發(fā)泡—注凝成型法制備莫來(lái)石柱晶自增強(qiáng)多孔陶瓷及其高溫力學(xué)和熱學(xué)性能
發(fā)布時(shí)間:2022-01-04 20:43
多孔陶瓷被廣泛地應(yīng)用于高溫隔熱材料、氣/液過(guò)濾、凈化分離、催化劑載體、吸聲減震材料、生物植入材料和傳感器材料等。本文先以Al2O3、SiO2粉或莫來(lái)石(Al6Si2O13)粉為原料,分別以AlF3·3H2O和TiO2為添加劑,通過(guò)原位反應(yīng)的方法制備了Al6Si2O13晶須/柱晶;在對(duì)合成過(guò)程熱力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,研究了反應(yīng)溫度、添加劑種類(lèi)和用量以及反應(yīng)時(shí)間等對(duì)Al6Si2O13晶須/柱晶合成過(guò)程的影響;依據(jù)密度泛函理論(DFT)計(jì)算的Al6Si2O13各晶面對(duì)AlF3(g)和SiF4(g)吸附能的結(jié)果,探討了Al6Si2
【文章來(lái)源】:武漢科技大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】:198 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
泡沫液膜排液過(guò)程:(a)液膜排液示意圖和(b)泡沫重排后Plateau邊界和薄膜放大圖
武漢科技大學(xué)博士學(xué)位論文3引力是泡沫聚并的主要驅(qū)動(dòng)力。圖1.2b的計(jì)算結(jié)果表明,如果在泡沫的氣-液界面引入表面活性劑,這些吸附于氣-液界面的表面活性劑分子可以提供足夠強(qiáng)的靜電斥力和/或空間斥力,使得泡沫間的斥力作用總體大于引力作用,進(jìn)而可阻止泡沫聚并現(xiàn)象的發(fā)生[18]。(a)范德瓦爾斯引力促使泡沫聚并 (b)空間和/或靜電斥力阻礙泡沫聚并圖1.2 泡沫間相互作用關(guān)系示意圖[18]Fig. 1.2 Schematic dependence of disjoining pressure among two interacting gas bubbles as afunction of their distance D雖然在泡沫中引入表面活性劑并對(duì)其進(jìn)行修飾可以有效抑制泡沫的液膜排液與聚并現(xiàn)象的發(fā)生,但需要指出的是,目前發(fā)泡工藝產(chǎn)生的泡沫仍不能長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定存在。造成泡沫不穩(wěn)定的原因主要是不同孔徑泡沫間的拉普拉斯壓力差(Laplacepressure),拉普拉斯壓力差的存在是泡沫發(fā)生奧氏熟化現(xiàn)象的主要原因。對(duì)于半徑為R和氣-液界面能為γ的球型泡沫而言,其拉普拉斯壓力差ΔP=2γ/R,即對(duì)同類(lèi)泡沫而言
所制備多孔陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)如圖 1.4 所示,從增加,多孔陶瓷的孔隙率先逐漸增加,而后基。研究結(jié)果還表明,孔隙率為 60.0%的多孔 Abam 104 穩(wěn)定陶瓷漿料的機(jī)理如下:Isobam 10生-COO-基(如圖 1.3b 所示),這些帶負(fù)電荷的正電荷吸附,另一方面和 Al2O3顆粒表面吸附的l2O3顆粒的表面,起到穩(wěn)定陶瓷漿料的作用。自發(fā)膠凝機(jī)理尚不清楚,其自發(fā)膠凝過(guò)程可能聚合過(guò)程有關(guān)。Isobam 104 的使用極大地降低了生產(chǎn)成本,又減少了對(duì)環(huán)境的污染。C CH CHCH3CH3CH2CO-NH4+OmCCH3CH2CH3CHC O nCHCOONH2C=O(a) 水解前 Isobam 104 分子結(jié)構(gòu)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水溶性環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)注凝成型Al2O3泡沫陶瓷結(jié)構(gòu)和性能的影響[J]. 張小強(qiáng),孫怡,島井駿藏,王士維. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2015(10)
[2]原位反應(yīng)燒結(jié)制備莫來(lái)石-鋅鋁尖晶石多孔陶瓷研究[J]. 段鋒,高云琴,尹洪峰. 人工晶體學(xué)報(bào). 2015(08)
[3]基于Lattice-Boltzmann方法的泡沫材料有效導(dǎo)熱系數(shù)研究[J]. 康利云,闞安康,曹丹,王沖,郝方園. 制冷技術(shù). 2015(03)
[4]F-在γ-Al2O3(110)表面吸附的密度泛函理論研究[J]. 張亞楠,薛濟(jì)來(lái),莊衛(wèi)東,李想,朱駿,朱鴻民. 計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué). 2015(02)
[5]中等氣孔率多孔陶瓷在受壓過(guò)程中的斷裂行為[J]. 郎瑩,趙佳敏,汪長(zhǎng)安,劉彬. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2014(12)
[6]靜電場(chǎng)下冷凍干燥法制備層狀A(yù)l2O3多孔陶瓷[J]. 湯玉斐,苗芊,趙康,魏俊琪,胡龍. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2013(12)
[7]Preparation of Mullite Whiskers and Their Enhancement Effect on Ceramic Matrix Composites[J]. 張錦化,WU Hongdan,ZHANG Suxin,Yu Jishun,侯書(shū)恩. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition). 2013(03)
[8]三維打印結(jié)合反應(yīng)燒結(jié)制備多孔氮化硅陶瓷[J]. 翁作海,曾慶豐,謝聰偉,彭軍輝,張瑾. 材料導(dǎo)報(bào). 2013(08)
[9]碳熱還原-反應(yīng)燒結(jié)法制備多孔氮化硅陶瓷[J]. 魯元,楊建鋒,李京龍. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2013(05)
[10]三維打印技術(shù)制備多孔羥基磷灰石植入體的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 錢(qián)超,樊英姿,孫健. 口腔材料器械雜志. 2013(01)
博士論文
[1]熔鹽介質(zhì)中碳材料改性及微孔輕質(zhì)材料制備的基礎(chǔ)研究[D]. 丁軍.武漢科技大學(xué) 2013
[2]莫來(lái)石晶須的制備、生長(zhǎng)機(jī)理及其在陶瓷增韌中的應(yīng)用[D]. 張錦化.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]礬士基β-Sialon-Al2O3-SiC復(fù)合材料制備、性能及顯微結(jié)構(gòu)的研究[D]. 韓波.鄭州大學(xué) 2006
本文編號(hào):3569026
【文章來(lái)源】:武漢科技大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】:198 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
泡沫液膜排液過(guò)程:(a)液膜排液示意圖和(b)泡沫重排后Plateau邊界和薄膜放大圖
武漢科技大學(xué)博士學(xué)位論文3引力是泡沫聚并的主要驅(qū)動(dòng)力。圖1.2b的計(jì)算結(jié)果表明,如果在泡沫的氣-液界面引入表面活性劑,這些吸附于氣-液界面的表面活性劑分子可以提供足夠強(qiáng)的靜電斥力和/或空間斥力,使得泡沫間的斥力作用總體大于引力作用,進(jìn)而可阻止泡沫聚并現(xiàn)象的發(fā)生[18]。(a)范德瓦爾斯引力促使泡沫聚并 (b)空間和/或靜電斥力阻礙泡沫聚并圖1.2 泡沫間相互作用關(guān)系示意圖[18]Fig. 1.2 Schematic dependence of disjoining pressure among two interacting gas bubbles as afunction of their distance D雖然在泡沫中引入表面活性劑并對(duì)其進(jìn)行修飾可以有效抑制泡沫的液膜排液與聚并現(xiàn)象的發(fā)生,但需要指出的是,目前發(fā)泡工藝產(chǎn)生的泡沫仍不能長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定存在。造成泡沫不穩(wěn)定的原因主要是不同孔徑泡沫間的拉普拉斯壓力差(Laplacepressure),拉普拉斯壓力差的存在是泡沫發(fā)生奧氏熟化現(xiàn)象的主要原因。對(duì)于半徑為R和氣-液界面能為γ的球型泡沫而言,其拉普拉斯壓力差ΔP=2γ/R,即對(duì)同類(lèi)泡沫而言
所制備多孔陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)如圖 1.4 所示,從增加,多孔陶瓷的孔隙率先逐漸增加,而后基。研究結(jié)果還表明,孔隙率為 60.0%的多孔 Abam 104 穩(wěn)定陶瓷漿料的機(jī)理如下:Isobam 10生-COO-基(如圖 1.3b 所示),這些帶負(fù)電荷的正電荷吸附,另一方面和 Al2O3顆粒表面吸附的l2O3顆粒的表面,起到穩(wěn)定陶瓷漿料的作用。自發(fā)膠凝機(jī)理尚不清楚,其自發(fā)膠凝過(guò)程可能聚合過(guò)程有關(guān)。Isobam 104 的使用極大地降低了生產(chǎn)成本,又減少了對(duì)環(huán)境的污染。C CH CHCH3CH3CH2CO-NH4+OmCCH3CH2CH3CHC O nCHCOONH2C=O(a) 水解前 Isobam 104 分子結(jié)構(gòu)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]水溶性環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)注凝成型Al2O3泡沫陶瓷結(jié)構(gòu)和性能的影響[J]. 張小強(qiáng),孫怡,島井駿藏,王士維. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2015(10)
[2]原位反應(yīng)燒結(jié)制備莫來(lái)石-鋅鋁尖晶石多孔陶瓷研究[J]. 段鋒,高云琴,尹洪峰. 人工晶體學(xué)報(bào). 2015(08)
[3]基于Lattice-Boltzmann方法的泡沫材料有效導(dǎo)熱系數(shù)研究[J]. 康利云,闞安康,曹丹,王沖,郝方園. 制冷技術(shù). 2015(03)
[4]F-在γ-Al2O3(110)表面吸附的密度泛函理論研究[J]. 張亞楠,薛濟(jì)來(lái),莊衛(wèi)東,李想,朱駿,朱鴻民. 計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué). 2015(02)
[5]中等氣孔率多孔陶瓷在受壓過(guò)程中的斷裂行為[J]. 郎瑩,趙佳敏,汪長(zhǎng)安,劉彬. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2014(12)
[6]靜電場(chǎng)下冷凍干燥法制備層狀A(yù)l2O3多孔陶瓷[J]. 湯玉斐,苗芊,趙康,魏俊琪,胡龍. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2013(12)
[7]Preparation of Mullite Whiskers and Their Enhancement Effect on Ceramic Matrix Composites[J]. 張錦化,WU Hongdan,ZHANG Suxin,Yu Jishun,侯書(shū)恩. Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition). 2013(03)
[8]三維打印結(jié)合反應(yīng)燒結(jié)制備多孔氮化硅陶瓷[J]. 翁作海,曾慶豐,謝聰偉,彭軍輝,張瑾. 材料導(dǎo)報(bào). 2013(08)
[9]碳熱還原-反應(yīng)燒結(jié)法制備多孔氮化硅陶瓷[J]. 魯元,楊建鋒,李京龍. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2013(05)
[10]三維打印技術(shù)制備多孔羥基磷灰石植入體的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 錢(qián)超,樊英姿,孫健. 口腔材料器械雜志. 2013(01)
博士論文
[1]熔鹽介質(zhì)中碳材料改性及微孔輕質(zhì)材料制備的基礎(chǔ)研究[D]. 丁軍.武漢科技大學(xué) 2013
[2]莫來(lái)石晶須的制備、生長(zhǎng)機(jī)理及其在陶瓷增韌中的應(yīng)用[D]. 張錦化.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]礬士基β-Sialon-Al2O3-SiC復(fù)合材料制備、性能及顯微結(jié)構(gòu)的研究[D]. 韓波.鄭州大學(xué) 2006
本文編號(hào):3569026
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