氧化锆纤维复合氧化锆泡沫陶瓷的制备及性能研究
发布时间：2021-04-15 15:26
本文选用无机聚锆体系,采用溶胶-凝胶法制备ZrO2纤维。以制备的ZrO2纤维为原料分别采用直接发泡法和添加造孔剂法制备ZrO2纤维复合的ZrO2泡沫陶瓷。利用光学显微镜,XRD,导热系数测试仪,万能试验机等对制备出的ZrO2泡沫陶瓷进行综合性能分析。研究结果包含以下三个部分:（1）选用无机聚锆体系,以氧氯化锆与过氧化氢为原料,三氯化钇为相稳定剂,采用溶胶-凝胶法结合离心甩丝工艺成功制备出了长度可达数十至数百厘米的ZrO2前驱体纤维,然后在水蒸气气氛下对前驱体纤维进行热处理得到ZrO2纤维。结果表明:当H2O2/ZrOCl2摩尔比为4～5:1,反应温度为15～25℃,反应液陈化时间为3～5d时,无机锆可纺胶液具有非常好的稳定性和纺丝性。制备出的ZrO2纤维连续性好,直径为6～10μm,表面光滑无孔,内部晶粒排布密实。（2）采用直接发泡法,以立方相ZrO2粉末和ZrO2短纤维为原料,聚乙烯醇为粘结剂,利用氧氯化锆与过氧化氢反应发泡获得湿泡沫体,将湿泡沫体常温放置数日固化干燥后,经热处理得到性能优良的ZrO2泡沫陶瓷。结果表明:当质量比ZrO2粉末:ZrO2纤维:ZrOCl2:H2O2:聚乙...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３有机泡沫浸渍法成孔原理图??
的不同的溶剂控制。??冷冻干燥工艺被Ｄｅｖｉｌｌ＃３ｌ分为四个基本步骤：陶瓷料浆的制备、冷冻成型、真空干??燥升华和陶瓷坯体的高温烧结，四者之间的关系如图１－５所示。典型的双面冷冻装置示??意图如图１－６所示。孙孟勇［３５］以进口?Ｓｉ３Ｎ４粉、Ｙ２０３、ＡｈＣｂ、硅溶胶、甘油为原料，聚??乙烯醇为粘结剂，液氮为制冷剂，去离子水为溶剂，聚丙烯酸铵为分散剂制备氮化硅泡??沫陶瓷，对水基氮化硅陶瓷浆料性能进行了研宄，并探讨了成孔机理。罗震峰研宄了??固相含量、冷冻温度、烧结温度、添加剂等因素对氧化铝多孔陶瓷显微结构、气孔率和??抗压强度的影响。Ｋｉｙｏｓｈｉ［３７］等在冷冻干燥法的基础上，延伸了一种无污染的升华成型方??法，降低成本以及简化制作工艺，以莰烯为主要原料作为成孔剂制备多孔陶瓷。??ｍ?ｈｅｉｇｈ！?－Ｃ?ｏｋｌｆｉｎｔ－ｃｒ??ｍｌ纏／?一爾＝＝??Ｉ?Ｉ?＼?Ｆ？?／?ｔ＊?ＰＴＦＥｍ』??！?？?￣￣＾?ｙ?ｎ?．，?Ｊ｜?Ｉ－?ｃｏｐｐＣＴｒｉＫ，??ｅｎｔｒａｐｐｅｄ?，?ｆ?ｌ?ｒ．ｌｃｃｔｎｃａｌ?ｃｏｎｎｃｃｕｏｎ??ＣＴｙｓｕｌｓ?Ｓｕｂｌｉｍａｉ＾ｗ?＾?Ｓｉｎｉｅｒｍ＾?１１?Ｌｉｑｕｉｄ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｂａｔｈ??ＳＱＵＤ＾＾Ｘ?＾?｜?Ｔ?（７?ｐ?！￣ｆ?聲?ｎｏｏｂｌｃｓｋｉｎｃａｍａｉｎｃｒ??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??图１－５冷冻干燥法的基本冷冻、升华、烧结ｔ３３】?图１－６双面冷冻模具示意图［３４１??１．２．６梯度构造法??梯度构造法制备出的多孔陶瓷材料具有孔径大小可以随特定方向作规则变化的优??点
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【参考文献】：
期刊论文
[1]H2O2原位发泡轻混凝土的制备与性能表征[J]. 樊传刚,吴瑞,黄兴田,陈贺,孟方方,李家茂. 功能材料. 2016(05)
[2]氧化锆纤维制品的制备及其在高效节能电炉中的应用研究[J]. 刘和义,崔宏亮,朱玉龙,乔健. 真空电子技术. 2015(04)
[3]多孔陶瓷热导率的影响因素及其有效热导率的数值计算方法[J]. 吴俊彦,陈斐,沈强,张联盟. 现代技术陶瓷. 2011(04)
[4]致密陶瓷材料密度和气孔率的测试方法[J]. 田仕,王为民,张帆,何金云. 理化检验(物理分册). 2011(08)
[5]氧化铝陶瓷的应用[J]. 张小锋,于国强,姜林文. 佛山陶瓷. 2010(02)
[6]溶胶凝胶法制备碳化硅陶瓷材料及其性能的研究[J]. 陈志林,张建,周建斌,傅峰. 功能材料. 2010(01)
[7]以PVB为造孔剂采用硅树脂制备泡沫陶瓷[J]. 刘洪丽,胡明. 稀有金属材料与工程. 2009(S2)
[8]溶胶凝胶法制备多晶莫来石纤维[J]. 李呈顺,张玉军,张景德. 无机材料学报. 2009(04)
[9]泡沫陶瓷的研究现状和发展前景[J]. 杨秋婷,史阳. 佛山陶瓷. 2009(04)
[10]泡沫陶瓷制备方法发展现状[J]. 刘阳,宋学君,孙挺. 陶瓷. 2009(02)
博士论文
[1]有机泡沫浸渍法（PSD）及发泡凝胶法（FGC）制备SiC基泡沫陶瓷过滤材料的研究[D]. 冀树军.中南大学 2013
硕士论文
[1]冷冻干燥法制备多孔Si3N4陶瓷及性能研究[D]. 孙孟勇.济南大学 2016
[2]冷冻干燥法制备Al2O3多孔陶瓷工艺及成孔机理研究[D]. 罗震峰.陕西理工学院 2013
[3]基于动物纤维（蚕丝）模板的隔热陶瓷纤维的研究[D]. 孔嵩.南京理工大学 2013
[4]直接发泡法制备结构可控泡沫陶瓷[D]. 王敏.天津大学 2012
[5]氧化锆纤维及纤维板的制备与性能研究[D]. 刘贵双.南京理工大学 2012
[6]粉煤灰多孔陶瓷的制备及性能研究[D]. 付春伟.山东建筑大学 2011
[7]ZrO2凝胶注模成型工艺研究[D]. 王培培.中国海洋大学 2009
本文编号：3139592
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３有机泡沫浸渍法成孔原理图??
的不同的溶剂控制。??冷冻干燥工艺被Ｄｅｖｉｌｌ＃３ｌ分为四个基本步骤：陶瓷料浆的制备、冷冻成型、真空干??燥升华和陶瓷坯体的高温烧结，四者之间的关系如图１－５所示。典型的双面冷冻装置示??意图如图１－６所示。孙孟勇［３５］以进口?Ｓｉ３Ｎ４粉、Ｙ２０３、ＡｈＣｂ、硅溶胶、甘油为原料，聚??乙烯醇为粘结剂，液氮为制冷剂，去离子水为溶剂，聚丙烯酸铵为分散剂制备氮化硅泡??沫陶瓷，对水基氮化硅陶瓷浆料性能进行了研宄，并探讨了成孔机理。罗震峰研宄了??固相含量、冷冻温度、烧结温度、添加剂等因素对氧化铝多孔陶瓷显微结构、气孔率和??抗压强度的影响。Ｋｉｙｏｓｈｉ［３７］等在冷冻干燥法的基础上，延伸了一种无污染的升华成型方??法，降低成本以及简化制作工艺，以莰烯为主要原料作为成孔剂制备多孔陶瓷。??ｍ?ｈｅｉｇｈ！?－Ｃ?ｏｋｌｆｉｎｔ－ｃｒ??ｍｌ纏／?一爾＝＝??Ｉ?Ｉ?＼?Ｆ？?／?ｔ＊?ＰＴＦＥｍ』??！?？?￣￣＾?ｙ?ｎ?．，?Ｊ｜?Ｉ－?ｃｏｐｐＣＴｒｉＫ，??ｅｎｔｒａｐｐｅｄ?，?ｆ?ｌ?ｒ．ｌｃｃｔｎｃａｌ?ｃｏｎｎｃｃｕｏｎ??ＣＴｙｓｕｌｓ?Ｓｕｂｌｉｍａｉ＾ｗ?＾?Ｓｉｎｉｅｒｍ＾?１１?Ｌｉｑｕｉｄ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｂａｔｈ??ＳＱＵＤ＾＾Ｘ?＾?｜?Ｔ?（７?ｐ?！￣ｆ?聲?ｎｏｏｂｌｃｓｋｉｎｃａｍａｉｎｃｒ??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??图１－５冷冻干燥法的基本冷冻、升华、烧结ｔ３３】?图１－６双面冷冻模具示意图［３４１??１．２．６梯度构造法??梯度构造法制备出的多孔陶瓷材料具有孔径大小可以随特定方向作规则变化的优??点
的不同的溶剂控制。??冷冻干燥工艺被Ｄｅｖｉｌｌ＃３ｌ分为四个基本步骤：陶瓷料浆的制备、冷冻成型、真空干??燥升华和陶瓷坯体的高温烧结，四者之间的关系如图１－５所示。典型的双面冷冻装置示??意图如图１－６所示。孙孟勇［３５］以进口?Ｓｉ３Ｎ４粉、Ｙ２０３、ＡｈＣｂ、硅溶胶、甘油为原料，聚??乙烯醇为粘结剂，液氮为制冷剂，去离子水为溶剂，聚丙烯酸铵为分散剂制备氮化硅泡??沫陶瓷，对水基氮化硅陶瓷浆料性能进行了研宄，并探讨了成孔机理。罗震峰研宄了??固相含量、冷冻温度、烧结温度、添加剂等因素对氧化铝多孔陶瓷显微结构、气孔率和??抗压强度的影响。Ｋｉｙｏｓｈｉ［３７］等在冷冻干燥法的基础上，延伸了一种无污染的升华成型方??法，降低成本以及简化制作工艺，以莰烯为主要原料作为成孔剂制备多孔陶瓷。??ｍ?ｈｅｉｇｈ！?－Ｃ?ｏｋｌｆｉｎｔ－ｃｒ??ｍｌ纏／?一爾＝＝??Ｉ?Ｉ?＼?Ｆ？?／?ｔ＊?ＰＴＦＥｍ』??！?？?￣￣＾?ｙ?ｎ?．，?Ｊ｜?Ｉ－?ｃｏｐｐＣＴｒｉＫ，??ｅｎｔｒａｐｐｅｄ?，?ｆ?ｌ?ｒ．ｌｃｃｔｎｃａｌ?ｃｏｎｎｃｃｕｏｎ??ＣＴｙｓｕｌｓ?Ｓｕｂｌｉｍａｉ＾ｗ?＾?Ｓｉｎｉｅｒｍ＾?１１?Ｌｉｑｕｉｄ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｂａｔｈ??ＳＱＵＤ＾＾Ｘ?＾?｜?Ｔ?（７?ｐ?！￣ｆ?聲?ｎｏｏｂｌｃｓｋｉｎｃａｍａｉｎｃｒ??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??图１－５冷冻干燥法的基本冷冻、升华、烧结ｔ３３】?图１－６双面冷冻模具示意图［３４１??１．２．６梯度构造法??梯度构造法制备出的多孔陶瓷材料具有孔径大小可以随特定方向作规则变化的优??点
【参考文献】：
期刊论文
[1]H2O2原位发泡轻混凝土的制备与性能表征[J]. 樊传刚,吴瑞,黄兴田,陈贺,孟方方,李家茂. 功能材料. 2016(05)
[2]氧化锆纤维制品的制备及其在高效节能电炉中的应用研究[J]. 刘和义,崔宏亮,朱玉龙,乔健. 真空电子技术. 2015(04)
[3]多孔陶瓷热导率的影响因素及其有效热导率的数值计算方法[J]. 吴俊彦,陈斐,沈强,张联盟. 现代技术陶瓷. 2011(04)
[4]致密陶瓷材料密度和气孔率的测试方法[J]. 田仕,王为民,张帆,何金云. 理化检验(物理分册). 2011(08)
[5]氧化铝陶瓷的应用[J]. 张小锋,于国强,姜林文. 佛山陶瓷. 2010(02)
[6]溶胶凝胶法制备碳化硅陶瓷材料及其性能的研究[J]. 陈志林,张建,周建斌,傅峰. 功能材料. 2010(01)
[7]以PVB为造孔剂采用硅树脂制备泡沫陶瓷[J]. 刘洪丽,胡明. 稀有金属材料与工程. 2009(S2)
[8]溶胶凝胶法制备多晶莫来石纤维[J]. 李呈顺,张玉军,张景德. 无机材料学报. 2009(04)
[9]泡沫陶瓷的研究现状和发展前景[J]. 杨秋婷,史阳. 佛山陶瓷. 2009(04)
[10]泡沫陶瓷制备方法发展现状[J]. 刘阳,宋学君,孙挺. 陶瓷. 2009(02)
博士论文
[1]有机泡沫浸渍法（PSD）及发泡凝胶法（FGC）制备SiC基泡沫陶瓷过滤材料的研究[D]. 冀树军.中南大学 2013
硕士论文
[1]冷冻干燥法制备多孔Si3N4陶瓷及性能研究[D]. 孙孟勇.济南大学 2016
[2]冷冻干燥法制备Al2O3多孔陶瓷工艺及成孔机理研究[D]. 罗震峰.陕西理工学院 2013
[3]基于动物纤维（蚕丝）模板的隔热陶瓷纤维的研究[D]. 孔嵩.南京理工大学 2013
[4]直接发泡法制备结构可控泡沫陶瓷[D]. 王敏.天津大学 2012
[5]氧化锆纤维及纤维板的制备与性能研究[D]. 刘贵双.南京理工大学 2012
[6]粉煤灰多孔陶瓷的制备及性能研究[D]. 付春伟.山东建筑大学 2011
[7]ZrO2凝胶注模成型工艺研究[D]. 王培培.中国海洋大学 2009
本文编号：3139592
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