有序孔结构多孔陶瓷的制备及其性能研究

发布时间：2021-02-01 22:26

　　高速飞行器或高温反应炉等领域的发展迫切需要耐高温、低热导率且具有一定力学强度的隔热材料,其中多孔陶瓷既具有传统陶瓷耐高温高压、抗热震性好、耐腐蚀等优良特性外,又具有轻质、低热导率、高比表面积、高渗透性等特点,在隔热保温领域有着广泛应用。多孔陶瓷中的孔结构与性能有着紧密联系,不同的制备工艺可以获得不同的微观结构。本文通过FLUENT软件模拟计算发现,具有有序孔结构的多孔陶瓷在确定方向上具有极低的有效热导率,材料的有效热导率与固相热导率和孔隙率有关,且有序排列孔结构可增强孔方向的力学强度。本文利用细菌纤维素的独特纤维结构获得低固含量的高度稳定陶瓷浆料。采用冷冻干燥法制备出具有有序孔结构的莫来石基、钙长石基和氧化铝/钙长石复相多孔陶瓷,通过阿基米德排水法、扫描电子显微镜和Hot Disk热常数分析仪等测试方法分析样品的孔隙率、显微结构、热导率等。分别探究固含量、冷冻温度对孔隙率、热导率、抗压强度的影响。实验结果表明,改变固含量和冷冻温度可制备出孔隙率为67.6%至91.1%的莫来石基有序孔结构多孔陶瓷,其抗压强度最高达8.06MPa,在孔隙率为91.1%时获得最低热导率为0.0867W/m·... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

发泡法制备的多孔陶瓷的SEM图[27]

不同孔Figure2-1Two-dimensionalmode

第二章孔结构对材料热导率影响的模拟计算15111.52×1052，热导率根据不同应用设定。③边界条件设定：根据需要设定冷热边界为固定温度值，由于设定气体为不可压缩理想流体，需要设定操作压力，这里给定为一个大气压。④设定求解方法和控制参数：由于本研究涉及固相和流体之间的共轭传热，采用Coupled算法更符合实际，松弛因子采用默认设置：图2-2参数设置界面Figure2-2Parametersettinginterface.⑤残差设置：一般FLUENT认为能量的残差达到10-6，其他达到10-3就认为计算收敛，但应根据实际问题设置。本计算得到的残差图如图2-3所示，计算已经较好地收敛。图2-3计算残差图Figure2-3Plotscalculateresidual.

【参考文献】：
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本文编号：3013546