多孔梯度陶瓷的制备

作     者：尚灿 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：桑可正

授予年度：2012年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：多孔梯度陶瓷 聚氨酯泡沫 抗压强度 抗热震性 

摘      要：随着科技的发展，工业气体夹杂大量粉尘颗粒排放到大气中，造成空气质量的下降，严重影响了人们的正常生活。国内外对高温烟气除尘的研究已久，除尘方式也已多样化，目前存在的众多除尘方式各有利弊。多孔梯度陶瓷过滤器集匀质多孔材料和梯度材料的优点于一体，在高温除尘领域显示出自身独特的优势。 用陶瓷浆料填充有机泡沫，经过烧结制备出了最大孔径为47μm的多孔梯度陶瓷。试样孔道相互贯通，呈三维网状。在梯度结合处，孔洞贯通，无明显界面出现。研究结果表明聚氨酯泡沫最佳定型温度为160℃。以AlO为基料，CuO和TiO为促烧剂，添加粘结剂分散剂配制成固含量为60%的陶瓷浆料。在10Pa的真空环境下对孔隙率具有梯度分布的聚氨酯泡沫进行填充，获得多孔梯度陶瓷素坯。对多孔梯度陶瓷烧结制度进行了探讨，最佳烧结工艺为：220℃之前升温速度为2℃/min，22000℃之间升温速度为1℃/min，375℃保温30min，450℃保温1h，600300℃之间升温速度为5℃/min，1300℃保温5h，炉冷。 对多孔梯度陶瓷的显气孔率、容重、抗压强度、透气度、抗热震次数和耐酸碱腐蚀性能等进行检测。结果表明：孔隙率为22%的多孔陶瓷容重为2.23g/cm，抗压强度达到了70.05MPa，孔隙率为64.3%的多孔陶瓷容重为0.98g/cm，抗压强度仅为36.09MPa;孔隙率为32.1%的多孔梯度陶瓷透气度为30.4m3/(h·kPa·m);孔隙率为64.3%的多孔陶瓷抗热震次数达到了19次;氧化铝质多孔陶瓷耐酸、碱度分别为99.52%和99.92%。