本文以第一性原理為理論支撐、顆粒穩(wěn)定微乳液為制備工藝,通過對無機顆粒膠體表面化學和料漿體系穩(wěn)定性的研究,優(yōu)化工藝參數(shù),制備具有可控微米級三維連通具有“孔-窗”結構的多孔堇青石,并對基體進行增韌,探討其增韌機理。1、通過第一性原理計算,預測堇青石晶體結構,發(fā)現(xiàn)其在不同軸投影中具有高度對稱性�；诿芏确汉碚摰玫降哪軒чg隙難以躍遷,性能穩(wěn)定。DOS具有X軸對稱性,其費米能級處于DOS值為零的區(qū)間內(nèi),具有絕緣性。高溫小堇青石晶格震動效果圖和室溫下基本吻合,驗證具有優(yōu)異耐高溫性。本論文以量子力學為基礎,通過模擬電子運動規(guī)律預測堇青石的物理化學性能,為其優(yōu)異性質(zhì)提供理論支撐。2、對無機顆粒膠體表面化學和料漿體系穩(wěn)定性研究發(fā)現(xiàn),pH值為10時Zeta電位絕對值最低,前驅體穩(wěn)定性最優(yōu)。優(yōu)化工藝參數(shù)可獲得固含量為40vol%的料漿,制備的多孔堇青石結構完整、表面光滑無缺陷、收縮率小。優(yōu)化顆粒穩(wěn)定微乳液工藝參數(shù)克服其他制備工藝導致多孔堇青石孔道結構復雜、孔徑跨度大且分布不均勻的缺點。經(jīng)高溫燒結可以制備孔結構完整、孔徑分布均勻、孔隙率高的三維連通-多孔堇青石陶瓷。3、以馬鈴薯淀粉和蔗糖作為成孔劑可以顯著提... 

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 多孔陶瓷材料概述
        1.1.1 多孔陶瓷材料的分類
        1.1.2 多孔陶瓷的研究進展
        1.1.3 多孔堇青石陶瓷研究現(xiàn)狀
    1.2 軟凝聚模板體系概述
        1.2.1 軟凝聚材料
        1.2.2 顆粒穩(wěn)定軟凝聚模板
        1.2.3 高估含量顆粒穩(wěn)定微乳液
    1.3 多孔材料強化增韌概述
        1.3.1 多孔陶瓷材料強化韌性的意義
        1.3.2 多孔陶瓷材料的增韌方法及機理
        1.3.3 多孔堇青石陶瓷增韌研究現(xiàn)狀
    1.4 本論文選題的目的與意義
第二章 第一性原理計算預測堇青石物理化學性能
    2.1 第一性原理計算理論成果與實驗結果吻合度研究進展
    2.2 實驗部分
        2.2.1 基于第一性原理計算擬合軟件
    2.3 結果與討論
        2.3.1 基于第一性原理計算對堇青石參數(shù)及精度設置
        2.3.2 基于第一性原理計算預測堇青石晶體結構
        2.3.3 基于第一性原理計算預測堇青石化學穩(wěn)定性
        2.3.4 基于第一性原理計算預測堇青石熱穩(wěn)定性
    2.4 本章小結
第三章 顆粒穩(wěn)定微乳液構筑多孔堇青石陶瓷制備工藝
    3.1 穩(wěn)定堇青石前驅體基本屬性
        3.1.1 調(diào)控穩(wěn)定高固含量堇青石料漿的影響因素
        3.1.2 膠體顆粒在體系中的潤濕狀態(tài)
    3.2 實驗部分
        3.2.1 微乳液法制備多孔堇青石陶瓷
        3.2.2 多孔堇青石陶瓷樣品的物理化學表征
        3.2.3 多孔堇青石陶瓷樣品制備及表征實驗儀器
    3.3 結果與討論
        3.3.1 微乳液構筑多孔堇青石陶瓷對微觀結構調(diào)控
        3.3.2 pH值對堇青石料漿穩(wěn)定性調(diào)控
        3.3.3 活性劑及造孔劑添加量對多孔堇青石陶瓷微觀形貌調(diào)控
        3.3.4 固含量對多孔堇青石陶瓷微觀結構調(diào)控
        3.3.5 多孔堇青石陶瓷固相燒結過程及溫度調(diào)控
    3.4 本章小結
第四章 多孔堇青石陶瓷“孔-窗結構”設計與性能調(diào)控
    4.1 多級孔道結構材料的優(yōu)勢
        4.1.1 梯度化多孔材料
        4.1.2 孔徑分布對泡沫陶瓷抗熱震性能影響
        4.1.3 孔徑分布對泡沫陶瓷熱導率的影響
    4.2 實驗部分
        4.2.1 微乳液制備具有“孔-窗結構”多孔堇青石實驗流程
        4.2.2 對“孔-窗結構”多孔堇青石樣品的物理化學性能表征
        4.2.3 “孔-窗結構”多孔堇青石樣品制備及表征實驗儀器
    4.3 馬鈴薯淀粉對三維連通多孔堇青石陶瓷“孔-窗結構”的設計與性能調(diào)控
        4.3.1 馬鈴薯淀粉在多孔堇青石高溫燒結時發(fā)生的物相轉變
        4.3.2 馬鈴薯淀粉添加量對三維連通多孔堇青石陶瓷“孔-窗結構”的調(diào)控
        4.3.3 馬鈴薯淀粉對“孔-窗結構”多孔堇青石陶瓷抗腐蝕性能影響
        4.3.4 馬鈴薯淀粉對“孔-窗結構”多孔堇青石陶瓷機械強度和孔隙率影響
        4.3.5 馬鈴薯淀粉對“孔-窗結構”多孔堇青石陶瓷熱性能影響
    4.4 蔗糖對三維連通多孔堇青石陶瓷“孔-窗結構”的設計與性能調(diào)控
        4.4.1 蔗糖含量對“孔-窗結構”多孔堇青石陶瓷微觀形貌的調(diào)控
        4.4.2 蔗糖含量對“孔-窗結構”多孔堇青石陶瓷機械強度和孔隙率影響
        4.4.3 蔗糖含量對“孔-窗結構”多孔堇青石陶瓷熱性能影響
    4.5 本章小結
第五章 多孔堇青石陶瓷的強韌化機制
    5.1 熔鹽法制備α-Al_2O_3 陶瓷模板
        5.1.1 熔鹽法制備α-Al_2O_3 陶瓷模板實驗流程
        5.1.2 燒結溫度對α-Al_2O_3 陶瓷模板微觀形貌的影響
        5.1.3 熔鹽比例對α-Al_2O_3 陶瓷模板微觀形貌的影響
        5.1.4 保溫時間對α-Al_2O_3 陶瓷模板微觀形貌的影響
        5.1.5 本節(jié)小結
    5.2 增韌多孔堇青石陶瓷實驗內(nèi)容
        5.2.1 微乳液增韌多孔堇青石陶瓷實驗流程
        5.2.2 對增韌多孔堇青石陶瓷樣品的物理化學性質(zhì)表征
        5.2.3 增韌多孔堇青石陶瓷制備及表征實驗儀器
    5.3 多孔堇青石陶瓷的強韌化機理結果與討論
        5.3.1 微乳液對多孔堇青石微觀結構的調(diào)控
        5.3.2 原料粒徑尺寸對多孔堇青石基體增韌機制探究
        5.3.3 氧化鋯對多孔堇青石陶瓷基體增韌機制探究
        5.3.4 莫來石纖維對多孔堇青石陶瓷基體增韌機制探究
        5.3.5 晶須增韌對多孔堇青石陶瓷基體增韌機制研究
    5.4 本章小結
第六章 結論
創(chuàng)新點
參考文獻
致謝
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]面向綠色化工應用的陶瓷催化膜反應器的設計與制備[J]. 張廣儒,金萬勤,徐南平.  Engineering. 2018(06)



本文編號：3701100