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1、开孔多孔陶瓷的制备技术57开孔多孔陶瓷的制备技术FabricationTechnologyofOpen2porePorousCeramics时利民,赵宏生,闫迎辉,唐春和(清华大学核能与新能源技术研究院,北京102201)SHILi2min,ZHAOHong2sheng,YANYing2hui,TANGChun2he(InstituteofNuclearandNewEnergyTechnology,TsinghuaUniversity,Beijing102201,China)摘要:介绍了开孔多孔陶瓷的制备方法及
2、其研究进展,着重描述了有机泡沫浸渍工艺、添加造孔剂工艺、溶胶2凝胶工艺、挤出成型工艺、木质陶瓷和包混工艺,并总结了各工艺制备多孔陶瓷的优、缺点。关键词:开孔;多孔陶瓷;制备技术;应用中图分类号:TB383文献标识码:A文章编号:100124381(2005)1220057205Abstract:Thedevelopmentofopen2poreporousceramicsusingdifferentfabricationmethodswasre2viewed1Anumberofpreparationproced
3、ures,includingpolymericspongeimpregnationprocess,ad2ditionpore2formingmaterialprocess,sol2gelprocess,extrusionprocess,wood2ceramicprocessandcoatmixprocessweredescribedindetail1Theadvantagesanddisadvantagesofthefabricationtech2nologiesofopenporeporousceramics
4、werealsosummarized1Keywords:open2pore;porosityceramics;fabricationtechnology;application开孔多孔陶瓷作为一种新型的陶瓷材料,因其具径范围为50Lm至1mm的开孔三维网状多孔陶瓷的有透过性好、比表面积大、密度低、强度高、热导率小、一种方法。该方法是目前制备开孔多孔陶瓷应用最[5]耐高温、耐磨损、化学稳定性好等诸多优良性能,已经广泛的方法之一,其工艺流程见图1。被广泛应用于航空航天、能源、机械、冶金、化工、环由于有机泡沫材料的孔
5、径大小和浆料在其上的保、军工、电子、生物和医学等多个科学领域,涉及流涂覆厚度决定了最后制品的孔径尺寸,因此选择合适体分离过滤、扩散、隔热、吸音、传感、电化学过程、催的有机泡沫材料是有机泡沫浸渍工艺中制备符合要化反应工程、医学移植和修复等诸多方面的用途。它求的开孔多孔陶瓷材料的一个重要因素。所选的泡可用于制作过滤器、分离膜、换热器、隔热层、吸音材沫必须具有一定的亲水性和足够回弹性的开孔网状料、减震缓冲器、各种传感器、燃料电池的电极及隔材料,能够与陶瓷材料牢固的吸引,并保证挤出多余[1-3]膜、催化剂及催化剂载体和
6、人造骨骼等。因此开料浆后能迅速地恢复形状。孔多孔陶瓷引起了全球材料学界的高度重视。另外,泡沫的气化温度要低于陶瓷的烧成温度,除了使用传统的制备方法外,新的制备方法也应且不污染陶瓷材料。适应这些要求的有机泡沫材料运而生,制备体系也不断得到完善。制备开孔多孔陶主要包括聚氨脂、纤维素、聚氯乙烯和聚苯乙烯等。陶瓷浆料是决定采用有机泡沫浸渍工艺所得开瓷的方法有很多种,本工作回顾了开孔多孔陶瓷的制备方法及其最近研究进展,着重对有机泡沫浸渍工孔多孔陶瓷体性能的另外一个重要因素。浆料的基艺、添加造孔剂工艺、溶胶2凝胶工艺、挤出
7、成型工艺、本组成是陶瓷颗粒、水和添加剂。添加剂主要有粘结木质陶瓷和包混工艺进行了具体介绍。剂、硫变化剂、反泡沫剂、絮凝剂等。陶瓷制品的具体用途决定了陶瓷颗粒的成分。粘结剂有硅酸盐、磷酸1有机泡沫浸渍工艺盐、硼酸盐、胶化的Al(OH)3、SiO2胶体等以及有机粘结剂,用来提高干坯的强度,防止在有机泡沫气化[4]有机泡沫浸渍工艺是Schwartzwalder于1963过程中倒塌;硫变化剂主要是一些天然的粘土,用来年发明出来的。该工艺是用有机泡沫浸渍陶瓷浆料、提高浆料的触变性,以便浸渍时使浆料进入泡沫,并溶胶2凝胶和
8、胶体溶液,干燥后烧掉有机泡沫,获得孔均匀地涂在泡沫网上有足够的粘度保持在泡沫中;低58材料工程/2005年12期分子量的醇和树脂常被用作反泡沫剂防止浆料起泡,成功研制出可以用来过滤熔融金属和处理高温烟气而聚乙二胺等则作为絮凝剂来改善浆料与有机泡沫的碳化硅网眼多孔陶瓷。[6]之间的粘结性。朱新文等以碳化硅微粉为主要成浸渍浆料的方法很多,但是无论采用哪一种方法,分,A2Al2O3、羧甲基纤
