热发泡法制备高孔隙率六铝酸钙泡沫陶瓷的结构与性能

发布时间：2025-06-26 03:02

　　高孔隙率的六铝酸钙泡沫陶瓷具有比表面积大、热膨胀系数低、碱性和还原气氛下稳定性好、高温导热系数低的特点,可广泛地应用于隔热保温、高温过滤和催化剂载体等领域。但由于六铝酸钙晶体自身特性,难以延c轴方向生长,使六铝酸钙晶粒具有片状结构难以烧结致密,导致其自身强度较低,高孔隙率的六铝酸钙泡沫陶瓷制备困难。针对这一问题,本文选取了一种新型的制备高孔隙率泡沫陶瓷的方法——热发泡法,成功制备出了高孔隙率的六铝酸钙泡沫陶瓷。本文首先对合成六铝酸钙的原料和热发泡法所用分散介质进行了设计和选择;在此基础上分别探究了发泡温度、烧成温度以及碳酸钡加入量对六铝酸钙泡沫陶瓷孔结构和性能的影响。通过上述的研究工作,可得出以下结论:（1）氯化钙、氢氧化钙和葡萄糖酸钙作为钙源无法制得生坯。硫酸钙和碳酸钙作为钙源都可以制备出六铝酸钙泡沫陶瓷,最终选取碳酸钙作为热发泡法制备六铝酸钙泡沫陶瓷的钙源。（2）采用α-Al₂O₃微粉和碳酸钙微粉合成六铝酸钙,制备的六铝酸钙泡沫陶瓷能够成形,具有气孔分布均匀且球形度高的特点,相邻气孔之间通过窗口小孔连通形成了贯通型结构。（3）采用蔗糖和无水...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1六铝酸盐晶体结构

泡沫陶瓷是一种在高温下烧制得到且具有大量相互连通或闭气孔的陶瓷材料,其具有体积密度低、渗透率高、隔热性能好、寿命长、抗腐蚀、耐高温和易生成的特点[35]。CA6泡沫陶瓷不仅具有CA6高温导热系数低、碱性和还原气氛下化学稳定性好、与熔融金属的润湿度低的特点,还具备泡沫陶瓷的隔热性好....

图2.1热发泡法制备CA6泡沫陶瓷的实验流程图

热发泡法制备CA6泡沫陶瓷的工艺流程如图2.1所示。实验步骤如下:首先,按照CA6化学计量比(α-Al2O3:Ca=6:1)分别称取α-Al2O3微粉与钙源,预混后得到陶瓷粉料,再用行星球磨仪将预混后的陶瓷粉料与糖球磨6h;随后,将球磨6h后所得的混合物加热至糖的熔点并用玻璃棒不....

图2.2(a)二值化后图片和(b)颗粒度分析后图片

泡沫陶瓷的孔结构及晶粒形貌通过扫描电子显微镜(JSM-6610)来观察。利用Micro-imageAnalysis&Process图像分析系统对处理过的SEM背散射照片先进行二值化处理,处理结果如图2.2a,再进行颗粒度分析,可得出图2.2b。软件会自动统计图中孔的等积元直径、....

图3.1氯化钙混合料熔化阶段随时间变化情况

氯化钙作为钙源的混合料在熔化阶段情形如图3.1所示,选取刚开始熔化(30min)到完全反应时(60min)的图片。图3.1a显示,在加热30分钟时,局部温度较高的区域开始发生反应,少部分白色粉料反应生成黑褐色物质。随着时间的进行,反应越来越剧烈,并放出刺激性气体。最终整个生成黑褐....

本文编号：4053047