本文關(guān)鍵詞：冷凍干燥氧化銅制備多孔銅及微觀結(jié)構(gòu)研究

  更多相關(guān)文章： 多孔金屬 冷凍干燥 脫溶 燒結(jié) 抗壓強度

【摘要】：多孔金屬具有密度低、阻尼高、抗沖擊性能好等優(yōu)良的性能,逐漸成為減震、降噪、輕量化等工業(yè)領(lǐng)域不可或缺的材料。目前大部分多孔金屬的制備技術(shù)都局限于以金屬元素為原料,成本較高,且受金屬粉末性質(zhì)的影響,制備方法也受到一定的限制。本文以氧化銅陶瓷粉末為原料,利用氧化銅具有較低蒸汽壓的特性,通過真空燒結(jié)使氧化銅分解制備多孔銅。采用冷凍干燥工藝分別制備得到具有復(fù)雜宏觀形狀和具有定向孔結(jié)構(gòu)的多孔銅,研究了漿料固含量對孔率、孔形貌的影響,并探討了孔隙形成機理。另外,以NaCl為造孔劑,采用預(yù)燒結(jié)-脫溶方法制備得到具有可控雙峰孔結(jié)構(gòu)的多孔銅材料,研究了NaCl含量對孔率、孔結(jié)構(gòu)及性能的影響。結(jié)果表明:通過漿料鑄造及對冷凍干燥后的坯體進(jìn)行切割可以得到復(fù)雜宏觀形狀多孔材料,切割的廢料可進(jìn)行二次利用,復(fù)雜形狀多孔銅沒有表現(xiàn)出明顯的宏觀缺陷,并保持了良好的形狀公差。通過在900℃保溫2 h的真空燒結(jié),氧化銅粉末完全分解成金屬銅。多孔材料的孔隙主要來源于漿料中溶劑的升華,隨著漿料固含量的增加(20-40 vol.%),多孔銅孔率逐漸降低(49.7-30.8%),孔徑變小,抗壓強度提高。溫度梯度可以控制漿料凝固過程中冰晶的生長方向,干燥升華使得定向結(jié)構(gòu)得到復(fù)制。燒結(jié)過程中孔徑存在一定收縮,孔隙平行于溫度梯度方向,并保持高度一致性。隨著漿料中固含量增加,孔隙通道變小,通過改變漿料固含量可以控制孔道大小。預(yù)燒結(jié)氧化銅坯體在NaCl脫溶過程中保持良好的結(jié)構(gòu)完整性,NaCl顆粒能夠快速完全溶解在水中,由此可以制備具有雙峰孔結(jié)構(gòu)的多孔銅材料,大孔孔徑在85μm左右,來源于NaCl的溶解;小孔孔徑處于12μm左右,來源于粉末顆粒在壓制過程中不完全致密化留下的顆粒間間隙孔。大孔與小孔之間相互連通,開孔比率96%以上,隨著NaCl含量增加,孔率及電阻率增加,抗壓強度降低。具有高孔率的多孔銅材料具有更好的能量吸收效率,適用于在高能量吸收領(lǐng)域中的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：多孔金屬 冷凍干燥 脫溶 燒結(jié) 抗壓強度
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.11;TB383.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 1 緒論17-32
• 1.1 多孔金屬概述17
• 1.2 多孔金屬制備方法17-20
• 1.3 燒結(jié)金屬粉末多孔材料20-23
• 1.4 冷凍干燥法制備多孔材料23-30
• 1.5 本研究的目的、意義和主要內(nèi)容30-32
• 2 實驗材料及研究方法32-38
• 2.1 實驗藥品32
• 2.2 實驗設(shè)備32
• 2.3 成分設(shè)計32-33
• 2.4 工藝流程33-35
• 2.5 樣品表征35-37
• 2.6 性能表征37-38
• 3 冷凍干燥制備復(fù)雜形狀多孔銅38-47
• 3.1 冷凍干燥失重行為38-39
• 3.2 冷凍干燥復(fù)雜形狀多孔銅39-40
• 3.3 燒結(jié)產(chǎn)物分析40-42
• 3.4 孔結(jié)構(gòu)分析42-44
• 3.5 抗壓強度44-45
• 3.6 孔的形成機理45-46
• 3.7 本章小結(jié)46-47
• 4 冷凍干燥制備定向孔結(jié)構(gòu)多孔銅47-54
• 4.1 定向冷凍47-49
• 4.2 冷凍干燥后孔結(jié)構(gòu)49-50
• 4.3 定向孔形貌50-52
• 4.4 定向孔形成機理52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 5 NaCl造孔劑預(yù)燒結(jié)—脫溶工藝制備可控孔結(jié)構(gòu)的多孔銅54-65
• 5.1 預(yù)燒結(jié)-脫溶-燒結(jié)工藝54-56
• 5.2 表面形貌56-57
• 5.3 孔結(jié)構(gòu)57-60
• 5.4 燒結(jié)收縮行為60-61
• 5.5 孔隙率61
• 5.6 電阻率61-62
• 5.7 抗壓強度62
• 5.8 能量吸收性能62-64
• 5.9 本章小結(jié)64-65
• 6 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-73
• 作者簡歷73-76
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集76

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宮泮偉;李在元;翟玉春;;不同粒徑氧化銅的制備及其氫還原動力學(xué)研究[J];分子科學(xué)學(xué)報;2010年05期

2 金繼祥;;銅氨液蒸餾過程中對氧化銅結(jié)疤的研究[J];云南冶金;1980年02期

3 湯旭相;李瑞安;;氧化銅及其與磷酸反應(yīng)產(chǎn)物的研究[J];粘接;1985年02期

4 吳淑芬;;磷酸——氧化銅無機膠結(jié)劑中特制氧化銅粉的制作新工藝[J];新技術(shù)新工藝;1987年05期

5 曾道康;木炭還原氧化銅演示實驗的研究[J];西南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1988年03期

6 蔣遠(yuǎn)惠;快速示波極譜測定氧化銅粉中的鋅[J];冶金分析;1988年03期

7 楊榮道;磷酸、氧化銅無機粘接在機床上的應(yīng)用[J];機床;1993年07期

8 吳川眉;陳自江;范桂芳;;配合沉淀法制備活性氧化銅粉的研究[J];世界有色金屬;2012年09期

9 程鵬;金火;白王;黃錦章;蕭采瑾;張英利;鄧榮昌;郭克泰;;點滴經(jīng)驗七則[J];化學(xué)通報;1957年10期

10 楊和明;;一氧化碳還原氧化銅與氫氣還原氧化銅的實驗操作為什么不同?[J];化學(xué)教育;1986年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李冬梅;;納米氧化銅粉體的制備及其電化學(xué)性能研究[A];新世紀(jì) 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊）[C];2001年

2 陶導(dǎo)先;李壯;許積禮;李文軍;金毅;;氧化銅灼燒溫度對磷酸銅膠粘劑粘接強度的影響[A];北京粘接學(xué)會第五屆學(xué)術(shù)年會-膠黏劑論文集[C];1994年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 貴州安順平壩縣十字中學(xué) 化學(xué)教師 甘合林;深入實踐才能做好實驗[N];學(xué)知報;2010年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王晨;鋰離子電池CuO負(fù)極材料的制備及其電化學(xué)性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 方剛;生產(chǎn)活性氧化銅粉的工藝研究及工業(yè)設(shè)計[D];蘭州大學(xué);2015年

2 陶淼;高活性氧化銅的制備及其性能影響因素研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

3 郭海志;PCB廠回收銅樣制備單質(zhì)銅的研究[D];南昌大學(xué);2015年

4 冉鏵深;冷凍干燥氧化銅制備多孔銅及微觀結(jié)構(gòu)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2016年

5 涂昀;界面沉淀法獲取氧化銅超細(xì)粉體的方法研究[D];重慶大學(xué);2002年

6 程瓊;東川湯丹高鈣鎂難處理氧化銅“氨浸一浮選”試驗研究及機理初探[D];昆明理工大學(xué);2006年

7 宋振偉;不同形貌氧化銅的制備及其光催化性能研究[D];中南大學(xué);2012年

8 李曉明;丙烯腈低聚物還原氧化銅制備氧化亞銅的研究[D];深圳大學(xué);2015年

9 張琳琳;多孔金屬氧化物的熱分解制備、性能及應(yīng)用[D];曲阜師范大學(xué);2014年

10 黃劍;氧化銅納米棒的制備、改性及其復(fù)合材料的研究[D];蘭州理工大學(xué);2011年

，

本文編號：596493