SiO,2基多孔陶瓷的制备及其性能表征的研究

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1、．昆明理工大学硕士学位论文摘要摘要多孔陶瓷是以气孔为主相的一类陶瓷材料。与玻璃纤维、网状金属材料相比，多孔陶瓷的性能稳定、耐腐蚀性好、选择渗透性高，使用寿命长，具有十分广阔的应用前景。本文以正硅酸乙酯、铝粉、硼酸为主要原料，采用溶胶．凝胶和有机泡沫浸渍的复合工艺制备Si02基复合多孔陶瓷。研究了A100H溶胶、Si02溶胶以及复合溶胶的制备工艺；采用多次浸渍的方法提高复合潘胶在有机泡沫体上的附着量，为了保证烧结体孔隙结构的均匀性，加快浸渍试样固化成型，在浸渍过程中还采用挤压离心分离除去多余溶胶，微波干燥加速附着溶胶固化；本文利用正交实验方法优化了原料配比，

2、并在优化实验结果的基础上，研究了A100H溶胶、硼酸的引入量和有机泡沫浸渍复合溶胶体积的多少对烧结体气孔率、力学性能和显微结构的影响，并进一步探索了烧结试样各项性能随烧结温度变化的规律。本文还进一步对有机泡沫体进行直通孔道预处理．将蜂窝陶瓷和泡沫陶瓷相结合，对制备复合型多孔陶瓷的可行性做了初步探索和分析。同时，通过TG—DTA研究了试样在热处理过程中的物理化学变化：通过XRD、SEM扫描电镜和Axiophot光学显微镜研究了烧结体的物相组成及其显微组织；通过阿基米德原理、杠杆原理、氮吸附法、定量分析及数理统计等手段对烧结体的孔隙率、力学性能、孔径和晶粒大小

3、及其分布进行了表征和探讨。研究表明：采用溶胶一凝胶和有机泡沫浸渍的复合工艺，能成功制备宏观气孑L有一定分布，且孔壁上由大量晶粒堆垛而成、微孔分布均匀的Si02基多孔陶瓷；通过挤压离心除去浸渍体中多余复合溶胶，能提高复合溶胶在聚氨酯泡沫中的均匀性，有效避免了烧结试样开裂的问题，微波干燥有利于提高干燥速率，制备密度均匀、规则的样品：烧结体中方石英为主要晶相，A120”B203的引入影响着莫来石相的生成，且有助于降低烧成温度，提高试样强度；B203的引入较A1203对烧结体的性能影响大，随B203含量增加，烧结体中玻璃相明显增多，显气孔率和抗鹾强度变化幅度较大。

4、而随A1203含量增加，烧结体的显气孔率和抗压强度均呈缓慢变化趋势；浸渍体积影响着烧结体的性能及孔径分布，浸渍体积多，烧结体的气孔率和孔径减小，抗压强度增大；烧成温度的提高有利于试样充分氧化烧结，在1150～128012之间，随烧结温度提高，显气孔率先增大后减小，而抗压强度逐渐增大。昆明理工大学硕士学位论文摘要关键词：溶胶一凝胶法；有机泡沫浸渍法：多孔陶瓷：气孔率；力学性能；显微结构；孔径分布昆明理工大学硕士学位论文ABSTRACTPorousceramicisakindofceramicmaterialwithlotsofpores．Comparedwi

5、thglassfiberandreticularmetalmaterials，ithassteadyperformance，goodcorrosionresistance，highselectivepermeabilityandlongservicelife．Ithasapromisingapplicationinthefuture．Inthispaper,Si02basedcompositeporousceramicispreparedbycompoundprocessesofSol-gelmethodanddippingmethodwithpolyme

6、rfoams．TEeS，aluminiumpowderandboricacidareadoptedtobemainrawmaterials．PreparingprocessofAIOOHsol，Si02solandcompoundsolarestudiedinthispaper．Dippingvolumeinpolymerfoamisincreasedbymulti·dippingmethod．Excesssotinpolymerfoamisremovedbyextrudingandcentrifugalmethodduringdipping，andcom

7、poundsoldippedtopolymerfoamisdriedbymicrowave．Applyingthecrossexperimentmethod，theinfluenceoftheconcentrationofAIOOHsol，boricacidandvolumeofsoldippinginthepolymerfoamontheporosity,mechanicalpropertyandstructureofsinteringbodieshavebeeninvestigated．Thevariationofpropertiesversussin

8、teringtemperaturehasalsobeentaken