本文關(guān)鍵詞：針狀莫來石多孔陶瓷的制備及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：針狀莫來石具有高的強(qiáng)度、良好的高溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性,常可作為增韌補(bǔ)強(qiáng)劑用于制備復(fù)合材料。如果將其作為基體用于制備多孔陶瓷材料,有望同時(shí)獲得高的孔隙率和強(qiáng)度。本文以α-Al2O3、SiO2粉為主要原料,采用泡沫注凝法與無壓燒結(jié)相結(jié)合的工藝制備了多孔陶瓷,結(jié)合XRD分析、SEM觀察及性能測(cè)試,研究了燒結(jié)助劑的種類(MnO2、La2O3和AlF3·3H2O)及添加量、漿料初始固相含量及發(fā)泡劑濃度對(duì)材料結(jié)構(gòu)及性能的影響,綜合所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步探究了制備材料的熱學(xué)與力學(xué)性能的匹配規(guī)律,得到以下結(jié)論：1)燒結(jié)助劑對(duì)材料的微觀結(jié)構(gòu)有著很大的影響,添加1-4wt.%的La2O3均不能獲得針狀莫來石多孔陶瓷,添加2wt.%的Mn02可以獲得部分針狀莫來石多孔陶瓷,添加10wt.%和12wt.%AlF3·3H2O可以獲得全部針狀的莫來石多孔陶瓷；2)固相含量增大會(huì)導(dǎo)致氣孔率降低、孔徑變小、孔壁變厚、熱導(dǎo)率和抗壓強(qiáng)度均增大,也會(huì)影響莫來石晶粒形態(tài)；隨著發(fā)泡劑濃度的增大,多孔陶瓷的氣孔率變大、孔壁變薄,材料的熱導(dǎo)率和抗壓強(qiáng)度均降低；通過調(diào)整燒結(jié)助劑添加量、固相含量和發(fā)泡劑濃度,2wt.%的MnO2為燒結(jié)助劑時(shí)制得的部分針狀莫來石多孔陶瓷氣孔率為58.22±0.95～86.03±0.10%,抗壓強(qiáng)度為3.13±0.16～14.25±5.46 MPa,熱導(dǎo)率為0.18±0.02～0.95±0.08 W/(m—K),12 wt.%的AlF3·3H2O為燒結(jié)助劑時(shí)制得的針狀莫來石多孔陶瓷氣孔率為73.1+0.9～87.3±0.4%,抗壓強(qiáng)度為1.29±0.47～7.58±2.19 MPa,熱導(dǎo)率為0.20±0.04～0.85±0.05 W/(m·K);3)在實(shí)驗(yàn)研究的氣孔率范圍內(nèi),Mn02為2wt.%時(shí)制得的部分針狀莫來石多孔陶瓷的熱導(dǎo)率、抗壓強(qiáng)度與氣孔率的關(guān)系分別可以采用和6=250×(1-P)2.16來描述；以12wt.%的A1F3·3H20為燒結(jié)助劑制備的長(zhǎng)針狀莫來石多孔陶瓷熱導(dǎo)率、抗壓強(qiáng)度與氣孔率的關(guān)系可以采用和6=72×(1-P)1.74來表達(dá)。
【關(guān)鍵詞】：針狀莫來石 多孔陶瓷 泡沫注凝法 熱導(dǎo)率 抗壓強(qiáng)度
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ174.1
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 序言9-13
• 1 引言13-26
• 1.1 前言13
• 1.2 多孔莫來石陶瓷的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展13-15
• 1.2.1 多孔莫來石陶瓷13-14
• 1.2.2 多孔針狀莫來石陶瓷14-15
• 1.3 多孔陶瓷的制備方法15-19
• 1.3.1 多孔陶瓷的傳統(tǒng)制備方法16-17
• 1.3.2 多孔陶瓷的特殊制備方法17-19
• 1.4 針狀莫來石的制備方法及其應(yīng)用研究進(jìn)展19-24
• 1.4.1 莫來石概述19-20
• 1.4.2 莫來石晶須的制備方法20-22
• 1.4.3 晶須的主要生長(zhǎng)機(jī)理22-23
• 1.4.4 莫來石晶須的應(yīng)用及其研究進(jìn)展23-24
• 1.5 研究的目的、意義及研究?jī)?nèi)容24-26
• 1.5.1 研究的目的和意義24
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容24-26
• 2 實(shí)驗(yàn)過程26-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)用原料26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)用設(shè)備26-27
• 2.3 工藝路線27-29
• 2.4 物相定性分析及顯微結(jié)構(gòu)觀察29
• 2.5 性能測(cè)試與表征29-30
• 3 燒結(jié)助劑對(duì)莫來石多孔陶瓷結(jié)構(gòu)與性能的影響30-53
• 3.1 引言30
• 3.2 MnO_2為燒結(jié)助劑30-37
• 3.2.1 物相及顯微結(jié)構(gòu)分析31-34
• 3.2.2 線收縮率34-35
• 3.2.3 氣孔率和體積密度35-36
• 3.2.4 熱導(dǎo)率和抗壓強(qiáng)度36-37
• 3.3 La_2O_3為燒結(jié)助劑37-41
• 3.3.1 物相及顯微結(jié)構(gòu)分析37-39
• 3.3.2 線收縮率39
• 3.3.3 氣孔率和體積密度39-40
• 3.3.4 熱導(dǎo)率和抗壓強(qiáng)度40-41
• 3.4 AlF_3·3H_2O為燒結(jié)助劑41-51
• 3.4.1 燒結(jié)溫度的確定41-43
• 3.4.2 物相及顯微結(jié)構(gòu)分析43-48
• 3.4.3 線收縮率48-49
• 3.4.4 氣孔率和體積密度49
• 3.4.5 熱導(dǎo)率和抗壓強(qiáng)度49-51
• 3.5 小結(jié)51-53
• 4 固相含量對(duì)針狀莫來石多孔陶瓷結(jié)構(gòu)與性能的影響53-64
• 4.1 引言53
• 4.2 MnO_2為燒結(jié)助劑53-58
• 4.2.1 微結(jié)構(gòu)分析53-56
• 4.2.2 固相含量對(duì)線收縮率的影響56
• 4.2.3 固相含量對(duì)氣孔率和體積密度的影響56-57
• 4.2.4 固相含量對(duì)熱導(dǎo)率和抗壓強(qiáng)度的影響57-58
• 4.3 AlF_3·3H_2O為燒結(jié)助劑58-63
• 4.3.1 顯微結(jié)構(gòu)分析58-60
• 4.3.2 固相含量對(duì)線收縮率的影響60-61
• 4.3.3 固相含量對(duì)氣孔率和體積密度的影響61-62
• 4.3.4 固相含量對(duì)熱導(dǎo)率和抗壓強(qiáng)度的影響62-63
• 4.4 小結(jié)63-64
• 5 發(fā)泡劑濃度對(duì)針狀莫來石多孔陶瓷性能的影響64-70
• 5.1 引言64
• 5.2 微結(jié)構(gòu)分析64-66
• 5.3 發(fā)泡劑濃度對(duì)線收縮率的影響66-67
• 5.4 發(fā)泡劑濃度對(duì)氣孔率和體積密度的影響67-68
• 5.5 發(fā)泡劑濃度對(duì)熱導(dǎo)率和抗壓強(qiáng)度的影響68-69
• 5.6 小結(jié)69-70
• 6 針狀莫來石多孔陶瓷的熱、力性能匹配規(guī)律70-80
• 6.1 引言70
• 6.2 研究方法70-72
• 6.2.1 熱導(dǎo)率與氣孔率的關(guān)系70-72
• 6.2.2 抗壓強(qiáng)度與氣孔率的關(guān)系72
• 6.3 MnO_2為燒結(jié)助劑72-76
• 6.3.1 熱導(dǎo)率與氣孔率的關(guān)系72-74
• 6.3.2 抗壓強(qiáng)度與氣孔率的關(guān)系74-75
• 6.3.3 抗壓強(qiáng)度與熱導(dǎo)率的關(guān)系75-76
• 6.4 AlF_3·3H_2O為燒結(jié)助劑76-79
• 6.4.1 熱導(dǎo)率與氣孔率的關(guān)系76-77
• 6.4.2 抗壓強(qiáng)度與氣孔率的關(guān)系77-78
• 6.4.3 抗壓強(qiáng)度與熱導(dǎo)率的關(guān)系78-79
• 6.5 小結(jié)79-80
• 7 結(jié)論80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果86-88
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集88

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