定向多孔陶瓷的制备及其孔隙研究

《定向多孔陶瓷的制备及其孔隙研究》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、建材世界2013年第34卷第2期定向多孔陶瓷的制备及其孔隙研究李利娟(闽西职业技术学院，龙岩364000)摘要：以Al：03、Si02和Na20·Si02为原料，明胶为粘结剂制备陶瓷浆料，采用冷冻干燥法制备了定向多孔陶瓷，研究了陶瓷浆料固含量、冷冻温度和烧结温度对多孔陶瓷孔隙率、收缩率和微观结构的影响。结果表明，采用冷冻干燥法可成功的制备出定向多孔陶瓷材料，通过控制工艺参数可以调整材料的孔隙结构和性能，调节浆料固含量可实现对孔隙率的控制，调节烧结温度可改变陶瓷的收缩率，调节冷冻温度可实现对孔尺寸的控制，从

2、而得到满足需要的陶瓷材料。关键词：冷冻干燥法；定向多孔陶瓷；孔隙结构；工艺参数Resem[℃honPrelmrationmadPoreStructureofDirectionallyPorousCeranficLILiouan(MinxiVocational&TechnicalCollege，Longyan364000，China)Abstract：Therawmaterialsweremixedwithdistilledwateratcertainratiostoobtainstablewater-ba

3、sedslurry，glutinwasaddedasstickingreagent．Directionallyporousceramicsweresynthesizedfromwater-basedslurrybyfreeze-dryprocess．Theeffectofslurryconcentration，thefreezingtemperatureandthesinteringtemperatureontheporosityandmicrostructureofporousceramicwasstu

4、died．Itprovesthatdirectionallyporousceramicscanbesuccessfullypre—paredbyfreeze-dryingmethod．Bycontrollingthetechnicalparameters，includingslurryconcentration，thefreezingtern—peratureandthesinteringtemperature，theporestructureandpropertiescanbeadjustedtosat

5、isfytheneeds．Keywords：freezing—dryingmethod；directionallyporousceramic；porestructure；technicalparameters多孔陶瓷内部含有大量与外界相通的开口孔隙，可用于汽车尾气处理、熔融金属过滤、隔热隔音材料等方面。由于这些材料要求多孑L陶瓷具有高的渗透性和大的比表面积，因此对其孔结构、孔隙率以及孔尺寸的控制显得尤为重要。根据使用目的和对材料性能的要求不同，近年逐渐发展了多种不同的多孔陶瓷制备技术，其中研究较多的有添加

6、造孔剂工艺、颗粒堆积成型工艺、发泡工艺、有机泡沫浸渍工艺、溶胶一凝胶工艺等。这些方法生产出的多孔陶瓷材料，其孑L结构是随机的无规律分布，制约了其更为广泛的应用。而具有特殊取向的定向多孔陶瓷是一种孑L结构规律分布的多孔材料，不仅可以满足基本的应用要求，而且可以用在一些特殊场合。目前已有的定向多孔材料均为类似于蜂窝状的大孔隙材料，而对小孔隙的定向多孔材料研究较少。制备这种定向多孔材料的方法也有很多，其中，冷冻干燥法近年得到较多的研究。该工艺通过对水基陶瓷浆料进行冷冻处理，使坯体中形成定向冰晶分布；待坯体完全凝

7、固后在低压下进行干燥处理，使冰晶升华，从而形成具有定向排列孔隙的干燥体；最后烧结获得定向多孔陶瓷。该文采用冷冻干燥法制备了定向多孔陶瓷，对陶瓷浆料组成、制备工艺与多孔结构之间的关系进行了研究，初步实现了对定向多孔陶瓷制备工艺的优化。1实验1．1试剂Al。O。粉，SiO：粉，Na。O·SiO：，明胶，无水乙醇。收稿日期：2013—02—05．作者简介：李利娟(1984一)，硕士．E-mail：joily@yahoo．cn建材世界2013年第34卷第2期1．2设备JA3003N型分析天平，低温恒温槽，行星式球

8、磨机(QM-BP，南京大学仪器厂)，自制成形模具，冷冻干燥机(LGJ一10C，北京四环科学仪器厂有限公司)，电热鼓风干燥箱(101A-1E，上海实验仪器有限公司)，箱式电阻炉(S尉X一4—13，天津)，场发射扫描电镜(FEISIRION，荷兰)。1．3过程AlzO。，SiO。以及添加物与蒸馏水混合制备水基浆料，球磨3h后将浆料注入自制模具的型腔中冷凝成型(见图1)。模具由上下2部分组成：上面是由导热性能较差的尼龙制成的空心圆柱