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《哈尔滨工业大学》 2011年
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喷雾干燥法制备氧化铝多孔陶瓷的工艺与性能研究

郎建林  
【摘要】:多孔陶瓷不仅具有普通陶瓷化学稳定性好、刚度高、耐高温、耐腐蚀等优良特性,还具有低导热性、对液体和气体的选择透过性,以及能量吸收或阻尼等性能,已经在隔热、换热、分离过滤、催化剂载体、储能、电极、隔音吸声、生物植入等许多方面发挥了重要作用。 本文结合了颗粒堆积工艺和添加造孔剂工艺,利用喷雾干燥工艺将亚微米级的氧化铝粉体制备成近似球形的含有凹陷孔洞结构的二次颗粒,同时使造孔剂与氧化铝粉体分散均匀,然后经过模压成型、烧结制备成多孔氧化铝陶瓷,具有较高的孔隙率及强度,可用作刚性隔热材料。 本文详细研究了制备过程中的各种工艺参数,测试了其气孔率及压缩强度,并用激光共聚焦显微镜观察了粉体及多孔陶瓷的形貌。实验结果表明,pH值为3,粘结剂含量为1%时,浆料的粘度在20mPa·s以下,适合于喷雾干燥。增加浆料的固含量,制备的粉体的粒径增大,颗粒间孔隙尺寸增大,有利于增大气孔率,降低材料的强度,但固含量增大至40%后,颗粒逐渐趋近于球形,内部凹陷减少,气孔率降低,强度增加。增加造孔剂加入量及降低烧结温度,都会增加多孔陶瓷的气孔率,降低其强度。 正交试验证明烧结温度对多孔陶瓷的性能影响最大,其次固含量对气孔率的影响较造孔剂高,对强度的影响较造孔剂低。综合考虑多孔陶瓷的气孔率及强度,本文最终确定的最优方案为固含量40%、粘结剂含量10%、烧结温度1400℃,该条件下制备的多孔氧化铝陶瓷气孔率为60.8%,压缩强度81.0MPa。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ174.1

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