氧化鋁泡沫陶瓷的制備及性能研究

氧化鋁泡沫陶瓷的制備及性能研究

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1、摘要泡沫陶瓷的主要應(yīng)用為作為熔融金屬過濾器,但目前市場上的過濾器普遍存在著抗彎強(qiáng)度較低、熱震穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。因此,研究高性能的泡沫陶瓷具有明顯的工程意義與應(yīng)用價值。本研究以氧化鋁為主要原料,用有機(jī)泡沫浸漬工藝成功制備出泡沫陶瓷。文中詳細(xì)研究了分散劑聚丙烯酸銨的加入量對氧化鋁漿料穩(wěn)定性能影響;漿料的固含量及漿料中流變劑羧甲基纖維素的加入量對聚氨酯泡沫掛漿性能的影響;泡沫的預(yù)處理對其掛漿性能的影響。同時在氧化鋁漿料中加入了一定量的二氧化鋯粉末和碳化鈦顆粒,利用相變增韌機(jī)理、微裂紋增韌機(jī)理和顆粒增韌機(jī)理等3種增韌機(jī)理來提

2、高氧化鋁基泡沫陶瓷過濾器的高溫性能。實(shí)驗(yàn)借助XRD、SEM等手段對泡沫陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)及高溫性能做了分析。研究結(jié)果表明:漿料中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%聚丙烯酸銨且漿料的PH為9時可獲得穩(wěn)定性良好的陶瓷漿料;固相含量為70%的漿料且漿料中加入0.3%的羧甲基纖維素時,漿料的流變性最好;將聚氨酯泡沫在濃度為15%的堿液中,在50"C溫度下浸泡6小時,泡沫的掛漿性能最好。研究同時表明:氧化鋁陶瓷漿料中加入二氧化鋯粉末和碳化鈦顆粒時,泡沫陶瓷過濾器的抗彎強(qiáng)度及熱震穩(wěn)定性能有所提高,漿料中加入15%的二氧化鋯和5%的碳化鈦顆粒時,制

3、得的泡沫陶瓷過濾器抗彎強(qiáng)度最大且熱震循環(huán)次數(shù)最多,抗彎強(qiáng)度為2.61MPa。關(guān)鍵詞:泡沫陶瓷過濾器;有機(jī)泡沫浸漬工藝;穩(wěn)定性;掛漿性能;預(yù)處理;抗彎強(qiáng)度;抗熱震性AbstractCeramicfoamhasbeenprimarilyusedtofiltermoltenmetalmaterials.However'filtersavailableonthemarketmostlyactbadlyintheaspectsofflexuralstrengthandthermalshockresistance.Theres

4、earchofhi曲performanceceramicfoamhasengineeringsignificanceandapplicationvalue.ThestudysuccessfullypreparedceramicfoamfilterusingA1203asthemainrawmaterialbythepolymericspongeimpregnationprocess.Thispaperstudiestherelationbetweenadditionofammoniumpolyacrylateasd

5、ispersantandPhvalueandtheStabilityofSlurry;Theeffectofsolidcontentofslurryandadditionofcarboxymethylcellulose弱theologicalagentontheloadingoftheslurryonthepolymericsponge;Theeffectofpre—treatmentofpolymericspongeoncoatingpropertiesofpolymericsponge.Zr02andparti

6、clesofTicWasaddedintotheslurryinordertoimprovehi曲一temperatureperformanceofA1203ceramicfoamthroughtheMechanismofphasetransformationtoughening,tinycracktougheningandparticlesoftening.ThepropertiesandmicrostructureoffoamceramicswereanalyzedbyXRD,SEMmethods.Experi

7、mentshowsthatthebeststableslurrycanbeobtainedbyadding2.0%qualitycontentPAA-NH4andadjustingpHis9;theexcellentrheologicalslurryCanbeobtainedbyaddingO.3%qualitycontentCMCintoslurryof70%solidloading.Theresearchindicatedthatprocesspolymericspongebysoakingthemin2.0%

8、qualitycontentalkalinesolutionoffor6hoursCanimprovetheloadingoftheslurryonthepolymericsponge.ExperimentalsoshowsaddingZr02andparticlesofTicCanimprovebandingstrengthandthermalshockr

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