有机泡沫浸渍法制备铸钢用泡沫陶瓷过滤器的研究进展

洁净钢的生产制备是当前冶金铸造行业的研究热点之一。为实现钢水深度净化,常选用泡沫陶瓷对钢液进行过滤,达到截留非金属夹杂物、大幅提高特种钢合格率的目的。基于泡沫陶瓷制备中应用最广泛的有机泡沫浸渍法,系统阐述了国内外铸钢用泡沫陶瓷过滤器在聚氨酯泡沫预处理、高性能陶瓷浆料制备、二次离心挂浆、真空渗透和高温烧结等工艺的研究现状,归纳了改善泡沫陶瓷材料力学性能和过滤效率的主要方法,并展望了未来铸钢用泡沫陶瓷过滤器的研究方向。

有机泡沫浸渍法制备多孔磷灰石-硅灰石(AW)生物活性玻璃陶瓷研究

0引言多孔磷灰石．硅灰石（apatite—wollastonite glass ceramic，AW-GC）生物活性玻璃陶瓷。具有良好的生物活性、骨透导性和一定的可降解性，近年在骨组织工程研究中倍受重视。理想的骨组织修复和支架材料应具备三维立体多孔结构．这种结构有利于细胞粘附增殖、细胞外基质沉积、营养和氧气进入及代谢产物排出，也有利于血管和神经长入。此外，多孔结构与组织具有更大的接触面积，能够使植入材料承受更复杂的应力状态。

有机泡沫浸渍法制备多孔生物玻璃支架的研究

选用58S生物活性玻璃粉体为原料,利用预先处理过的聚氨酯泡沫作为模板,制备了一种孔隙率高,贯通性好,孔径可控的生物玻璃多孔支架.并通过排水法、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及傅里叶红外光谱(FTIR)等方法研究和表征了多孔支架的显气孔率、晶相组成、显微形貌和生物活性.结果表明,浸料一次所得支架的显气孔率为93%左右,浸料二次下降为80%左右;在SBF溶液中,随着时间的延长,材料表面最初形成的颗粒状钙磷化合物逐渐矿化生成叶片状碳酸羟基磷灰石(HCA)层,表明该材料恒温37℃时具有较好的生物矿化性能和生物活性.

泡沫浸渍法制备小梁金属及性能

采用有机泡沫浸渍法,选用预处理过的聚氨酯泡沫为模板制备具有较高强度和与人体弹性模量相匹配的小梁金属（多孔钽生物材料）。通过流体静力学法、SEM、EDS等方法研究表征多孔钽材料的密度、微观结构、孔隙形貌、杂质含量等。研究结果表明：材料密度为6.06-7.02 g/cm3,孔隙率为57.7%-63.5%,孔径为313-622μm,制备的多孔钽具有与人体骨相似的三维、连通开孔隙形貌,材料基体上无杂质残留。力学性能结果表明：抗压强度为50-73 MPa,弹性模量为1.73-2.72 GPa,与人体松质骨相似。

有机泡沫浸渍法制备多孔羟基磷灰石复相陶瓷

采用有机泡沫浸渍法制备羟基磷灰石-生物玻璃多孔复相陶瓷。在适量的固相含量和生物玻璃的含量下,可制得孔结构满足骨组织工程支架材料要求的多孔陶瓷。随生物玻璃含量的增加,复相陶瓷的硬度先下降继而大幅度上升。模拟体液实验表明复相陶瓷的生物活性随生物玻璃的含量增加而下降。

有机泡沫浸渍法制备Al_2O_3多孔陶瓷及其性能研究

Al2O3多孔陶瓷具有高孔隙率、耐腐蚀、耐高温等优点,在铸造业中应用前景广泛,但其烧结温度较高,且性能不稳定。采用工艺简单的有机泡沫浸渍法制备Al2O3多孔陶瓷,通过引入适量的BaO+TiO2烧结助剂可降低其烧结温度。研究表明:烧结助剂通过形成固溶体及生成低熔点共熔物降低Al2O3多孔陶瓷烧结温度。随着烧结温度升高,材料抗压强度提高。在1450℃、引入6 wt.%烧结助剂的条件下制备的Al2O3多孔陶瓷显微结构均匀,抗压强度较高。

有机泡沫浸渍法制备多孔β-TCP支架及生物相容性研究

以制备满足骨组织工程要求的支架为目的,将β-TCP粉末与Al2O3-MgO-H3PO4粘结剂按一定比例调和成浆料,采用有机泡沫浸渍法使其成型,低温烘干后于900-1200℃烧结制得多孔β-TCP支架.然后接种从胚胎胫骨分离的成骨细胞,进行材料-细胞复合培养后,通过扫描电镜观察细胞在陶瓷表面附着、生长等情况,评价其生物相容性.研究表明,采用有机泡沫浸渍法制备的β-TCP支架具有三维开孔网状结构,而且复合培养后的陶瓷表面有许多形态良好的成骨细胞附着,具有良好的生物相容性.

有机泡沫浸渍法制备SiC泡沫陶瓷的研究进展

泡沫陶瓷具有气孔率高、热稳定性好等优良性能,被广泛用作金属溶液过滤器、高温气体和离子交换过滤器、催化剂载体等。笔者主要介绍了采用有机泡沫浸渍法制备SiC泡沫陶瓷的研究现状,探讨了影响产品性能的主要因素,展望了SiC泡沫陶瓷的发展前景。

有机泡沫浸渍法氧化铝多孔陶瓷制备研究

有机泡沫浸渍法是当前制备多孔陶瓷最为常见的一种工艺,因其可以制备出气孔分布均匀、气孔率超高、贯通且结构为三维立体网络状的多孔陶瓷。本文研究了添加不同种类以及不同含量的分散剂对α-Al2O3在悬浮液中稳定性的影响,结果表明当固含量为5 wt%时,选用阿拉伯树胶分散剂、且添加量为0.8 wt%时,α-Al2O3悬浮液的稳定性最佳。为了有效降低氧化铝陶瓷的烧结温度,通过实验研究选择的助烧剂质量比为2:1的Si O2/Cu O,添加量为3 wt%。使用气孔率分别为75%、80%、95%的有机泡沫模板,在固含量选取为30 wt%的悬浮液中浸渍后干燥,最后在1200℃烧结2 h,分别制备得到了气孔率为65%、72%、93%的多孔氧化铝陶瓷。

有机泡沫浸渍法制备多孔结构陶瓷研究现状

多孔结构陶瓷的重要制备方法是有机泡沫浸渍法,具有工艺简单,所制备产品的力学性能稳定、几何尺寸和形状可控等特点,因此系统阐述了国内外采用有机泡沫浸渍法制备的多孔结构陶瓷的研究现状,探究了聚氨酯泡沫预处理、陶瓷浆料流变性能、制备工艺等对多孔结构陶瓷性能的影响,并对多孔结构陶瓷的发展前景进行了展望。

泡沫浸渍法制备氧化铝多孔陶瓷

采用泡沫浸渍工艺制备出了高孔隙率、高强度的氧化铝多孔陶瓷,研究了泡沫体的预处理方式以及烧成温度对多孔陶瓷性能的影响。扫描电子显微镜（SEM）结果显示：选用聚氨酯泡沫体作为成型骨架,并对其进行酒精浸泡和清水冲洗的预处理过程,最终制备的氧化铝多孔陶瓷具有很高的气孔率,且孔洞分布均匀,孔的连通性好,孔径在0.3-1 mm之间。陶瓷的最佳烧成温度为1600℃,此时陶瓷气孔率保持在67%以上,抗折强度为5.6 MPa。

有机泡沫浸渍工艺制备生物挂膜载体泡沫陶瓷

以粘土为原料,采用有机泡沫浸渍工艺,制备了生物载体用泡沫陶瓷。研究了硅溶胶的加入量对浆料粘度值及泡沫陶瓷抗压强度的影响,浆料固含量对烧成泡沫陶瓷的气孔率、抗压强度和外观形貌等性能的影响。结果表明:浆料中加入质量分数为1.5%左右的硅溶胶、浆料固含量为65%时,制备的泡沫陶瓷的抗压强度约为2.5 MPa,气孔率约为85%,综合性能最优。

泡沫浸渍法非织造布性能研究

介绍了泡沫浸渍法非织造布的生产工艺。通过对泡沫浸渍法非织造布产品的拉伸断裂强度、刚柔性测定来分析研究泡沫浸渍法非织造布的性能及其影响因素。

有机泡沫浸渍法Y-Al-Si多孔玻璃的制备研究

笔者以Y-Al-Si系统玻璃为研究对象,采用有机泡沫浸渍法制备多孔玻璃,期望获得一种高孔隙率、高强度、孔洞贯通好的多孔稀土铝硅酸盐玻璃。本研究采用了新系统制备多孔玻璃,并对已有的调浆工艺进行改进。通过傅里叶红外光谱仪(FTIR)、热膨胀仪、差式扫描量热等方法,研究了基础玻璃的结构变化、玻璃软化温度、玻璃化转变温度以及基础玻璃析晶温度,还研究了多孔玻璃的体积密度、吸水率、孔隙率等物理性能。研究结果表明,在聚氨酯海绵改性40min后,以乙基纤维素为粘结剂、聚乙二醇为分散剂,当浆料配比为:基础玻璃粉料56wt%、EC 1.2wt%、PEG 5mL、乙醇20mL时,多孔玻璃烧结制度为300℃保温1h,970℃保温3.5h,在这样的条件下可获得比较理想的多孔稀土铝硅酸盐玻璃。

新型环境矿物材料──堇青石质泡沫陶瓷的研制

以聚氨脂泡沫塑料为前驱体 ,高岭土、铝土矿和滑石为原料 ,经配方和工艺设计 ,制备了以堇青石为主晶相的泡沫陶瓷 ,制成品密度为 0 .3 10～ 0 .4 4 7g/cm3,气孔率为 81.7%～ 87.6% ,孔径为 0 .2～ 0 .5mm ,平均抗压强度为 0 .98MPa。探讨了烧成温度对材料气孔率、抗压强度和吸水率等性能的影响。

采用聚硅氮烷制备SiCN泡沫陶瓷

采用含乙烯基聚硅氮烷为原料,利用先驱体转化法与有机泡沫浸渍法相结合制备SiCN泡沫陶瓷。通过聚氨酯泡沫及聚硅氮烷的热分析制定温度曲线,研究了裂解温度、浸渍/裂解增强处理次数等工艺参数对泡沫陶瓷抗压强度的影响,采用XRD、SEM及EDS对SiCN泡沫陶瓷进行了物相、微观结构及成分分析。结果表明,在1000-1400℃温度范围内,随着温度的升高,泡沫陶瓷的抗压强度先升高后降低,增强处理对提高抗压强度有明显效果,当裂解温度为1300℃,经二次增强处理后,试样的抗压强度达11.5MPa。XRD研究表明,随着温度的逐步升高,聚硅氮烷的裂解产物发生了由非晶态向晶态的转变。微观结构分析显示,SiCN泡沫陶瓷呈三维网状结构,具有良好的贯通性,开孔气孔率达到85%。

泡沫陶瓷研制过程中影响因素的试验研究

采用有机泡沫浸渍法制备泡沫陶瓷,研究了各种工艺因素对泡沫陶瓷制备的影响。研究表明,泡沫体的挂浆量在经过50%的酸处理或2mol/L的碱处理之后效果较好。在普通陶瓷的浆料中加入质量分数为0.05～0.25%的三聚磷酸钠作分散剂和少量表面活性剂获得的浆料性能优良。加入7～8%硅灰石为烧成助剂烧成温度降低为1260℃。最后得到了性能参数为:气孔率为80%以上,体积密度0.3g/cm3～0.7g/cm3,加工简单,过滤能力强的泡沫陶瓷。

纤维增强泡沫陶瓷材料的制备及性能

通过制定合理的工艺参数,采用有机泡沫浸渍法研制了纤维增强泡沫陶瓷材料,借助性能测试及SEM、OM显微结构分析方法分析了高强度泡沫陶瓷材料制备的可能性及锆纤维含量对工艺材料强度的影响。结果表明锆纤维含量对泥浆的流动性有很大的影响,但可以通过控制稀释剂的用量与球磨时间进行调整,锆纤维的加入量为0.9%～1.4%时对泡沫陶瓷材料有较好的增强作用。

利用晶硅切割三级砂制备泡沫陶瓷的研究

以晶硅切割三级砂为主要原料,添加碳化硅、氧化铝等原料,以聚氨酯海绵作为骨架,采用有机泡沫浸渍工艺制得了具有三维贯通气孔的泡沫陶瓷。采用XRD、SEM等对试样进行了表征,探讨了晶硅切割三级砂掺量对浆料流变性和样品性能的影响。结果表明:(1)在Si C泡沫陶瓷中,生成了方石英和莫来石新相。(2)晶硅切割三级砂的掺量对浆料的流变性影响较大。当掺量为10~20 wt%时,浆料具有较好的流变性。且随着掺量的增加,浆料的流动度减小。(3)当晶硅切割三级砂掺量在10~20 wt%时,试样具有较好的耐酸、耐碱性,并且随着晶硅切割三级砂掺量的增加,泡沫陶瓷的显气孔率降低,而抗折强度却增加。

净化软磁合金用碳化硅质泡沫陶瓷过滤器的研制

制备了一种应用于软磁合金生产过程中的泡沫陶瓷过滤器.该过滤器以碳化硅、粘土、氧化铝粉为原料,采用有机泡沫浸渍工艺制备.分别用SEM和XRD分析断面显微结构和晶相组成.结果显示,断面显微结构致密均匀,晶相组成为碳化硅相、莫来石相和方石英相.该种泡沫陶瓷过滤器的抗热振性可达8次.现场应用表明,氧、氮、铝含量的去除率分别达到33.15%,22.79%和41.62%,过滤效果良好.