凝胶注模成型和机械发泡工艺制备多孔硅酸锆陶瓷的显微结构和抗压性能

以工业锆英砂为原料,以体积分数0.1%~0.5%十二烷基硫酸三乙醇胺的表面活性剂水溶液(Surf-E)为发泡剂,采用凝胶注模成型和机械发泡工艺相结合的方法制备了多孔硅酸锆陶瓷;用流变仪、X射线衍射仪、扫描电镜、材料试验机等手段表征了锆英砂浆料的流变性和多孔硅酸锆陶瓷的物相、断口形貌及抗压性能。结果表明:加入体积分数0.5%发泡剂(Surf-E)和质量分数0.2%增稠剂(CMC)浆料的流变性能最好;高温烧结后,多孔陶瓷的主要晶相为正方结构的ZrSiO4相和少量单斜结构的ZrO2相,气孔接近球状,平均尺寸为100μm,孔壁粗糙不平,多孔陶瓷的密度为1.83g·cm-3,显气孔率为54.3%,抗压强度为24.6 MPa。

添加氧化钙的硅酸锆陶瓷的性能

以硅酸锆和硝酸钙为原料,采用湿磨的方法实现原料的均匀混合,制备了系列的添加氧化钙的硅酸锆陶瓷,利用阿基米德法和X-射线衍射技术对硅酸锆陶瓷的密度、物相变化进行了表征,测试了其显微结构和抗折强度,重点讨论氧化钙添加量和烧成温度对硅酸锆陶瓷的影响.结果表明,1 450℃和1 500℃烧结试样的体积密度随氧化钙添加量改变有较小变化,1 550℃烧结试样密度则随着氧化钙添加量增大而减小,密度最大值可达4.19克/立方厘米;样品的物相由硅酸锆和单斜氧化锆及少量稳定氧化锆组成,主晶相为硅酸锆;硅酸锆陶瓷有较多的气孔,是其致密度小的主要原因,硅酸锆陶瓷的主要断裂方式是沿晶断裂;硅酸锆陶瓷的抗折强度随着烧成温度的升高明显降低,随氧化钙添加量增大而先减小再增大,抗折强度最高可达186.0兆帕.