超低膨胀系数堇青石蜂窝陶瓷材料的制备.pdf

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1、第34卷第2期《陶瓷学报》Vo1．34．No．22013年6月JoURNALOFCERAMICSJun．2013文章编号：1000—2278(2013)02—0181—05超低膨胀系数堇青石蜂窝陶瓷材料的制备罗凌虹余永志王乐莹程亮石纪军(景德镇陶瓷学院，江西景德镇333001)摘要利用XRD、SEM等测试技术对NGK和宜兴某厂的堇青石蜂窝陶瓷样品进行对比分析和研究，结果得出：由于NGK堇青石陶瓷在微观结构方面产生微裂纹导致NGK(0．2×lO-~／oc)生产的堇青石蜂窝陶瓷热膨胀系数(1_2×10-6／~C)比宜兴产的小。由此提出了超低膨胀系数堇青石陶瓷的制备方

2、案，即从浆料分散及烧成制度两个方面对宜兴蜂窝陶瓷微观结构进行优化从而有效降低其膨胀系数。关键词堇青石；蜂窝陶瓷；超低热膨胀系数；微观结构中图分类号：TQ174．75文献标识码：A司的堇青石蜂窝陶瓷膨胀系数如此之低，一定在结构上有所创新和不同，为此我们将NGK和宜兴蜂窝陶0引言瓷进行了微结构分析和对比并制定出了相应的实验方案。堇青石蜂窝陶瓷是一种目前迅猛发展、应用面越来越广泛的陶瓷材料，由于其巨大的比表面积、低膨1实验过程胀系数、耐高温和耐腐蚀等特}生使其用于制备汽车尾气处理的载体21、红外辐射材料[31、发电厂的蓄热和工业上用的大型除尘没备等[41，也被称为环保

3、陶瓷。1．1NGK、宜兴蜂窝陶瓷XRD及SEM对比日本NGK公司和美国的康宁公司在堇青石蜂窝陶从图1可知，宜兴蜂窝陶瓷与NGK的XRD图瓷的制备上处于国际领先水平，他们制造的堇青石蜂谱基本吻合，各衍射峰的位置基本对应，个别峰的衍窝陶瓷的膨胀系数仅为0．2×10oC左右。我国在该射强度稍有不同，图中每个峰完全符合PDF卡片(13—0294号)，为单一的仅一堇青石相。从图2可知，领域的制备技术和研发技术离国际先进水平具有一定的差距，超低膨胀系数堇青石蜂窝陶瓷材料的制备NGK蜂窝陶瓷的断面及表面SEM图均出现微裂纹，而宜兴的没有发现微裂纹；且NGK晶粒成圆弧状，也一直

4、是困扰我国蜂窝陶瓷发展的关键技术，代表我国该领域最高水平的宜兴某厂所制备的堇青石蜂窝而宜兴的颗粒以长方形状居多，但两者晶粒排列均有陶瓷，其膨胀系大约为1．2X10oC。杜永娟等[51制备一定的取向。从以上结果得出：NGK堇青石陶瓷的膨了热膨胀系数约在1．2X10-6／℃的堇青石陶瓷。张华胀系数比堇青石材料理论膨胀系数还要低，主要是因为其蜂窝陶瓷中含有一定量的微裂纹，该微裂纹可以等[61研制的堇青石蜂窝陶瓷的热膨胀系数在1．48×101℃左右。张振禹也对堇青石的低热膨胀机理有效抵消堇青石受热膨胀。一般认为堇青石质陶瓷的进行了研究，用半定量法计算了Ot一堇青石的理论

5、化学组成越靠近堇青石的理论组成，其热膨胀系数越低。同时，烧成制度也是决定堇青石晶粒是否取向排热膨胀系数大概是0．85×l01℃。因此，日本NGK公收稿日期：2012—12—12基金项目：江西省重大科技创新研究项目“千瓦级中温平板型固体氧化物燃料电池系统研究”(编号：20114ACEO0300)；江西省科技支撑计划项目“新型结构高性能中温固体氧化物燃料电池的研究”(编号：20111BBE50017)通讯联系人：罗凌虹，E—mail：luolinghong@tsinghua．org．cn《陶瓷学报}2013年第2期185PreparationofUltra-LowT

6、hermalExpansionCordieriteCeramicHoneycombMaterialLUOLinghongYUYongzhiWANGLeyingCHENGLiangSHliJun(JingdezhenCeramicInstitute，Jingdezhen，Jiangxi333001)AbstractInthispaper。thesamplesofcordieritehoneycombceramicfromNGKandafactoryinYixingwereanalyzedandstudiedcomparativelybyusingtheXRDand

7、SEM．Theresultisthatthethermalexpansioncoeficientofcordieritehoneycombceramicfr0mNGK(O．2x10叫℃)issmallerthanYixing(1．2x10-6／~0)，forcordieriteceramicfromNGKcreatedmicrocrackinmicrostructure．Then．theprocessforpreparingultra—lawexpansioncordieriteceramicwasproposed：themicrostructurewasopt

8、imizedthroug