冷凍干燥法制備高孔隙率Al2O3多孔陶瓷及其性能研究.pdf

1、多孔材料具有密度低、孔隙率高、比表面積大、對液體和氣體介質(zhì)的選擇透過性、熱導(dǎo)率低和熱穩(wěn)定性好等特點。在實際的應(yīng)用過程中可以作為高溫隔熱材料、廢氣過濾器、液體過濾器和壓電材料等。
　　 本文選取高純亞微米α-氧化鋁粉和硅灰為原料,水作為料漿溶劑介質(zhì),明膠作為結(jié)合劑,糊精為穩(wěn)泡劑,碳銨為發(fā)泡劑,聚苯乙烯球為造孔劑,通過攪拌獲得均勻分布的陶瓷料漿。將制備的料漿澆注成型并通過冷凍干燥制備出具有較好機械強度的干燥陶瓷坯體。經(jīng)燒結(jié)制得具有三

2、維同向結(jié)構(gòu)的Al2O3多孔陶瓷,研究燒結(jié)溫度、造孔劑、固相含量對材料微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響。通過抽真空法、掃描電鏡、X射線衍射儀、機械強度試驗、平板導(dǎo)熱儀測量制各樣品的體積密度、顯氣孔率、孔的微觀形貌、晶相組成、耐壓強度和抗折強度以及熱導(dǎo)率。分析固相含量、氣孔孔徑大小、測試溫度對材料熱導(dǎo)率的影響。
　　 結(jié)果表明;有機物的分解溫度區(qū)間為200℃～550℃;不同溫度燒結(jié)后樣品的主晶相都是剛玉;通過綜合比較燒結(jié)之后樣品的強度、線變化率

3、、體積密度,確定最終的燒結(jié)溫度為1300℃保溫時間3小時。所制各樣品完整無開裂、無分層缺陷存在,干燥收縮率小于2％,耐壓強度和抗折強度分別為2.9MPa和0.9MPa(密度0.30 g·Cm-3、氣孔率為81.7%、造孔劑粒徑(0.5mm～0.8mm));耐壓強度和抗折強度隨著造孔劑粒徑的增大而減小;造孔劑燒失所留下的孔分布均勻,孔壁密實,孔壁上幾乎沒有明顯氣孔的存在;采用粒徑為(0.5mm-0.8mm)的造孔劑制備氣孔率為83%的樣品