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| 多孔陶瓷傳統(tǒng)制備工藝研究 |
| 來(lái)源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2014-07-03 10:29:28 瀏覽次數(shù)： |
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（中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng)/可巖）多孔陶瓷又被稱為微孔陶瓷、泡沫陶瓷，是一種由骨料、粘結(jié)劑和增孔劑等組分經(jīng)過(guò)高溫?zé)傻男滦吞沾刹牧?。多孔陶瓷?nèi)部均勻分布著相互貫通的微孔或孔洞。因此其具有孔隙率高、體積密度小、比表面積大及獨(dú)特的物理表面特性。加之陶瓷材料特有的耐高溫、耐腐蝕、高的化學(xué)穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性，使多孔陶瓷這一綠色材料可以在氣體液體過(guò)濾、凈化分離、化工催化載體、吸聲減震、高級(jí)保溫材料、生物醫(yī)用植入材料、特種墻體材料和傳感器材料等多方面得到廣泛應(yīng)用。因此，多孔陶瓷引起了科技工作者的極大興趣并在世界范圍內(nèi)掀起了新的研究高潮。
我國(guó)從20世紀(jì)80年代初開(kāi)始研制多孔陶瓷。多孔陶瓷首要特征是其多孔特性，制備的關(guān)鍵和難點(diǎn)是 形成多孔結(jié)構(gòu)。根據(jù)使用目的和對(duì)材料性能的要求不同，近年逐漸開(kāi)發(fā)出許多不同的制備技術(shù)。其中應(yīng)用比較成功，研究比較活躍的有：添加造孔劑工藝、顆粒堆積成型工藝、發(fā)泡工藝、有機(jī)泡沫浸漬工藝、溶膠凝膠工藝等傳統(tǒng)制備工藝。
1.添加造孔劑工藝
該工藝通過(guò)在陶瓷配料中添加造孔劑，利用造孔劑在坯體中占據(jù)一定的空間，然后經(jīng)過(guò)燒結(jié)，造孔劑離開(kāi)基體而成氣孔來(lái)制備多孔陶瓷。雖然在普通的陶瓷工藝中，采用調(diào)整燒結(jié)溫度和時(shí)間的方法，可以控制燒結(jié)制品的氣孔率和強(qiáng)度。但對(duì)于多孔陶瓷燒結(jié)溫度太高會(huì)使部分氣孔封閉或消失，燒結(jié)溫度太低，則制品的強(qiáng)度低，無(wú)法兼顧氣孔率和強(qiáng)度，而采用添加造孔劑的方法則可以避免這種缺點(diǎn)，使燒結(jié)制品既具有高的氣孔率，又具有很好的強(qiáng)度。
2.顆粒堆積工藝
顆粒堆積工藝是在骨料中加入相同組分的微細(xì)顆粒，利用微細(xì)顆粒易于燒結(jié)的特點(diǎn)，在高溫狀況下產(chǎn)生液相，使骨料連接起來(lái)?？讖降拇笮∨c骨料粒徑成正比，骨料粒徑越大，形成的多孔陶瓷平均孔徑就越大，呈線性關(guān)系。骨料顆粒尺寸越均勻，產(chǎn)生的氣孔分布也越均勻。另外添加劑的含量和種類以及燒成溫度對(duì)微孔體的分布和孔徑大小有直接的影響。
3.有機(jī)泡沫浸漬工藝
有機(jī)泡沫浸漬工藝是Schw artzw alder等在1963年發(fā)明的，其獨(dú)特之處在于它憑借有機(jī)泡沫體所具有的開(kāi)孔三維網(wǎng)狀骨架的特殊結(jié)構(gòu)，將制備好的料漿均勻地涂覆在有機(jī)泡沫網(wǎng)狀體上，干燥后燒掉有機(jī)泡沫體而獲得一種網(wǎng)眼多孔陶瓷。多孔體的尺寸主要取決于有機(jī)泡沫體的尺寸，與漿料在有機(jī)泡沫體上的涂覆厚度也有一定的關(guān)系。該工藝是制備高氣孔率( 70% ~ 90%% )多孔陶瓷的一種有效工藝，并且此類多孔陶瓷具有開(kāi)孔三維網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)。
4.發(fā)泡工藝
發(fā)泡工藝是在陶瓷組分中添加有機(jī)或無(wú)機(jī)化學(xué)物質(zhì)。在處理期間形成揮發(fā)性氣體。產(chǎn)生泡沫，經(jīng)干燥和燒成制成多孔陶瓷，包括網(wǎng)眼型和泡沫型2種。與泡沫浸漬工藝相比，發(fā)泡工藝更容易控制制品的形狀、成分和密度，并且可制備各種孔徑大小和形狀的多孔陶瓷，特別適于生產(chǎn)閉氣孔的陶瓷制品。
5.溶膠凝膠工藝
溶膠凝膠法主要用來(lái)制備微孔陶瓷材料，特別是微孔陶瓷薄膜。這種方法一般采用無(wú)機(jī)鹽或醇鹽作先驅(qū)體，先驅(qū)體水解得到溶膠，再在多孔載體上凝結(jié)成由M-O-M鍵構(gòu)成的無(wú)機(jī)聚合物凝膠膜。溶膠凝膠工藝可以制備孔徑在納米級(jí)、氣孔分布均勻的多孔陶瓷薄膜，其最大的優(yōu)越性在于可以方便地得到多種組成地復(fù)合膜，因此正成為無(wú)機(jī)分離膜制備領(lǐng)域工藝中最活躍地研究領(lǐng)域，引起了國(guó)內(nèi)外眾多研究人員的重視。
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