碳化硅多孔陶瓷具有耐高溫、比表面積大、耐磨損以及耐腐蝕等優(yōu)良性能,其應(yīng)用遍及環(huán)保、能源、化工、生物等多個(gè)領(lǐng)域。本文對水基冷凍澆注法制備碳化硅基多孔陶瓷的工藝進(jìn)行了探究和優(yōu)化,在模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,探討了不同冷凍條件對多孔陶瓷結(jié)構(gòu)和性能的影響,通過X射線微型計(jì)算機(jī)斷層掃描的方法研究了單面定向冷凍制備多孔陶瓷沿著溫度梯度方向上孔結(jié)構(gòu)的變化,統(tǒng)計(jì)了不同位置斷層照片的氣孔率,結(jié)合經(jīng)過三維重建后多孔陶瓷的微元模型對孔結(jié)構(gòu)及片層之間的連接性進(jìn)行了分析,研究成果如下:(1)利用金屬和聚合物導(dǎo)熱系數(shù)的差別,設(shè)計(jì)了可實(shí)現(xiàn)均勻和定向冷凍的模具,采用有限元分析對比了不同冷凍條件下模具及內(nèi)部試樣在冷凍過程中的溫度分布云圖,結(jié)合實(shí)測冷卻曲線計(jì)算了試樣兩端的冷凍速率,不同冷凍條件下,仿真冷卻曲線與實(shí)測冷卻曲線具有較高的一致性,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)模具的可行性和有效性。(2)研究了冷凍速率對碳化硅基多孔陶瓷結(jié)構(gòu)和性能的影響,結(jié)果表明,利用碳化硅、氧化鋁及廣西白泥等原料制備的多孔陶瓷的主晶相是6H-SiC,還有少量α-Al₂O₃、方石英相,并且出現(xiàn)了莫來石的特征衍射峰。慢冷條件下,孔徑...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1多孔陶瓷概述Fig.1.1Overviewofporousceramics

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2傳導(dǎo)系數(shù)和熱膨脹系數(shù)、高的抗蠕變性和熱穩(wěn)定性[16]，莫來石結(jié)合的SiC多孔陶瓷具有更加廣泛的應(yīng)用前景。圖1.1多孔陶瓷概述Fig.1.1Overviewofporousceramics多孔陶瓷的典型制備方法除了顆粒堆積法、添加造孔劑法、發(fā)泡法、有機(jī)....

圖1.2冷凍澆注的基本原理示意圖

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文3孔陶瓷的新型制備工藝。冷凍澆注法制備多孔陶瓷通常分為以下四步（如圖1.2）。首先，制備具有良好穩(wěn)定性且分散均勻的陶瓷料漿。在制備料漿時(shí)，一般需加入分散劑并進(jìn)行球磨以增強(qiáng)分散效果；此外，還需加入黏結(jié)劑以提高液相介質(zhì)升華后多孔陶瓷坯體的強(qiáng)度。其次，料漿倒....

圖1.3冷凍澆注法制備多孔陶瓷的成孔及基體顆粒重新分布機(jī)理示意圖[30](a)液相介質(zhì)成核,(b)界面的熱力學(xué)不穩(wěn)定性,(c)溫度梯度引起界面擾動(dòng),(d)陶瓷顆粒被排擠,(e)形成孔壁,(f)

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4凸緣進(jìn)入料漿內(nèi)部，凸緣尖端處于更高的溫度T1，于是尖端生長速率下降，或被圖1.3冷凍澆注法制備多孔陶瓷的成孔及基體顆粒重新分布機(jī)理示意圖[30](a)液相介質(zhì)成核,(b)界面的熱力學(xué)不穩(wěn)定性,(c)溫度梯度引起界面擾動(dòng),(d)陶瓷顆粒被排擠,(e)形....

圖1.4溫度梯度對界面穩(wěn)定性的影響[31](a)正溫度梯度,(b)負(fù)溫度梯度,(c)固液界面附近存在狹小的過冷區(qū)

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4凸緣進(jìn)入料漿內(nèi)部，凸緣尖端處于更高的溫度T1，于是尖端生長速率下降，或被圖1.3冷凍澆注法制備多孔陶瓷的成孔及基體顆粒重新分布機(jī)理示意圖[30](a)液相介質(zhì)成核,(b)界面的熱力學(xué)不穩(wěn)定性,(c)溫度梯度引起界面擾動(dòng),(d)陶瓷顆粒被排擠,(e)形....

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