热发泡法制备高孔隙率六铝酸钙泡沫陶瓷的结构与性能

来源 :武汉科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shanghui
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高孔隙率的六铝酸钙泡沫陶瓷具有比表面积大、热膨胀系数低、碱性和还原气氛下稳定性好、高温导热系数低的特点,可广泛地应用于隔热保温、高温过滤和催化剂载体等领域。但由于六铝酸钙晶体自身特性,难以延c轴方向生长,使六铝酸钙晶粒具有片状结构难以烧结致密,导致其自身强度较低,高孔隙率的六铝酸钙泡沫陶瓷制备困难。针对这一问题,本文选取了一种新型的制备高孔隙率泡沫陶瓷的方法——热发泡法,成功制备出了高孔隙率的六铝酸钙泡沫陶瓷。本文首先对合成六铝酸钙的原料和热发泡法所用分散介质进行了设计和选择;在此基础上分别探究了发泡温度、烧成温度以及碳酸钡加入量对六铝酸钙泡沫陶瓷孔结构和性能的影响。通过上述的研究工作,可得出以下结论:(1)氯化钙、氢氧化钙和葡萄糖酸钙作为钙源无法制得生坯。硫酸钙和碳酸钙作为钙源都可以制备出六铝酸钙泡沫陶瓷,最终选取碳酸钙作为热发泡法制备六铝酸钙泡沫陶瓷的钙源。(2)采用α-Al2O3微粉和碳酸钙微粉合成六铝酸钙,制备的六铝酸钙泡沫陶瓷能够成形,具有气孔分布均匀且球形度高的特点,相邻气孔之间通过窗口小孔连通形成了贯通型结构。(3)采用蔗糖和无水葡萄糖作为分散介质,可以合成气孔率高达91.7~97.0%的六铝酸钙泡沫陶瓷,烧后的六铝酸钙泡沫陶瓷是气泡–窗口型的多孔结构,气孔分为两类:一类是球形大孔,另一类是球形大孔孔壁上圆形的类似窗户状的开孔,大孔通过窗口连通。(4)分散液为假塑性流体,粘度随剪切速率的增大而减小。而粘度的大小决定了整个分散体系的发泡性能,较大的粘度有利于生坯气孔的均匀和稳定,蔗糖基六铝酸钙泡沫陶瓷较无水葡萄糖基六铝酸钙泡沫陶瓷性能优良。(5)随着发泡温度的提高,分散液发泡高度升高,试样的气孔率增加,表观密度降低和耐压强度先增大后减小。发泡温度与分散液粘度及常温导热系数变化关系呈反比,高的发泡温度不利于气泡的稳定,低的发泡温度不利于气泡生长。另外,当发泡温度过高,气泡内外压差过大,气泡容易破裂,使得孔壁上开孔数量明显增多,与发泡温度为130℃相比,发泡温度为145℃时所制备的六铝酸钙泡沫陶瓷孔径较大,孔壁上开孔数量明显变多。(6)随着烧成温度由1450℃升高至1600℃,试样的表观密度逐渐升高,从0.13g/cm3提高到0.25g/cm3,线收缩率从19.3%增加至22.6%,耐压强度从0.36MPa增加至0.79MPa,导热系数由0.072W·(m·K)-1增至0.087W·(m·K)-1,平均孔径减小,孔径分布服从单峰分布。(7)原料中外加碳酸钡会改变六铝酸钙晶粒延垂直c轴方向上的生长性,使六铝酸钙晶粒变厚,也会改变分散液的流变性能,使分散液粘度降低,不利于分散液发泡过程中气泡的稳定。随着碳酸钡外加量从1wt%增加到4wt%,试样的表观密度、烧后线收缩率和导热系数都逐渐降低,烧后试样的耐压强度先增大后减小。以碳酸钡外加量2wt%综合性能最佳,表观密度为0.17g/cm3,耐压强度最大为0.59MPa。
其他文献
随着煤矿开采深度的不断加深,深部煤岩瓦斯的赋存条件越来越复杂,地应力和瓦斯压力不断增高,构造区、破碎带、高瓦斯区及高应力区等异常区是冲击地压和煤与瓦斯突出等动力灾
近年来,各大城市一直在大力建设地铁项目,以缓解人们日常生活中的出行压力。对地下空间的开发,难免会遇到复杂的地质情况,尤其是含有结构面的岩体。通过广泛的研究和实验,结
随着人类社会的不断发展,环境问题日益突出,水资源短缺已成为制约我国经济社会发展的严重因素。近年来,蓝藻水华事件的频频爆发又严重地影响了饮用水安全,一方面蓝藻的大量繁
近年来,高分子薄膜在生物医学、光电器件、防护涂层、能源催化等方面被广泛应用。随着制备工艺的日益成熟,薄膜功能的可调控性和稳定性成为科学家研究的热点及重点。本论文利用引发式化学气相沉积法(iCVD)低能耗、无溶剂、室温沉积、反应过程高度可控等优势制备了一系列交联度可控,且具有不同表面结构和化学性质的固体表面,有望应用于图案化、亲水防污表面等领域。具体研究内容如下:1.通过气相法成功制备具有光响应性的
在成渝地区双城经济圈战略发展定位下,以区域整体发展为视角,将法治保障作为国家治理能力和治理体系现代化的重要手段,明确法治保障对于区域发展的重要意义,梳理成渝地区双城
在当今社会,就业问题与民生息息相关,就业问题是推动经济继续健康发展的着眼点,也是改善老百姓生活的关键所在。现如今,就业已不仅仅是广大劳动人民谋求生存的途径,它也是使
近几年高氨氮废水来源广成分复杂,例如厌氧发酵液和垃圾渗滤液等,处理技术难运行成本高,人们迫切需要一种稳定高效处理高氨氮废水的工艺来解决这一问题。厌氧氨氧化工艺作为
众所周知,多组分液-液混合体系中存在相行为,其微观结构会随体系的组成、组分性质、温度、压力的变化发生改变。然而当部分互溶的液-液混合体系处在相界面附近时,关于其溶液
纤维素织物由于出色的吸湿透气性、舒适性等特点,被广泛的应用于服装、家纺等领域。但纤维素织物极限氧指数较低,极易被点燃,对人们的财产和生命安全造成了威胁。目前被广泛
随着测序技术的日益成熟与各种组学数据的涌现,基因组规模代谢网络模型(GEM)的构建成功将不同代谢数据整合成一个整体,实现了微生物代谢网络特性的全局分析,这使得利用基因组