氧化铝泡沫陶瓷的制备及性能研究

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1、摘要泡沫陶瓷的主要应用为作为熔融金属过滤器，但目前市场上的过滤器普遍存在着抗弯强度较低、热震稳定性差等缺点。因此，研究高性能的泡沫陶瓷具有明显的工程意义与应用价值。本研究以氧化铝为主要原料，用有机泡沫浸渍工艺成功制备出泡沫陶瓷。文中详细研究了分散剂聚丙烯酸铵的加入量对氧化铝浆料稳定性能影响；浆料的固含量及浆料中流变剂羧甲基纤维素的加入量对聚氨酯泡沫挂浆性能的影响；泡沫的预处理对其挂浆性能的影响。同时在氧化铝浆料中加入了一定量的二氧化锆粉末和碳化钛颗粒，利用相变增韧机理、微裂纹增韧机理和颗粒增韧机理等3种增韧机理来提

2、高氧化铝基泡沫陶瓷过滤器的高温性能。实验借助XRD、SEM等手段对泡沫陶瓷的微观结构及高温性能做了分析。研究结果表明：浆料中加入质量分数为2％聚丙烯酸铵且浆料的PH为9时可获得稳定性良好的陶瓷浆料；固相含量为70％的浆料且浆料中加入0．3％的羧甲基纤维素时，浆料的流变性最好；将聚氨酯泡沫在浓度为15％的碱液中，在50"C温度下浸泡6小时，泡沫的挂浆性能最好。研究同时表明：氧化铝陶瓷浆料中加入二氧化锆粉末和碳化钛颗粒时，泡沫陶瓷过滤器的抗弯强度及热震稳定性能有所提高，浆料中加入15％的二氧化锆和5％的碳化钛颗粒时，制

3、得的泡沫陶瓷过滤器抗弯强度最大且热震循环次数最多，抗弯强度为2．61MPa。关键词：泡沫陶瓷过滤器；有机泡沫浸渍工艺；稳定性；挂浆性能；预处理；抗弯强度；抗热震性AbstractCeramicfoamhasbeenprimarilyusedtofiltermoltenmetalmaterials．However'filtersavailableonthemarketmostlyactbadlyintheaspectsofflexuralstrengthandthermalshockresistance．Theres

4、earchofhi曲performanceceramicfoamhasengineeringsignificanceandapplicationvalue．ThestudysuccessfullypreparedceramicfoamfilterusingA1203asthemainrawmaterialbythepolymericspongeimpregnationprocess．Thispaperstudiestherelationbetweenadditionofammoniumpolyacrylateasd

5、ispersantandPhvalueandtheStabilityofSlurry；Theeffectofsolidcontentofslurryandadditionofcarboxymethylcellulose弱theologicalagentontheloadingoftheslurryonthepolymericsponge；Theeffectofpre—treatmentofpolymericspongeoncoatingpropertiesofpolymericsponge．Zr02andparti

6、clesofTicWasaddedintotheslurryinordertoimprovehi曲一temperatureperformanceofA1203ceramicfoamthroughtheMechanismofphasetransformationtoughening,tinycracktougheningandparticlesoftening．ThepropertiesandmicrostructureoffoamceramicswereanalyzedbyXRD，SEMmethods．Experi

7、mentshowsthatthebeststableslurrycanbeobtainedbyadding2．0％qualitycontentPAA-NH4andadjustingpHis9；theexcellentrheologicalslurryCanbeobtainedbyaddingO．3％qualitycontentCMCintoslurryof70％solidloading．Theresearchindicatedthatprocesspolymericspongebysoakingthemin2．0％

8、qualitycontentalkalinesolutionoffor6hoursCanimprovetheloadingoftheslurryonthepolymericsponge．ExperimentalsoshowsaddingZr02andparticlesofTicCanimprovebandingstrengthandthermalshockr