空心陶瓷球滤料应用于BAF的研究

以新研制开发的空心陶瓷球为滤料,进行了曝气生物滤池处理生活污水的试验研究,考察了滤料的挂膜情况,探讨了不同的气水比和水力负荷对处理效果的影响。结果表明,空心陶瓷球应用于曝气生物滤池具有启动快、挂膜时间短的特点;气水比在7:1～9:1之间时,COD、氨氮和SS均能达到较高的去除率;随着水力负荷的增加,氨氮去除率下降幅度较大,而COD和SS的去除受水力负荷的影响较小。

成孔剂对模板法制备SiO_2空心陶瓷球性能的影响

本文分别选用不同的成孔剂制成粒径约600μm的成孔模板,以SiO_2陶瓷粉为球壳包覆材料制备SiO_2空心陶瓷球,研究了不同成孔剂对SiO_2空心陶瓷球成球性能的影响。结果表明,以PS和淀粉为成孔模板时烧结后的空心球出现明显的破裂现象,以酚醛树脂和尿素为成孔模板制备出的SiO_2空心球成球性能最好。XRD分析表明烧结后的空心球物相为石英相。热重分析表明,以尿素为成孔模板更能形成空心结构,对制备SiO_2空心陶瓷球更为合适。尿素-SiO_2球在377℃下热分解排胶50 h后单粒抗压值较为稳定,平均耐压强度为54.3 N,球壳中孔隙含量较少。

真空吸铸法制备铝基空心陶瓷球泡沫材料的结构和性能

采用真空吸铸法制备了不同粒径的铝基空心陶瓷球泡沫材料。利用金相、扫描电镜观察、能谱分析和力学性能测试等手段对所制备复合材料的微观组织和性能进行了研究,结果表明:陶瓷球在铝基体中分布均匀,陶瓷球与基体之间未出现裂纹和缝隙,未出现明显的元素扩散的现象;不同粒径空心陶瓷球铝基复合材料的压缩应力-应变曲线的形状不尽相同;粒径小的陶瓷球铝基复合材料的压缩应力高于粒径大的复合材料。

能够作性能显微设计的空心陶瓷球

本文介绍了一种恒定直径和恒定密度的陶瓷空心球。这种被称为塞若美勒的空心球,是由一层薄外壳包含着一个不连续的空心部所组成。这种球体可以通过调节其外壳显微结构、化学性质和厚度来达到所要求的物理性能,所以具有广泛的应用前景。

陶瓷空心球对金属结合剂金刚石砂轮性能的影响

通过添加陶瓷空心球并采用普通热压烧结法制备金属结合剂试样和金刚石砂轮,探讨了陶瓷空心球的形状、粒度及添加量对金属结合剂和砂轮性能的影响。结果表明:添加陶瓷空心球后,金属结合剂胎体试样的抗弯强度和硬度均有所下降,但其受陶瓷空心球粒度的影响很小;含金刚石的胎体试样与金属结合剂胎体试样相比,抗弯强度降低了0.84～7.01 MPa,约为1%～8%。胎体试样的断口形貌显示陶瓷空心球体形状规则,均为圆形,能较均匀的分布在金属结合剂胎体之中,可以为金属结合剂胎体提供一定的孔隙空间;添加适量的陶瓷空心球能提高砂轮的磨削效率,磨削YG8硬质合金工件时能提高8%～43%,其中含质量分数3.75%陶瓷空心球的砂轮磨削效率最高,相比于致密砂轮提高了43%。

铜渣尾矿制备空心陶瓷微球及其表征

以铜渣尾矿为原料,利用火焰喷枪熔射法制备空心陶瓷微球,研究了淬熄距离对陶瓷微球形貌与性能的影响。结果表明,淬熄距离为400 mm时,制成的微球粒径分布均匀,直径15~30μm,经破碎确认为空心球。成球机理是铜渣尾矿粉末受热逐渐熔化过程中,发气物质产生气体并合并,当高温液滴喷射进入水中快速冷却凝固时,液滴中气体无法逸出,从而形成空心陶瓷微球。

油页岩灰渣制备空心陶瓷微球及机理探讨

以油页岩灰渣为实验原料,利用火焰喷枪熔射法制备了空心陶瓷微球。采用TG-DSC对油页岩灰渣进行热分析,采用SEM和XRD分别对油页岩灰渣和空心陶瓷微球的微观形貌和物相组成进行分析。研究结果表明,利用火焰喷枪熔射法制备的微球绝大多数为球状,极少部分为不规则形状,微球破碎后可发现其为空心结构;空心微球的形成机理为:油页岩灰渣粉末受热熔化、发气物质形成气泡、气泡合并、降温凝固、最终形成空心微球;油页岩灰渣自身疏松的结构、所含充足的发气物质和适宜的熔射温度是形成微球空心结构的重要因素。

空心球陶瓷粉填充PTFE基复合基板的制备及性能

为制备低介电常数低损耗微波复合介质基板材料,采用压延工艺,以空心球陶瓷粉为填料制备了聚四氟乙烯(PTFE)基复合基板,系统研究了空心陶瓷粉含量对PTFE基复合基板微观结构和综合性能的影响。结果表明,随空心球陶瓷粉含量的增加,PTFE基复合基板材料断面形貌出现空心球破碎的现象,相对密度逐渐降低,介电常数和介电损耗先降低后升高,吸水率逐渐升高,抗剥离强度呈现下降趋势。当空心球陶瓷粉质量分数为31.3%时,空心结构完整,PTFE基复合基板介质层的密度为1.302 g/cm^3;相对介电常数和介电损耗均最小,分别为1.9659和6.06×10^-4;吸水率为0.2%,抗剥离强度为2.725 N/mm。

陶瓷空心球/镁合金复合多孔材料制备及压缩性能

本文选用两种不同的陶瓷空心球(商购氧化铝空心球和自制含硅复合氧化物陶瓷空心球)作为增强体,采用粉末烧结的方式在烧结温度600℃、保温时间3 h 20 min的烧结条件下,成功制备出两种轻质、含孔的镁合金复合多孔材料。通过扫描电子显微镜观察烧结样品的微观结构,发现含硅陶瓷空心球与镁合金的界面处发生了界面反应,生成了含有MgO、Mg_(2)Si等成分的合金相。研究了采用不同种类陶瓷空心球对样品表观密度、压缩强度和比强度的影响。结果表明,采用商购氧化铝空心球制备的复合样品的体密度最低,与镁合金致密体的密度相比,平均表观密度下降了33.3%,为1.20 g·cm^(-3);选用自制含硅陶瓷空心球制备的复合样品的平均表观密度下降了16.1%,为1.51 g·cm^(-3);在压缩过程中两种样品都表现出了弹性阶段、屈服平台和致密化阶段的多孔材料典型的压缩特征;自制含硅陶瓷空心球所制样品的压缩强度明显高于氧化铝空心球所制样品,自制含硅陶瓷空心球所制复合样品的比强度也高于商购氧化铝空心球所制复合样品。

陶瓷空心球/钛合金复合泡沫材料的制备与分析

分别使用氧化铝和氧化锆陶瓷空心球作为孔隙占位材料,采用传统的重力铸造技术成功制备了陶瓷空心球/钛合金复合泡沫材料薄板试样。借助扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析复合材料中微观结构、界面特征和元素分布,采用万能压力试验机进行吸能性能分析。结果表明:复合泡沫钛中陶瓷空心球形态完整,且在空心球与钛合金之间界面清晰,未发现明显的过渡层;对陶瓷空心球/钛合金复合泡沫材料进行压缩试验,变形阶段依次为弹性应变阶段、屈服平稳阶段和密实化阶段,具备良好的吸能特性。

高强陶瓷空心球复合铝合金多孔材料

采用自制高强陶瓷空心球作为增强体,通过粉末烧结的方式在烧结温度650℃、保温时间2 h的烧结条件下,成功制备出高强陶瓷空心球/6061铝合金复合多孔材料。通过对多孔复合体微观结构的分析,表明在高强陶瓷空心球与铝合金的界面处生成了含有MgO、Al;O;等成分的过渡层。对比分析了自制陶瓷空心球作为增强体和商购氧化铝空心球作为增强体对多孔金属复合材料的表观密度、压缩强度、比强度以及吸能性能的影响。结果表明,在压缩过程的屈服阶段,使用抗压载荷更高的自制陶瓷空心球为增强体,所得铝合金复合制品表现出一个明显的短屈服平台;而以商购氧化铝空心球为增强体的铝合金复合制品产生塑性形变,但没有表现出应力相对稳定的屈服平台。

空心球颗粒制品的结构参量测算和强度表征

要对空心球颗粒制品的结构参量进行优化,首先要有可供不同结构参量制品相互比较的合适指标。建立了一个类似于材料比强度的指标,称之“类比强度”。通过具有不同结构参量的系列样品的抗压试验,得到对应粒度级别样品的类比强度指标,从而优选出其中指标最高的产品。每个粒级的制品都具有其对应的不同结构参量,根据样品的粒度级别与其试验得出的“类比强度”指标,通过对比分析即可优选出其中强度指标最高的空心球颗粒制品。该“类比强度”指标既可有效地适用于不同质地材料的空心球颗粒产品之间的强度比较,也可有效地适用于同种材质而不同尺度结构规格的空心球产品之间的强度比较。

水相体系软模板法一步合成氧化硅陶瓷空心微球

陶瓷微球因其所特有的陶瓷体系及中空结构,可以广泛应用于微电子、催化、药物载体、引脚线、隔热填料等领域。本文在纯水相体系中,通过球形胶束、囊泡、陶瓷基空心胶束等技术,一步合成了氧化硅陶瓷基空心微球,具备纳米、亚微米级尺寸、中空结构特性,孔壁厚度在70nm左右,空心率极高。所制备的空心微球有别于市售玻璃微珠和陶瓷微珠,具备陶瓷基孔壁结构、亲和性等特性,合成过程中无有机溶剂引入,能够满足工程化量产。