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《叔丁醇基凝胶注模成型制备氧化铝多孔陶瓷》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2011年4月第45卷第2期93~95,99叔丁醇基凝胶注模成型制备氧化铝多孔陶瓷1)1)2)1)徐鲲濠孙阳黄勇孙加林1)北京科技大学材料科学与工程学院北京1000832)清华大学材料科学与工程系新型陶瓷及精细工艺国家重点实验室北京100084摘要以微米级Al2O3粉料为原料,叔丁醇为溶剂,采用凝胶注模成型工艺制备了氧化铝多孔陶瓷,并研究了Al2O3浆料的固相体积分数(分别为8%、10%、13%和15%)对1500保温2h烧后
2、氧化铝多孔陶瓷的气孔率、气孔孔径分布、耐压强度、热导率和显微结构的影响。结果表明:当Al2O3浆料的固相体积分数从8%增加到15%时,氧化铝多孔陶瓷烧结体的总气孔率从71.2%逐渐降低至61.2%,气孔平均孔径从1.0m逐渐减小-1至0.78m,耐压强度从16.0MPa逐渐增大至45.6MPa,而热导率从1.03W(mK)逐渐增大至1.83-1W(mK)。关键词凝胶注模成型,Al2O3多孔陶瓷,气孔率,孔径分布,耐压强度,热导率氧化铝多孔陶瓷以其机械强度高、绝缘度高、耐分数分别为8%、
3、10%、13%和15%的浆料。再在浆高温、耐高压等特点广泛应用于热工设备、电子电器、料中加入催化剂和引发剂,搅拌均匀后注入40mm[1]热工仪表、石油化工等领域。目前,氧化铝多孔陶模具中,在50固化后脱模,干燥12h后置于箱式瓷多采用传统方法制备,包括颗粒堆积法、有机泡沫电炉内,在600保温2h,然后缓慢升温至1500[2]浸渍法、发泡法、添加造孔剂法等。但传统工艺存保温2h煅烧,随炉冷却至室温后取出。在着气孔分布均匀性差、气孔率低等缺点。以叔丁醇采用阿基米德排水法测定烧后试样的总气孔率为溶剂的
4、凝胶注模成型工艺是近年来提出的制备多和显气孔率;采用AutoPoreVI9500型全自动压汞仪[3]孔陶瓷的一种新方法。该成型工艺设备简单,模具检测烧后试样的孔径分布;采用WDW3020万能试验成本低,坯体密度高、强度大,烧结体气孔分布均匀,机测定烧后试样的耐压强度;采用物理性能检测系统既克服了传统工艺的缺点,又降低了生产成本。测定烧后试样的热导率;采用岛津ShinadzuSSX550型在本工作中,以微米级Al2O3粉料为主要原料,扫描电镜观察烧后试样的显微结构。以叔丁醇为溶剂,采用凝胶注模成型工艺制备
5、了氧化铝多孔陶瓷,并研究了浆料固相含量对氧化铝多孔陶2结果与分析瓷烧结体的气孔率、气孔孔径分布、耐压强度、热导率2.1坯体的干燥收缩和变形*和显微结构的影响。叔丁醇基和水基凝胶注模成型工艺制备的氧化铝多孔陶瓷坯体(固相体积分数均为10%)干燥后形1试验貌对比见图1。可以看出,与以叔丁醇为溶剂的凝胶主要原料Al2O3粉料为青岛安迈铝业公司生产,注模成型工艺制备的氧化铝多孔陶瓷坯体(试样a)牌号为CT3000,d50=0.756m,比表面积为7.94相比,以水为溶剂的凝胶注模成型工艺制备的氧化铝2-
6、1mg。以丙烯酰胺(AM)为单体,以N,N-亚甲基多孔陶瓷坯体(试样b)干燥后收缩和变形更加严重。双丙烯酰胺(MBAM)为交联剂,以叔丁醇(TBA)为溶在干燥过程中,颗粒间溶剂的蒸发使颗粒相互靠近,剂,以N,N,N,N-四甲基乙二胺(TEMED)为催进而毛细管压力增大,颗粒被进一步拉近,导致坯体化剂,以过硫酸铵(APS)为引发剂。以上试剂均为分析纯。*国家重点研究发展计划(973计划)(2006CB605207-2)。徐鲲濠:男,1986年生,研究生。将单体、交联剂和溶剂配制成预混液,再与Al2
7、O3E-mai:lxu_kunhao@163.com粉料一起在行星式球磨机中混合5h,制成固相体积收稿日期:2010-09-26编辑:张子英2011/2耐火材料/REFRACTORIES93耐火材料/NAIHUOCAILIAO2011年第45卷产生收缩。结合表1,叔丁醇的饱和蒸气压是水的3~4倍,其表面张力是水的1/4~1/3倍,所以,叔丁醇的蒸发带来的毛细管压力较小,坯体干燥前后变化不大。图1叔丁醇基(a)和水基(b)凝胶注模成型
8、工艺制备的氧化铝多孔陶瓷坯体干燥后的形貌Fig.1PhotosofporousAl2O3ceramicsusingTBA(a)orwater(b)assolventinge-lcasting表1水与叔丁醇的物理性能比较Table1ComparisonofphysicalpropertiesofTBAandwater项目水叔丁醇体积密度/(gcm-3)1.000.78冰点/025.5沸点/100.082.5饱和蒸气压/kPa3.1(
