海藻酸钠离子凝胶法制备直通孔氧化铝多孔陶瓷

利用海藻酸钠的离子凝胶过程,采用溶剂置换结合冷冻干燥的工艺,成功制备了具有高度有序六方排列的直通孔多孔氧化铝陶瓷,整个工艺过程及所使用的原料都是环境友好的。研究结果表明,1500℃烧结2 h样品的孔径尺寸在200μm左右,且与固相含量的关系不大,而孔壁上存在0.3μm^0.5μm的小孔。通过控制浆料中氧化铝的固相含量可以对材料的性能进行有效地调控,研究表明,随着固相含量从5wt%提高到15wt%,材料的密度从0.87 g/cm3提高到1.16 g/cm3,渗透率从2.57×10-11 m2下降到2.16×10-11 m2,而抗压强度从(18.9±3.2)MPa提高到(44.2±5.4)MPa,平行孔道方向的热导率从2.1 W/(m·K)提高到3.1 W/(m·K),而垂直孔道方向的热导率从1.3 W/(m·K)提高到1.7 W/(m·K),并且平行孔道方向热导率的增加幅度要明显大于垂直孔道方向。

泥浆的pH值对氧化铝多孔陶瓷孔结构的影响

研究了泥浆pH值对氧化铝多孔陶瓷孔结构的影响 ,结果表明 ,在碱性范围内调节pH值 ,可制得气孔率在 2 5 %～40 %范围、孔径分布均匀的多孔陶瓷。

氧化铝多孔陶瓷凝胶注模成型研究

以TH-903为分散剂,刚玉粉体为基体材料,以碳粉为造孔剂,采用凝胶注模成型方法制备了多孔氧化铝陶瓷.研究了分散剂、球磨时间和固相含量对浆料粘度的影响以及造孔剂含量对多孔陶瓷性能的影响.结果表明:加入质量分数为2.5%的分散剂可制得低粘度、高固相含量的陶瓷浆料.成型后的坯体经1360℃烧结1h,可获得孔径分布均匀、高显气孔率及强度较高的产品.

多孔氧化铝陶瓷材料的制备工艺研究进展

多孔氧化铝陶瓷具有力学性能好、耐腐蚀、比表面积大以及化学性质稳定等优点,在耐火材料、电绝缘体、耐磨机械部件、过滤材料、催化支撑体等领域得到广泛应用。常见多孔氧化铝陶瓷的造孔方法主要有部分烧结法、复刻模板法、牺牲模板法与直接发泡法,合理的造孔方法有利于获得特定孔隙结构与孔隙率。氧化铝陶瓷的常规烧结工艺通常温度高、时间长、易形成粗化晶粒与残留气孔,先进烧结技术如振荡压力烧结、放电等离子烧结、微波烧结等可有效克服上述缺点,综合提升材料的各项性能。本文从造孔方法与烧结技术两个方面综述多孔氧化铝陶瓷的研究进展,期望为新型多孔氧化铝陶瓷的研究、开发与应用提供参考。

铝粉造孔制备多孔氧化铝陶瓷的研究

研究了成型压力与铝粉引入量对多孔氧化铝陶瓷气孔状态、烧成收缩率、抗弯强度的影响,通过SEM观察了多孔氧化铝陶瓷材料的微观结构。研究发现,铝粉的加入可有效制备多孔结构高铝陶瓷,并降低了高铝陶瓷材料的烧成收缩率。且随着成型压力增大,达到同一显气孔率所需的铝粉加入量会减少。结合样品的断面形貌分析认为:铝粉在陶瓷基体中造孔机理是铝粉爆炸造孔和氧化膨胀造孔这两种机制共同作用的结果。

直接发泡法制备氧化铝多孔陶瓷

为了改善多孔氧化铝陶瓷的性能,考察了陶瓷悬浮液的固含量、造孔剂和其他添加剂种类对生坯体和烧结体机械强度的影响。发现固含量由53%减少至45%和40%时,机械强度大大降低。当向料浆中添加7%三种不同类型的淀粉时,气孔率没有明显提高;当用Al(OH)3替代30%的Al2O3时性能也没有改善。但采用直接发泡法制备多孔隔热陶瓷(Al2O3固含量53%,无添加剂),热导率与其他三种商用隔热陶瓷砖相比有优势,气孔率达到81%,机械强度达到15MPa。

固态燃料电池用新型陶瓷材料——多孔氧化铝烧结罩片

美国ESL Electro—Science近日宣布一种用于固态燃料电池烧结的新材料多孔氧化铝烧结罩片。其多孔性能有助于烧结过程中有机物的排除，防止固态燃料电池烧结变形的产生。该技术的采用省去了传统一次烧结中的二次修整复烧工序，节约了能源和费用。

利用不同造孔剂制备Al_2O_3多孔陶瓷

以炭黑和自制的PS微球(聚苯乙烯微球)、PMMA微球(聚甲基丙稀酸甲酯微球)为造孔剂制备氧化铝多孔陶瓷,通过SEM和其他方法对其强度、密度、外观形貌进行比较。结果表明,用PS微球与PMMA微球为造孔剂的多孔陶瓷在强度、气孔率等这些方面对多孔陶瓷的影响相近,炭黑对多孔陶瓷的各方面影响最大,以炭黑为造孔剂的多孔陶瓷比以PS微球与PMMA微球为造孔剂的多孔陶瓷的强度大、但是气孔率的稳定性差且不易控制。

平板型多孔Al_2O_3陶瓷载体的研制

通过用固态粒子烧结法制备多孔氧化铝陶瓷 ,研究了玻璃相物质、有机成孔剂等对多孔陶瓷的孔隙率、孔径、透水率及硬度的影响 ,制得了具有较高孔隙率 (4 4%～ 6 0 % ) ,一定孔径分布及强度的多孔氧化铝陶瓷。

注凝成型微孔梯度陶瓷材料制备新工艺的研究（I）

本文采用 90年代初发明的注凝成型技术制备微孔梯度陶瓷材料。研究低粘度的Al2 O3(不同粒度 )和高温粘结剂混合物的浆料的制备方法 ;并以调整浆料的流变性为重点 ,研究了pH值、分散剂、固体含量、高温粘接剂、颗粒度对浆料粘度的影响。通过上述各种影响因素的工艺优化制备出了低粘度 (0 36 4Pa·s)、高固体含量 (体积分数为 5 0 %～ 5 4% )的Al2 O3(W0 5 ,W1,W7和W10 )

孔径可控微米级氧化铝直通孔陶瓷的制备

采用海藻酸钠自组装法制备不同孔径和气孔率的氧化铝直通孔陶瓷，研究了海藻酸钠种类和陶瓷浆料固相含量对孔径的影响。结果表明：选用高a-L-古罗糖醛酸含量的海藻酸钠，并适当增大固相含量，可制备出小孔径直通孔陶瓷；选用高β-D-甘露糖醛酸含量的海藻酸钠，并适当降低固相含量，可制备出大孔径直通孔陶瓷。通过调节浆料固相含量和海藻酸钠溶胶浓度，制备的直通孔陶瓷孔径分布为25-250μm，最高气孔率为67．O％，抗压强度最高可达212．3MPa。

注凝成型微孔梯度陶瓷材料制备新工艺的研究(Ⅲ)

采用 90年代初发明的注凝成型技术制备微孔梯度陶瓷材料。在研究了不同粒度的Al2 O3 和高温粘结剂混合物浆料的制备方法及固体含量、高温粘接剂、颗粒度对制品的烧成收缩率、气孔率、强度、孔径及其分布和渗透性等物理性能影响的基础上 ,进一步研究了微孔梯度陶瓷材料的制备方法及其性能。通过研究实现了孔梯度陶瓷材料一次烧成。坯体和烧结体的显微结构表明 :不同粒度层的界面清晰 ,缺陷少 ,结合强度高 ;粒度、孔径在横向方向呈均匀分布 ,在纵向方向呈梯度分布 ,各层材料的收缩一致 。

注凝成型微孔梯度陶瓷材料制备新工艺的研究(Ⅱ)

本文采用 90年代初发明的注凝成型技术制备微孔梯度陶瓷材料。在研究不同粒度Al2 O3 和高温粘结剂混合物浆料制备方法的基础上 ,进一步研究了固体含量、高温粘接剂、颗粒度等对制品的烧成收缩率、气孔率、强度、孔径及其分布和渗透性等物理性能的影响。研究发现固体含量在 40 %～ 5 0 % (体积分数 )的范围内对制品物理性能影响不大 ;

具有梯度孔结构多孔陶瓷膜支撑体的制备

采用平均粒径为0.56μm的Al2O3为原料,研究了不同固相含量的Al2O3悬浮液的流变性能。在此基础上,釆用含10%(质量分数,下同)Al2O3的悬浮液,通过重力沉降和真空抽吸过程,成功制备出具有梯度孔结构的片状Al2O3支撑体。对具有梯度孔结构支撑体的微观结构进行了表征,并研究了支撑体的孔隙率和渗透性能随烧成温度的变化。结果表明:以固相含量为10%的Al2O3悬浮液,通过调节其流变性能,可以通过重力沉降和真空抽吸的方法制备出具有梯度孔结构的支撑体,其渗透通量高于具有均匀孔结构的支撑体,在烧成温度为1 100℃时,梯度支撑体的纯水通量约为75 L/(m2·h·MPa)。

以PMMA为造孔剂的凝胶注模工艺制备多孔Al2O3陶瓷

以Al2O3为原料、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为造孔剂、异丁烯/马来酸酐共聚物(Isobam104)为胶凝剂和分散剂、一水柠檬酸(CA)作为稳定剂,采用凝胶注模与造孔剂相结合的方法制备出多孔Al2O3陶瓷。研究了分散胶凝剂、稳定剂含量对浆料流变性能的影响,以及造孔剂添加量、不同烧结温度对多孔Al2O3陶瓷气孔率和抗压强度的影响。结果表明:制备的多孔Al2O3陶瓷具有均匀的多孔结构,平均孔径为4μm左右;当造孔剂含量从10%(质量分数)增至50%时,多孔Al2O3陶瓷的气孔率从45.53%上升至64.98%,抗压强度从31.74 MPa下降至9.83 MPa;当烧结温度从1 500℃升高至1 650℃时,多孔Al2O3陶瓷的气孔率从60.31%下降至47.81%,抗压强度从9.00 MPa上升至54.75 MPa。

以可控的方式打印多孔结构

科学家已经开发出一种高度多孔的泡沫陶瓷油墨，其中含有氧化铝颗粒、水和空气的混合物，可以在三维方向上形成图案，以设计类似于天然结构的构造，并且具有优异的机械性能。3D打印材料的新方法，适用于需要封闭或开孔泡沫的应用，例如轻质结构材料、隔热材料、催化剂支架、组织支架、电极和多孔过滤器等。