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多孔钛的制备及其孔结构特性的表征

发布时间:2017-11-18 04:06

  本文关键词:多孔钛的制备及其孔结构特性的表征


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【摘要】:金属钛具有密度低、强度高、工作温度范围宽、耐腐蚀性好、生物相容性好等特性。多孔金属钛不仅具有钛金属的属性而且具有泡沫金属属性,可降低材料的重量而不损害其强度。因此,多孔钛的优异性能使其在一些特殊领域具有广泛的应用前景。多孔金属钛的制备、结构和性能表征是当今的研究热点。本文提出了原位还原多孔钛氧化物制备多孔钛的新思路,即首先制备出具有一定孔结构的钛氧化物,而后通过钙蒸气还原,然后浸出,获得多孔钛。本文结合XRD、SEM、EDS等现代检测手段和方法分别探讨了造孔剂种类、造孔剂添加量、烧结温度等对多孔二氧化钛孔结构的影响;并且通过钙热还原制备出了具有一定孔结构的多孔钛。多孔二氧化钛的研究结果表明:(1)随着造孔剂含量的增大,多孔二氧化钛的孔隙率随之增大;且不同造孔剂制备的多孔二氧化钛的孔隙率大小的顺序为:柠檬酸淀粉石墨;(2)在烧结温度从800℃升高到900℃时,样品孔隙度有所上升但上升幅度不大,当烧结温度继续升高,从900℃升高到1100℃时,孔隙度逐渐下降。淀粉为造孔剂时,能够获得更加均匀的孔分布。(3)样品原本具有微孔结构,孔喉半径集中在0.25~0.63μm。加入造孔剂后出现孔喉半径为10μm以上的孔,随着造孔剂添加量的增多二氧化钛孔径也不断增大。 随着温度的升高,样品的孔喉半径有降低的趋势,并且样品的25μm以上大孔比例有所下降。 (4)通过直接添加氯化钙与二氧化钛混合压片后进行真空烧结,也可以得到二氧化钛的多孔体。并且随着氯化钙添加量的增加所得样品孔隙率上升。将所制备的多孔二氧化钛进行还原制备多孔钛,研究结果表明:一方面使用淀粉为造孔剂制备所得的多孔钛具有一定孔隙结构,并且随着多孔二氧化钛孔隙率的增大,所得多孔钛表面孔增多,多孔钛结构更加疏松。浸出后由于氧化钙的移除,多孔结构有塌陷的趋势。另一方面使用氯化钙添加量为40%烧结得到的样品进行钙热还原。样品能够成功被还原为金属钛相,且部分钛颗粒在还原后聚集成为多孔层,且明显有烧结联结的趋势,但当将其浸洗去除氧化钙副产物后,多孔结构塌陷,大部分钛呈现粉末、颗粒状,难以保留多孔体的骨架。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB383.4;TG146.23


本文编号:1198455

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