莫来石纤维基多孔陶瓷制备工艺及性能优化研究
发布时间：2023-05-19 02:10
随着航空航天领域的飞速发展,以及人类对节约能源与保护环境的日益重视,对隔热、保温、过滤等材料和结构提出了更高的要求。因此,开发一种轻质、隔热、高强的材料对满足不同应用领域的迫切需求。目前,耐高温纤维基多孔陶瓷是其中的一类重要候选材料。本论文仿照鸟巢的三维骨架结构,设计出具有节点的莫来石纤维多孔陶瓷,并通过制备工艺优化对其微观结构,基本物理性能,压缩性能等进行了系统研究。为制备上述功能的纤维基多孔陶瓷,节点的形成,纤维网络的构建以及节点与纤维网络强度的提高是成功的关键,本文从制备工艺着手进行以下研究:1.选用莫来石纤维为基体,SiO2溶胶为高温粘结剂,采用真空抽滤法制备出具有节点的莫来石纤维多孔陶瓷。通过改变烘干温度(30 oC100 oC),干燥方式(烘干与冻干)以及抽滤压力(10 KPa40 KPa)可制备出低密度(0.280.33 g/cm-3),高气孔率(77%84%),低热导率(0.0680
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外轻质高强隔热材料研究现状
1.2.1 气凝胶及其复合材料
1.2.2 多孔陶瓷材料
1.2.3 陶瓷纤维及其复合材料
1.3 纤维基多孔陶瓷的制备工艺
1.3.1 真空抽滤法
1.3.2 冷冻浇注(干燥)法
1.3.3 凝胶注膜法
1.4 课题的提出及意义
第2章 实验部分
2.1 实验所用原料
2.2 实验器材及设备
2.3 制备工艺
2.3.1 莫来石纤维材料的预处理
2.3.2 浆料的制备
2.3.3 莫来石纤维在浆料中的分散
2.3.4 短切莫来石纤维多孔陶瓷的制备工艺
2.4 表征方法
2.4.1 密度与开口气孔率测试
2.4.2 热导率测试
2.4.3 抗压强度以及弹性模量的测试
2.4.4 压缩回弹测试
2.4.5 微观表面形貌分析(SEM分析)
第3章 真空抽滤法制备莫来石纤维基多孔陶瓷
3.1 引言
3.2 干燥温度对莫来石纤维多孔陶瓷的性能影响
3.2.1 不同干燥温度的试样的宏观形貌与微观结构特点
3.2.2 硅溶胶在干燥过程的迁移过程及机理
3.2.3 不同干燥温度的试样的力学性能
3.3 干燥方式对莫来石纤维多孔陶瓷的性能影响
3.3.1 冷冻干燥方式的莫来石纤维多孔陶瓷的微观结构
3.3.2 不同干燥方式的莫来石纤维多孔陶瓷的基本物理性能
3.3.3 不同干燥方式的莫来石纤维多孔陶瓷的压缩强度与破坏机制
3.4 抽滤压力对莫来石纤维多孔陶瓷的性能影响
3.4.1 抽滤压力对样品微观结构的影响
3.4.2 抽滤压力对样品密度、气孔率的影响
3.4.3 抽滤压力对样品导热率、抗压强度的影响
3.5 本章小结
第4章 真空抽滤-冻干工艺制备莫来石纤维基多孔陶瓷
4.1 引言
4.2 纤维的分散悬浮特性对样品性能的影响
4.2.1 表面活性剂对纤维分散悬浮特性的影响
4.2.2 纤维的分散悬浮特性对样品密度、气孔率的影响
4.2.3 纤维的分散悬浮特性样品抗压强度、导热系数的影响
4.2.4 纤维的分散悬浮特性对样品微观结构的影响
4.3 烧结温度对样品性能的影响
4.3.1 不同烧结温度的样品的相分析与微观形貌
4.3.2 不同烧结温度的样品的基本物理性能
4.3.3 烧结温度对样品抗压强度的影响
4.4 冷冻干燥过程中冷冻温度对样品性能的影响
4.4.1 冷冻温度对样品微观结构的影响
4.4.2 冷冻温度对样品性能的影响
4.5 本章小结
第五章 冷冻浇注工艺制备莫来石纤维基多孔陶瓷
5.1 引言
5.2 定向冷冻浇注莫来石纤维多孔陶瓷的制备
5.3 定向冷冻浇注莫来石纤维基多孔陶瓷的微观结构
5.3.1 冷冻前端速率与纤维长径比对试样微观结构的影响
5.3.2 微观结构形成机理
5.4 定向冷冻浇注莫来石纤维多孔陶瓷的力学性能
5.5 本章小结
第六章 全文总结
参考文献
发表论文和参与科研情况说明
致谢
本文编号：3819451
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外轻质高强隔热材料研究现状
1.2.1 气凝胶及其复合材料
1.2.2 多孔陶瓷材料
1.2.3 陶瓷纤维及其复合材料
1.3 纤维基多孔陶瓷的制备工艺
1.3.1 真空抽滤法
1.3.2 冷冻浇注(干燥)法
1.3.3 凝胶注膜法
1.4 课题的提出及意义
第2章 实验部分
2.1 实验所用原料
2.2 实验器材及设备
2.3 制备工艺
2.3.1 莫来石纤维材料的预处理
2.3.2 浆料的制备
2.3.3 莫来石纤维在浆料中的分散
2.3.4 短切莫来石纤维多孔陶瓷的制备工艺
2.4 表征方法
2.4.1 密度与开口气孔率测试
2.4.2 热导率测试
2.4.3 抗压强度以及弹性模量的测试
2.4.4 压缩回弹测试
2.4.5 微观表面形貌分析(SEM分析)
第3章 真空抽滤法制备莫来石纤维基多孔陶瓷
3.1 引言
3.2 干燥温度对莫来石纤维多孔陶瓷的性能影响
3.2.1 不同干燥温度的试样的宏观形貌与微观结构特点
3.2.2 硅溶胶在干燥过程的迁移过程及机理
3.2.3 不同干燥温度的试样的力学性能
3.3 干燥方式对莫来石纤维多孔陶瓷的性能影响
3.3.1 冷冻干燥方式的莫来石纤维多孔陶瓷的微观结构
3.3.2 不同干燥方式的莫来石纤维多孔陶瓷的基本物理性能
3.3.3 不同干燥方式的莫来石纤维多孔陶瓷的压缩强度与破坏机制
3.4 抽滤压力对莫来石纤维多孔陶瓷的性能影响
3.4.1 抽滤压力对样品微观结构的影响
3.4.2 抽滤压力对样品密度、气孔率的影响
3.4.3 抽滤压力对样品导热率、抗压强度的影响
3.5 本章小结
第4章 真空抽滤-冻干工艺制备莫来石纤维基多孔陶瓷
4.1 引言
4.2 纤维的分散悬浮特性对样品性能的影响
4.2.1 表面活性剂对纤维分散悬浮特性的影响
4.2.2 纤维的分散悬浮特性对样品密度、气孔率的影响
4.2.3 纤维的分散悬浮特性样品抗压强度、导热系数的影响
4.2.4 纤维的分散悬浮特性对样品微观结构的影响
4.3 烧结温度对样品性能的影响
4.3.1 不同烧结温度的样品的相分析与微观形貌
4.3.2 不同烧结温度的样品的基本物理性能
4.3.3 烧结温度对样品抗压强度的影响
4.4 冷冻干燥过程中冷冻温度对样品性能的影响
4.4.1 冷冻温度对样品微观结构的影响
4.4.2 冷冻温度对样品性能的影响
4.5 本章小结
第五章 冷冻浇注工艺制备莫来石纤维基多孔陶瓷
5.1 引言
5.2 定向冷冻浇注莫来石纤维多孔陶瓷的制备
5.3 定向冷冻浇注莫来石纤维基多孔陶瓷的微观结构
5.3.1 冷冻前端速率与纤维长径比对试样微观结构的影响
5.3.2 微观结构形成机理
5.4 定向冷冻浇注莫来石纤维多孔陶瓷的力学性能
5.5 本章小结
第六章 全文总结
参考文献
发表论文和参与科研情况说明
致谢
本文编号：3819451
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教材专著
