多孔氧化铝陶瓷微观结构的调控及热冲击性能研究
发布时间：2022-10-24 19:47
氧化铝陶瓷因其耐高温、耐腐蚀、化学稳定性优异等特性,在熔融金属过滤器、高温气体净化过滤器等高温工程领域具有广泛应用。在高温领域应用中陶瓷材料不可避免受到热冲击的影响,而陶瓷材料较差的热冲击性能可能使其在使用过程中发生灾难性破坏,因此提高陶瓷材料的热冲击性能具有重要意义。在此背景下,本文采用凝胶注模-添加造孔剂法将孔引入氧化铝陶瓷,通过调节陶瓷材料微观结构来实现材料力学性能与热冲击性能的改善。首先研究了不同种类分散剂、pH、分散剂含量、球磨时间及固相含量对凝胶注模陶瓷浆料粘度的影响,当以六偏磷酸钠为分散剂、pH为13、分散剂含量为0.6%及球磨时间为5 h时制备了本实验最佳陶瓷浆料。并采用此浆料,通过调节固相含量（30-50 vol%）、淀粉造孔剂添加量（0-62 vol%）制备了孔隙率为30-70%的多孔氧化铝陶瓷,详细分析了固相含量及造孔剂添加量对多孔氧化铝陶瓷孔隙率的影响。同时,通过控制交联聚乙烯微球造孔剂颗粒尺寸（3.41、13.14、39.36及69.86μm）制备了相同孔隙率孔径大小分别为4、10、30及62μm的多孔氧化铝陶瓷。除此之外,研究了不同种类造孔剂所制备的多孔氧化...
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 研究进展
1.2.1 多孔陶瓷的研究进展
1.2.2 凝胶注模的研究进展
1.2.3 热冲击性能的研究进展
1.3 本论文研究的主要内容
第2章 实验部分
2.1 实验试剂与材料
2.2 测试方法
2.3 材料的制备
第3章 低粘度氧化铝陶瓷浆料的制备及工艺研究
3.1 引言
3.2 浆料的调节机制
3.2.1 静电稳定机制
3.2.2 空间位阻稳定机制
3.3 低粘度浆料的制备
3.3.1 pH对不同种类分散剂陶瓷浆料粘度的影响
3.3.2 分散剂含量对不同种类分散剂陶瓷浆料粘度的影响
3.3.3 球磨时间对不同种类分散剂陶瓷浆料粘度的影响
3.3.4 固相含量对不同种类分散剂陶瓷浆料粘度的影响
3.4 本章小结
第4章 不同气孔率多孔氧化铝陶瓷的制备及热冲击性能研究
4.1 引言
4.2 不同气孔率多孔氧化铝陶瓷的制备及微观结构
4.2.1 高孔隙率多孔氧化铝陶瓷的制备及微观结构
4.2.2 中孔隙率多孔氧化铝陶瓷的制备及微观结构
4.3 不同孔隙率多孔氧化铝陶瓷的力学性能研究
4.3.1 不同气孔率对抗压强度的影响
4.3.2 不同气孔率对抗弯强度的影响
4.3.3 不同气孔率对断裂韧性的影响
4.3.4 不同气孔率对弹性模量的影响
4.4 不同孔隙率多孔氧化铝陶瓷的热冲击性能研究
4.4.1 不同气孔率对临界裂纹尺寸的影响
4.4.2 不同气孔率对热冲击损伤抗性的影响
4.4.3 不同气孔率对热冲击断裂抗性的影响
4.5 本章小结
第5章 不同孔径大小及孔形状多孔氧化铝陶瓷的制备及热冲击性能研究
5.1 引言
5.2 不同孔径多孔氧化铝陶瓷的制备及微观结构
5.3 孔径大小对线性收缩率的影响
5.4 孔径大小对抗弯强度的影响
5.5 孔径大小对断裂韧性的影响
5.6 孔径大小对弹性模量的影响
5.7 孔径大小对临界裂纹尺寸的影响
5.8 孔径大小对热冲击性能的影响
5.8.1 孔径大小对热冲击损伤抗性的影响
5.8.2 孔径大小对热冲击断裂抗性的影响
5.9 不同孔形状多孔氧化铝陶瓷的初步探索
5.9.1 碳粉为造孔剂制备的多孔氧化铝陶瓷的微观结构
5.9.2 酵母为造孔剂制备的多孔氧化铝陶瓷的微观结构
5.9.3 纤维微米棒为造孔剂制备的多孔氧化铝陶瓷的微观结构
5.10 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果及获得荣誉
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔硼化锆–碳化硅–石墨超高温陶瓷的抗热冲击性能[J]. 王帅,金鑫鑫,董丽敏,吴可嘉,陈乐. 硅酸盐学报. 2018(06)
[2]HEMA-TBA凝胶体系制备多孔氧化铝陶瓷[J]. 谢雨洲,彭超群,王小锋,王日初,罗丰. 无机材料学报. 2017(07)
[3]稻壳加入量对氧化铝多孔材料的性能及结构的影响[J]. 刘静静,李远兵,李淑静. 耐火材料. 2017(02)
[4]MgO烧结助剂对氧化铝多孔陶瓷结构和性能的影响[J]. 孙阳,徐鲲濠,孙加林,黄勇,薛伟江. 硅酸盐学报. 2015(09)
[5]环保型体系凝胶注模成型陶瓷材料的研究进展[J]. 施磊,何秀兰,唐丽娜,郭英奎. 材料导报. 2015(13)
[6]醇类添加剂对冷冻浇注陶瓷的多孔结构及形貌的影响（英文）[J]. 曾婧,张妍,周科朝,张斗. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(03)
[7]凝胶注模常温发泡制备氧化铝多孔陶瓷[J]. 吴海波,袁波,韩建燊,王刚. 材料科学与工艺. 2012(04)
[8]结构陶瓷的新型凝胶注模成型技术研究与进展[J]. 谢志鹏,薄铁柱. 陶瓷学报. 2011(02)
[9]莰烯基冷冻浇注成型法制备定向通孔氧化铝陶瓷[J]. 刘波涛,骆兵,许壮志,刘贵山. 功能材料. 2011(S1)
[10]超高温陶瓷材料抗热冲击性能及抗氧化性能研究[J]. 张幸红,胡平,韩杰才,杜善义. 中国材料进展. 2011(01)
博士论文
[1]热冲击作用下多晶陶瓷微结构分形特征及损伤行为研究[D]. 齐菲.哈尔滨工业大学 2013
[2]硼化锆—碳化硅陶瓷材料注凝成型及致密化工艺研究[D]. 何汝杰.哈尔滨工业大学 2013
[3]氮化硅基陶瓷复合材料凝胶注模成型工艺研究[D]. 庞学满.天津大学 2008
硕士论文
[1]海因环氧树脂凝胶注模成型研究[D]. 赵阳.中南大学 2014
[2]多孔氧化铝陶瓷的制备及性能研究[D]. 宋咸雷.西安理工大学 2008
[3]先进陶瓷材料的强韧性及抗热震性研究[D]. 李艳征.山东大学 2006
[4]氧化铝陶瓷凝胶注模成型工艺研究[D]. 高友谊.哈尔滨工程大学 2003
本文编号：3697110
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 研究进展
1.2.1 多孔陶瓷的研究进展
1.2.2 凝胶注模的研究进展
1.2.3 热冲击性能的研究进展
1.3 本论文研究的主要内容
第2章 实验部分
2.1 实验试剂与材料
2.2 测试方法
2.3 材料的制备
第3章 低粘度氧化铝陶瓷浆料的制备及工艺研究
3.1 引言
3.2 浆料的调节机制
3.2.1 静电稳定机制
3.2.2 空间位阻稳定机制
3.3 低粘度浆料的制备
3.3.1 pH对不同种类分散剂陶瓷浆料粘度的影响
3.3.2 分散剂含量对不同种类分散剂陶瓷浆料粘度的影响
3.3.3 球磨时间对不同种类分散剂陶瓷浆料粘度的影响
3.3.4 固相含量对不同种类分散剂陶瓷浆料粘度的影响
3.4 本章小结
第4章 不同气孔率多孔氧化铝陶瓷的制备及热冲击性能研究
4.1 引言
4.2 不同气孔率多孔氧化铝陶瓷的制备及微观结构
4.2.1 高孔隙率多孔氧化铝陶瓷的制备及微观结构
4.2.2 中孔隙率多孔氧化铝陶瓷的制备及微观结构
4.3 不同孔隙率多孔氧化铝陶瓷的力学性能研究
4.3.1 不同气孔率对抗压强度的影响
4.3.2 不同气孔率对抗弯强度的影响
4.3.3 不同气孔率对断裂韧性的影响
4.3.4 不同气孔率对弹性模量的影响
4.4 不同孔隙率多孔氧化铝陶瓷的热冲击性能研究
4.4.1 不同气孔率对临界裂纹尺寸的影响
4.4.2 不同气孔率对热冲击损伤抗性的影响
4.4.3 不同气孔率对热冲击断裂抗性的影响
4.5 本章小结
第5章 不同孔径大小及孔形状多孔氧化铝陶瓷的制备及热冲击性能研究
5.1 引言
5.2 不同孔径多孔氧化铝陶瓷的制备及微观结构
5.3 孔径大小对线性收缩率的影响
5.4 孔径大小对抗弯强度的影响
5.5 孔径大小对断裂韧性的影响
5.6 孔径大小对弹性模量的影响
5.7 孔径大小对临界裂纹尺寸的影响
5.8 孔径大小对热冲击性能的影响
5.8.1 孔径大小对热冲击损伤抗性的影响
5.8.2 孔径大小对热冲击断裂抗性的影响
5.9 不同孔形状多孔氧化铝陶瓷的初步探索
5.9.1 碳粉为造孔剂制备的多孔氧化铝陶瓷的微观结构
5.9.2 酵母为造孔剂制备的多孔氧化铝陶瓷的微观结构
5.9.3 纤维微米棒为造孔剂制备的多孔氧化铝陶瓷的微观结构
5.10 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果及获得荣誉
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔硼化锆–碳化硅–石墨超高温陶瓷的抗热冲击性能[J]. 王帅,金鑫鑫,董丽敏,吴可嘉,陈乐. 硅酸盐学报. 2018(06)
[2]HEMA-TBA凝胶体系制备多孔氧化铝陶瓷[J]. 谢雨洲,彭超群,王小锋,王日初,罗丰. 无机材料学报. 2017(07)
[3]稻壳加入量对氧化铝多孔材料的性能及结构的影响[J]. 刘静静,李远兵,李淑静. 耐火材料. 2017(02)
[4]MgO烧结助剂对氧化铝多孔陶瓷结构和性能的影响[J]. 孙阳,徐鲲濠,孙加林,黄勇,薛伟江. 硅酸盐学报. 2015(09)
[5]环保型体系凝胶注模成型陶瓷材料的研究进展[J]. 施磊,何秀兰,唐丽娜,郭英奎. 材料导报. 2015(13)
[6]醇类添加剂对冷冻浇注陶瓷的多孔结构及形貌的影响（英文）[J]. 曾婧,张妍,周科朝,张斗. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(03)
[7]凝胶注模常温发泡制备氧化铝多孔陶瓷[J]. 吴海波,袁波,韩建燊,王刚. 材料科学与工艺. 2012(04)
[8]结构陶瓷的新型凝胶注模成型技术研究与进展[J]. 谢志鹏,薄铁柱. 陶瓷学报. 2011(02)
[9]莰烯基冷冻浇注成型法制备定向通孔氧化铝陶瓷[J]. 刘波涛,骆兵,许壮志,刘贵山. 功能材料. 2011(S1)
[10]超高温陶瓷材料抗热冲击性能及抗氧化性能研究[J]. 张幸红,胡平,韩杰才,杜善义. 中国材料进展. 2011(01)
博士论文
[1]热冲击作用下多晶陶瓷微结构分形特征及损伤行为研究[D]. 齐菲.哈尔滨工业大学 2013
[2]硼化锆—碳化硅陶瓷材料注凝成型及致密化工艺研究[D]. 何汝杰.哈尔滨工业大学 2013
[3]氮化硅基陶瓷复合材料凝胶注模成型工艺研究[D]. 庞学满.天津大学 2008
硕士论文
[1]海因环氧树脂凝胶注模成型研究[D]. 赵阳.中南大学 2014
[2]多孔氧化铝陶瓷的制备及性能研究[D]. 宋咸雷.西安理工大学 2008
[3]先进陶瓷材料的强韧性及抗热震性研究[D]. 李艳征.山东大学 2006
[4]氧化铝陶瓷凝胶注模成型工艺研究[D]. 高友谊.哈尔滨工程大学 2003
本文编号：3697110
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3697110.html
