泡沫注凝法制备多孔陶瓷的研究

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本文采用泡沫注凝法制备了高孔隙率,低密度的多孔陶瓷材料。论文主要从高固相含量低粘度悬浮液的制备、凝胶反应时间的控制及泡沫注凝法制备多孔陶瓷的性能研究等方面展开讨论。通过SEM,TG-DTA等现代测试手段研究了影响成型的工艺因素、坯体的显微结构及其性能之间的关系。研究了固相含量、分散剂种类及用量、pH值、球磨时间等因素对陶瓷浆料流变性的影响,结果表明:聚甲基丙烯酸铵分散效果明显优于柠檬酸铵,其最佳用量为0.6vol%。pH为10时,浆料的粘度最低。通过对工艺参数的优化,可得到较高固相含量满足凝胶注模成型要求的陶瓷浆料。分别以阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和阳离子型表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)为起泡剂,比较其起泡能力及泡沫的稳定性,研究表明,阴离子型表面活性剂SDS的起泡能力及泡沫的稳定性均优于DTAB,讨论了表面活性剂的浓度对其起泡能力及泡沫稳定性的影响。为了增加泡沫的稳定性,加入了蔗糖溶液为稳泡剂,研究了蔗糖的加入量对泡沫稳定性的影响规律,并结合坯体的SEM图阐述了其稳泡的机理。研究了单体、交联剂、引发剂和催化剂用量对凝胶速率的影响规律,通过优化工艺参数,可使泡沫悬浮体快速凝胶而最终固定气泡,防止泡沫的破裂。以表面活性十二烷基硫酸钠为起泡剂,机械搅拌起泡后,利用有机单体的凝胶化反应实现了泡沫悬浮体的原位凝固成型。通过优化烧成工艺,制备出气泡大小分布均匀,气孔率>70%,宏观孔径范围介于100~500μm之间,抗压强度>10MPa的多孔陶瓷材料。研究表明,烧成温度为1200℃,保温时间为1h时,所制备的多
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