发泡—注凝成型法制备莫来石柱晶自增强多孔陶瓷及其高温力学和热学性能
发布时间：2022-01-04 20:43
多孔陶瓷被广泛地应用于高温隔热材料、气/液过滤、净化分离、催化剂载体、吸声减震材料、生物植入材料和传感器材料等。本文先以Al2O3、SiO2粉或莫来石(Al6Si2O13)粉为原料,分别以AlF3·3H2O和TiO2为添加剂,通过原位反应的方法制备了Al6Si2O13晶须/柱晶;在对合成过程热力学分析的基础上,研究了反应温度、添加剂种类和用量以及反应时间等对Al6Si2O13晶须/柱晶合成过程的影响;依据密度泛函理论（DFT）计算的Al6Si2O13各晶面对AlF3（g）和SiF4（g）吸附能的结果,探讨了Al6Si2
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：198 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
泡沫液膜排液过程：(a)液膜排液示意图和(b)泡沫重排后Plateau边界和薄膜放大图
武汉科技大学博士学位论文3引力是泡沫聚并的主要驱动力。图1.2b的计算结果表明，如果在泡沫的气-液界面引入表面活性剂，这些吸附于气-液界面的表面活性剂分子可以提供足够强的静电斥力和/或空间斥力，使得泡沫间的斥力作用总体大于引力作用，进而可阻止泡沫聚并现象的发生[18]。(a)范德瓦尔斯引力促使泡沫聚并 (b)空间和/或静电斥力阻碍泡沫聚并图1.2 泡沫间相互作用关系示意图[18]Fig. 1.2 Schematic dependence of disjoining pressure among two interacting gas bubbles as afunction of their distance D虽然在泡沫中引入表面活性剂并对其进行修饰可以有效抑制泡沫的液膜排液与聚并现象的发生，但需要指出的是，目前发泡工艺产生的泡沫仍不能长时间的稳定存在。造成泡沫不稳定的原因主要是不同孔径泡沫间的拉普拉斯压力差(Laplacepressure)，拉普拉斯压力差的存在是泡沫发生奥氏熟化现象的主要原因。对于半径为R和气-液界面能为γ的球型泡沫而言，其拉普拉斯压力差ΔP=2γ/R，即对同类泡沫而言
所制备多孔陶瓷的显微结构如图 1.4 所示，从增加，多孔陶瓷的孔隙率先逐渐增加，而后基。研究结果还表明，孔隙率为 60.0%的多孔 Abam 104 稳定陶瓷浆料的机理如下：Isobam 10生-COO-基(如图 1.3b 所示)，这些带负电荷的正电荷吸附，另一方面和 Al2O3颗粒表面吸附的l2O3颗粒的表面，起到稳定陶瓷浆料的作用。自发胶凝机理尚不清楚，其自发胶凝过程可能聚合过程有关。Isobam 104 的使用极大地降低了生产成本，又减少了对环境的污染。C CH CHCH3CH3CH2CO-NH4+OmCCH3CH2CH3CHC O nCHCOONH2C=O(a) 水解前 Isobam 104 分子结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]水溶性环氧树脂对注凝成型Al2O3泡沫陶瓷结构和性能的影响[J]. 张小强,孙怡,岛井骏藏,王士维. 无机材料学报. 2015(10)
[2]原位反应烧结制备莫来石-锌铝尖晶石多孔陶瓷研究[J]. 段锋,高云琴,尹洪峰. 人工晶体学报. 2015(08)
[3]基于Lattice-Boltzmann方法的泡沫材料有效导热系数研究[J]. 康利云,阚安康,曹丹,王冲,郝方园. 制冷技术. 2015(03)
[4]F-在γ-Al2O3（110）表面吸附的密度泛函理论研究[J]. 张亚楠,薛济来,庄卫东,李想,朱骏,朱鸿民. 计算机与应用化学. 2015(02)
[5]中等气孔率多孔陶瓷在受压过程中的断裂行为[J]. 郎莹,赵佳敏,汪长安,刘彬. 硅酸盐学报. 2014(12)
[6]静电场下冷冻干燥法制备层状Al2O3多孔陶瓷[J]. 汤玉斐,苗芊,赵康,魏俊琪,胡龙. 硅酸盐学报. 2013(12)
[7]Preparation of Mullite Whiskers and Their Enhancement Effect on Ceramic Matrix Composites[J]. 张锦化,WU Hongdan,ZHANG Suxin,Yu Jishun,侯书恩. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2013(03)
[8]三维打印结合反应烧结制备多孔氮化硅陶瓷[J]. 翁作海,曾庆丰,谢聪伟,彭军辉,张瑾. 材料导报. 2013(08)
[9]碳热还原-反应烧结法制备多孔氮化硅陶瓷[J]. 鲁元,杨建锋,李京龙. 无机材料学报. 2013(05)
[10]三维打印技术制备多孔羟基磷灰石植入体的实验研究[J]. 钱超,樊英姿,孙健. 口腔材料器械杂志. 2013(01)
博士论文
[1]熔盐介质中碳材料改性及微孔轻质材料制备的基础研究[D]. 丁军.武汉科技大学 2013
[2]莫来石晶须的制备、生长机理及其在陶瓷增韧中的应用[D]. 张锦化.中国地质大学 2012
硕士论文
[1]矾士基β-Sialon-Al2O3-SiC复合材料制备、性能及显微结构的研究[D]. 韩波.郑州大学 2006
本文编号：3569026
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：198 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
泡沫液膜排液过程：(a)液膜排液示意图和(b)泡沫重排后Plateau边界和薄膜放大图
武汉科技大学博士学位论文3引力是泡沫聚并的主要驱动力。图1.2b的计算结果表明，如果在泡沫的气-液界面引入表面活性剂，这些吸附于气-液界面的表面活性剂分子可以提供足够强的静电斥力和/或空间斥力，使得泡沫间的斥力作用总体大于引力作用，进而可阻止泡沫聚并现象的发生[18]。(a)范德瓦尔斯引力促使泡沫聚并 (b)空间和/或静电斥力阻碍泡沫聚并图1.2 泡沫间相互作用关系示意图[18]Fig. 1.2 Schematic dependence of disjoining pressure among two interacting gas bubbles as afunction of their distance D虽然在泡沫中引入表面活性剂并对其进行修饰可以有效抑制泡沫的液膜排液与聚并现象的发生，但需要指出的是，目前发泡工艺产生的泡沫仍不能长时间的稳定存在。造成泡沫不稳定的原因主要是不同孔径泡沫间的拉普拉斯压力差(Laplacepressure)，拉普拉斯压力差的存在是泡沫发生奥氏熟化现象的主要原因。对于半径为R和气-液界面能为γ的球型泡沫而言，其拉普拉斯压力差ΔP=2γ/R，即对同类泡沫而言
所制备多孔陶瓷的显微结构如图 1.4 所示，从增加，多孔陶瓷的孔隙率先逐渐增加，而后基。研究结果还表明，孔隙率为 60.0%的多孔 Abam 104 稳定陶瓷浆料的机理如下：Isobam 10生-COO-基(如图 1.3b 所示)，这些带负电荷的正电荷吸附，另一方面和 Al2O3颗粒表面吸附的l2O3颗粒的表面，起到稳定陶瓷浆料的作用。自发胶凝机理尚不清楚，其自发胶凝过程可能聚合过程有关。Isobam 104 的使用极大地降低了生产成本，又减少了对环境的污染。C CH CHCH3CH3CH2CO-NH4+OmCCH3CH2CH3CHC O nCHCOONH2C=O(a) 水解前 Isobam 104 分子结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]水溶性环氧树脂对注凝成型Al2O3泡沫陶瓷结构和性能的影响[J]. 张小强,孙怡,岛井骏藏,王士维. 无机材料学报. 2015(10)
[2]原位反应烧结制备莫来石-锌铝尖晶石多孔陶瓷研究[J]. 段锋,高云琴,尹洪峰. 人工晶体学报. 2015(08)
[3]基于Lattice-Boltzmann方法的泡沫材料有效导热系数研究[J]. 康利云,阚安康,曹丹,王冲,郝方园. 制冷技术. 2015(03)
[4]F-在γ-Al2O3（110）表面吸附的密度泛函理论研究[J]. 张亚楠,薛济来,庄卫东,李想,朱骏,朱鸿民. 计算机与应用化学. 2015(02)
[5]中等气孔率多孔陶瓷在受压过程中的断裂行为[J]. 郎莹,赵佳敏,汪长安,刘彬. 硅酸盐学报. 2014(12)
[6]静电场下冷冻干燥法制备层状Al2O3多孔陶瓷[J]. 汤玉斐,苗芊,赵康,魏俊琪,胡龙. 硅酸盐学报. 2013(12)
[7]Preparation of Mullite Whiskers and Their Enhancement Effect on Ceramic Matrix Composites[J]. 张锦化,WU Hongdan,ZHANG Suxin,Yu Jishun,侯书恩. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2013(03)
[8]三维打印结合反应烧结制备多孔氮化硅陶瓷[J]. 翁作海,曾庆丰,谢聪伟,彭军辉,张瑾. 材料导报. 2013(08)
[9]碳热还原-反应烧结法制备多孔氮化硅陶瓷[J]. 鲁元,杨建锋,李京龙. 无机材料学报. 2013(05)
[10]三维打印技术制备多孔羟基磷灰石植入体的实验研究[J]. 钱超,樊英姿,孙健. 口腔材料器械杂志. 2013(01)
博士论文
[1]熔盐介质中碳材料改性及微孔轻质材料制备的基础研究[D]. 丁军.武汉科技大学 2013
[2]莫来石晶须的制备、生长机理及其在陶瓷增韧中的应用[D]. 张锦化.中国地质大学 2012
硕士论文
[1]矾士基β-Sialon-Al2O3-SiC复合材料制备、性能及显微结构的研究[D]. 韩波.郑州大学 2006
本文编号：3569026
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