【摘要】：泡沫陶瓷是一種孔隙率高達(dá)70%～90%,并具有三維立體網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)和相互貫通氣孔結(jié)構(gòu)的新型多孔陶瓷材料。本文采用有機(jī)泡沫浸漬法制備細(xì)孔徑氧化鋁基泡沫陶瓷過(guò)濾器。研究了有機(jī)泡沫載體的表面活化處理、粘結(jié)劑、燒結(jié)工藝、漿料性能等因素對(duì)氧化鋁基泡沫陶瓷過(guò)濾器性能的影響。 研究結(jié)果表明:有機(jī)泡沫體經(jīng)三種不同濃度的羧甲基纖維素鈉(CMC)、木質(zhì)素磺酸鈣、聚乙烯亞胺(PEI)活化后,三種表面活性劑對(duì)泡沫陶瓷性能的影響程度由大到小依次為CMCPEI木質(zhì)素,當(dāng)取活化劑CMC的濃度為1.5%時(shí),制備出的泡沫陶瓷性能最佳,其容重、抗壓強(qiáng)度和孔隙率可分別達(dá)到0.49g·cm~(-3)、 2.40MPa、82.5%。 使用復(fù)合粘結(jié)劑對(duì)氧化鋁基泡沫陶瓷的掛漿性能、燒結(jié)外觀(guān)和燒結(jié)性能要比單一粘結(jié)劑的好。當(dāng)復(fù)合粘結(jié)劑磷酸二氫鋁-CMC的比例為4:1時(shí),可制備出綜合性能最佳的氧化鋁基泡沫陶瓷,其抗壓強(qiáng)度為1.72MPa,抗熱震次數(shù)為6次;而對(duì)于復(fù)合粘結(jié)劑硅溶膠-糊精,其比例為2:1時(shí),制備出氧化鋁基泡沫陶瓷的抗壓強(qiáng)度僅有0.97MPa,抗熱震次數(shù)僅為4次。 研究中發(fā)現(xiàn),燒結(jié)工藝對(duì)樣品的性能產(chǎn)生重要的影響。經(jīng)TG-DTA,XRD,SEM等分析了試樣在燒結(jié)過(guò)程中的物理化學(xué)變化,燒結(jié)體以α-Al_2O_3為主晶相,其次是莫來(lái)石。本實(shí)驗(yàn)的最佳燒結(jié)溫度為1400℃,保溫時(shí)間為3h,可得到抗壓強(qiáng)度為2.71MPa的細(xì)孔徑氧化鋁基泡沫陶瓷過(guò)濾器。 隨著Al_2O_3基泡沫陶瓷原料中粘土量的增加,泡沫陶瓷的致密度得到增加,從而可以提高泡沫陶瓷的抗壓強(qiáng)度和抗熱震性。但是加入過(guò)多的粘土就會(huì)造成玻璃相增多,導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度和抗熱震性能下降。當(dāng)粘土加入量為4%時(shí),泡沫陶瓷的性能最好,此時(shí)抗壓強(qiáng)度達(dá)到1.67MPa,熱震次數(shù)達(dá)到8次。 隨著CeO_2的加入,使Al_2O_3基泡沫陶瓷過(guò)濾器的抗壓強(qiáng)度與抗熱震性能得到一定程度的提高。當(dāng)CeO_2的加入量為3%時(shí),其抗壓強(qiáng)度和抗熱震性能最佳,其值分別是1.70MPa、9次。
【圖文】：

機(jī)泡沫與水基漿料具有良好的粘附性，使?jié){料在有機(jī)泡沫的孔筋上具有一定的涂覆厚度，最終保證網(wǎng)眼制品具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。該工藝的成孔原理如圖 2-1 所示。圖 2-1 有機(jī)泡沫浸漬工藝成孔原理示意圖Fig. 2-1 Sketch map of the polymeric sponge impregnation process in pore generation泡沫陶瓷的孔尺寸主要取決于有機(jī)泡沫體的孔尺寸，與漿料在有機(jī)泡沫體上的涂覆厚度也有一定的關(guān)系。該工藝是制備高氣孔率(70%~90%)多孔陶瓷的一種有效工藝，此工藝的典型工藝流程如圖 2-2 所示。

第 2 章 泡沫陶瓷的制備2.1 有機(jī)泡沫浸漬工藝目前制備泡沫陶瓷最常用的方法是有機(jī)泡沫浸漬工藝[42]，它是以有機(jī)泡沫塑料為骨架，浸漿后干燥，然后高溫?zé)桑跓Y(jié)過(guò)程中，有機(jī)物燃燒揮發(fā)，留下網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的陶瓷體。該工藝用有機(jī)泡沫作為骨架來(lái)制備網(wǎng)眼多孔陶瓷，，要求有機(jī)泡沫與水基漿料具有良好的粘附性，使?jié){料在有機(jī)泡沫的孔筋上具有一定的涂覆厚度，最終保證網(wǎng)眼制品具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。該工藝的成孔原理如圖 2-1 所示。
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類(lèi)號(hào)】：TQ051.8

【引證文獻(xiàn)】

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2 牛雙蛟;曾顯華;胡林順;蔣龍川;尹荔松;;氧化鋁纖維制備研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2012年S2期

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本文編號(hào)：2525997