ZrO2-Al2O3泡沫陶瓷的制備及性能研究.pdf

1、泡沫陶瓷特有的三維開放孔隙結(jié)構(gòu)，與陶瓷自身的優(yōu)良屬性相結(jié)合，使其在熔融金屬過濾方面具有很大的優(yōu)越性。采用有機泡沫浸漬法制備泡沫陶瓷具有工藝簡單、操作方便、成本低的優(yōu)勢，發(fā)展前景廣闊。但目前泡沫陶瓷存在力學(xué)性能低，抗熱沖擊能力差，使用壽命短，這些制約著泡沫陶瓷的大量應(yīng)用，同時也是泡沫陶瓷的研究熱點。而泡沫陶瓷的力學(xué)性能和抗熱沖擊性能往往是由其制備方法決定。
　　 通過對ZrO2-Al2O3懸浮體系的表面zeta電位測量、沉降性能測

2、試和粘度的測試，研究了漿料的流變性和穩(wěn)定性。探索了低溫粘結(jié)劑以及兩種添加劑(PAA-NH4、硅溶膠)的添加量和PH值對漿料性能的影響。實驗證明，加入0.5％的PVA和0.5％的CMC時，漿料具有較好的流動性，且隨著PH值的增大漿料的粘度減??；單獨使用兩種分散劑時，PAA-NH4和硅溶膠的最佳用量為0.7％和18％，且隨著加入量的增多，PH值對漿料的影響逐漸減小。在此基礎(chǔ)上，研究了兩種分散劑對漿料的分散效果。研究表明：采用PAA-NH4和

3、硅溶膠交互分散時的分散效果優(yōu)于單種分散的效果，加入0.6％的PAA-NH4時，硅溶膠加入10％就可以取得很好的分散效果。在此基礎(chǔ)上，研究了顆粒級配和固相含量對漿料性能的影響。實驗表明，二級級配可以改善漿料的穩(wěn)定性。
　　 通過測定泡沫體的失重率和增重率以及回復(fù)強度的對比，確定了泡沫體最佳掛漿條件。聚氨酯泡沫在室溫下用濃度為20wt％NaOH處理3小時，可有效去除其孔間間膜，增加孔筋表面的粗糙度。采用羧甲基纖維素(CMC)、聚乙烯

4、醇(PVA)、硅溶膠對聚氨酯泡沫改性，效果最好的是聚乙烯醇。有較好的掛漿量。
　　 研究了不同的干燥條件和制備方法對泡沫陶瓷的性能的影響，實驗證明：在真空恒溫干燥條件下，泡沫陶瓷具有較好的表面性能和孔結(jié)構(gòu)。同時利用熱重分析，確定了泡沫陶瓷的干燥制度。確定胚體的排塑溫度范圍為(200-750℃)和升溫速率(05-0.6℃/min)。
　　 研究了掛漿工藝對泡沫陶瓷孔結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響。綜合分析得到，燒結(jié)溫度為1500℃時