泡沫陶瓷的研究现状和发展前景

《泡沫陶瓷的研究现状和发展前景》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、泡沬陶瓷的研究现状和发展前景摘要本文综述了泡沫陶瓷材料的制备工艺和各国的发展现状。介绍了泡沬陶瓷的分类方法和性能特点，并对泡沬陶瓷的未来发展进行了展望。关键词泡沬陶瓷，制备工艺，性能，分类1胃，•刖目自20世纪中期，陶瓷材料越来越受到人们的重视，尤其是1940年后出现的新型陶瓷，随着对材料要求的进一步提高，人们逐渐认识到陶瓷所具有的很多优良特性，如其它材料无法比拟的耐蚀、耐热、高硬度特性。进入21世纪，各国政府高度重视新能源和新材料的开发、减少能源与材料的浪费和消耗，泡沬陶瓷材料的开发就是在这种大背景下提出

2、的，特别是全球经济进入高速发展后，世界工业的发展和变革，为泡沫陶瓷的发展和应用提供了巨大的舞台。泡沫陶瓷的发展始于20世纪70年代,它是一种气孔率高达70〜90%，体积密度只有0.3〜0.6g/cm3,具有三维立体网络骨架和相互贯通气孔结构的多孔陶瓷制品。作为一种新型的无机非金属过滤材料，它除了具有耐高温、耐腐蚀等一般陶瓷所具有的性能外，泡沫陶瓷还具有质量轻、气孔率高、比表面积人、强度高、耐高温、耐腐蚀、对流体自扰性强、再生简单、使用寿命长及良好的过滤吸附性等优点，与传统的过滤器如陶瓷颗粒烧结体、玻璃纤维布

3、相比，不仅操作简单、节约能源、成本低，而且过滤效果好。泡沫陶瓷被广泛地应用于冶金、化工、轻工、食品、环保、节能等领域。2泡沫陶瓷的应用现状2.1国外的发展情况1978年，美国人MollardFR和DavidsonN等利用氧化铝、高岭土等陶瓷浆料制作出了泡沬陶瓷，并将其应用丁熔融金属铸造过滤，显著地提高了铸件质量，降低了废品率。之后，英、日、俄、德、瑞士等国竞相开展了研究。生产工艺日益先进，技术装备越来越向机械化、自动化发展。己研制出多种材质、适合于不同川途的泡沫陶瓷过滤器，如堇青石、莫来石、A1203、Zr

4、02、SiC、Si3N4等高温泡沫陶瓷，产品已系列化、标准化，形成了一个新兴产业。目前，国际上工业发达国家的铸造行业。已普遍采用金属熔体过滤工艺。这些国家的使用表明，运用泡沫陶瓷过滤技术可使铸件夹杂物含量大幅降低、合格率大幅度提高（可提高50%以上），可提高铸件的机械性能、延长金属切削加工的刀具寿命。据报道，在生产生铁铸件时，采用泡沫陶瓷过滤器，可使产品的合格率提高到80%。当灰门铁和可锻铸铁采用泡沫陶瓷过滤器进行净化、生产汽车用曲轴时，仅机械加工车间的废品率就从35%降低到0.3°%。在连续铸钢中，采用泡

5、沫陶瓷过滤，能使不锈钢中非金属夹杂物的含量大约减少20%。英国Foscco公司研制的泡沫陶瓷过滤器可消除比10Pm小得多的夹渣，经过滤的铝合金压铸件比过滤前的铸件在机加工时刀具磨损量减小50%，过滤使铁素体球铁的疲劳强度提高10%左右，道具磨损减少0.04〜0.1mm。2.2国内的应用进展情况在国内，随着对金属制品纯度、性能等要求的提高，泡沬陶瓷过滤技术及其产品的应用FI益重要。泡沫陶瓷过滤技术在冶金铸造工业方面的应用也越来越广。我国在80年代初开展泡沫陶瓷的研究工作，哈尔滨理工大学于1982年最早研制出用

6、于铝合金过滤的泡沫陶瓷过滤器。此后，该校又陆续幵发出可用于黑色金属过滤的泡沬陶瓷过滤器。在此期间，沈阳铸造研宄所、上海机械制造工艺研究所、湖北省机电研究设计院、南昌航空工业学院、东风汽车公司等单位也先后开展了泡沫陶瓷过滤器的研宄工作，并均取得丰硕成果。近20多年来。已先后有多家科研机构和厂家进行了泡沫陶瓷制品的探索研究。熔融金属过滤用泡沬陶瓷国产产品己基木上可满足日益增长的国内需要，有的品种还大量出口，只有少数高端产品尚需进口。3泡沬陶瓷的分类和性能3.1泡沫陶瓷的分类泡沫陶瓷有多种分类方法。按孔隙之间关系

7、可分为：闭口气孔和开口气孔两种。闭口气孔是指陶瓷材料内部微孔分布在连续的陶瓷基体中。孔与孔之间相互隔离：开口气孔包括材料内部孔与孔之间相互连通和一边开口、另一边闭口形成不连通气孔两种。泡沬陶瓷按材质又可分为以下几种：(1)铝硅酸盐材料。以耐火粘土熟料、烧矶土、硅线石和合成莫来石质颗粒为骨料，具有耐酸性和耐弱碱性，使用温度达ioo(Tc。(2)高硅质硅酸盐材料。主要以硬质瓷渣、耐酸陶瓷渣及其他耐酸的合成陶瓷颗粒为骨料生产，具有耐水性和耐酸性，使用温度达70(TC。(3)陶质材料。组成接近高硅质硅酸盐材料，是一

8、种主要以多种粘土熟料颗粒与粘土等混合而得到的微孔陶瓷材料。(4)硅藻土质材料。主要以精选硅藻土为原料，加粘土烧结而成，用于精滤水和酸性介质屮。(5)刚玉和金刚砂材料。以不同型号的电熔刚玉和碳化硅颗粒为骨料，具有耐强酸、耐高温特性，耐高温可达1600飞。3.2泡沫陶瓷的性能3.2.1气孔率泡沬陶瓷的气孔率为70〜90%,对多孔陶瓷来说，这是最高的。蜂窝陶瓷的气孔率约为60%,陶瓷颗粒烧结体的气孔率约为30〜50%。