浆搅拌系统、储液罐及抽滤模具(陶瓷支撑体)等。其工艺:首先将配制好且分散均匀的陶瓷纤维料浆(包括陶瓷纤维、陶瓷骨料、陶瓷结合剂、分散剂、有机添加剂)放入成形槽中, 用经表面处理的多孔模型浸入料浆槽, 接入真空系统, 利用真空泵形成的负压使料浆吸附在多孔模型的外表面, 形成一定厚度的坯体。坯体的厚度由料浆浓度、粘度、抽滤压力、抽气量及抽滤时间来控制, 坯体的空隙率则是通过控制坯体的工艺配方及抽滤压力等来控制。最后, 将成形的坯体脱模, 干燥, 烧成。
4 参考文献