低温制备碳化硅泡沫陶瓷及其性能研究
发布时间：2023-02-10 17:41
碳化硅泡沫陶瓷具有透过性高、比表面积大、隔热性良好、抗热震性优异和高温性能优良等优点,在汽车尾气处理、工业污水处理、催化剂载体、熔融金属过滤和隔热隔音材料等邻域具有广阔的应用前景。本文采用有机模板浸渍法,以聚氨酯海绵为模板、磷酸二氢铝为粘结剂、Si C微粉为骨料,在800℃和950℃下制备出碳化硅泡沫陶瓷,并对不同粘结剂低温制备的泡沫陶瓷进行高温处理。采用TG-DSC、XRD、SEM、万能试验机和水力学天平等分析手段,研究了浆料中磷酸二氢铝含量、固相含量、粘结剂种类和处理温度对碳化硅泡沫陶瓷的线收缩率、体积密度、抗折强度、开气孔率及微观形貌的影响,揭示了磷酸二氢铝的热解特性及碳化硅泡沫陶瓷的烧成机理。结果表明:800℃低温制备出的Si C泡沫陶瓷线收缩率小于1%,体积密度小于0.5g/cm3。磷酸二氢铝含量为40%、固相含量为60%时,抗折强度达(1.24±0.01)MPa;950℃低温制备的Si C泡沫陶瓷线收缩率大于1%,体积密度小于0.6g/cm3,开气孔率介于75%91%之间。随着磷酸二氢铝含量的增加,泡沫陶瓷微观组织有微裂纹出现并逐...
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Summary
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外泡沫陶瓷的研究现状
1.3 SiC泡沫陶瓷的制备方法
1.3.1 有机泡沫浸渍工艺
1.3.2 发泡法
1.3.3 溶胶-凝胶法
1.4 SiC泡沫陶瓷的用途
1.4.1 催化剂载体
1.4.2 过滤器
1.4.3 生物材料
1.4.4 吸声材料
1.4.5 其它应用
1.5 本课题研究的目的及意义
1.6 本论文研究的主要内容
第二章 实验方法及分析测试
2.1 实验原料及仪器
2.2 泡沫陶瓷的制备
2.2.1 有机泡沫模板的选择
2.2.2 有机泡沫模板的预处理
2.2.3 陶瓷浆料的配置
2.2.4 挤压比的确定
2.2.5 泡沫陶瓷预制体的制备
2.2.6 泡沫陶瓷预制体的干燥
2.2.7 泡沫陶瓷无压烧结工艺参数的确定
2.3 泡沫陶瓷的分析和测试方法
2.3.1 原料的热重分析
2.3.2 泡沫陶瓷样品的相组成分析(XRD)
2.3.3 泡沫陶瓷样品的显微结构分析(SEM)
2.3.4 泡沫陶瓷样品的线收缩率和体积密度测试
2.3.5 泡沫陶瓷样品的气孔率测试
2.3.6 泡沫陶瓷样品的抗折强度测试
2.4 本章小结
第三章 磷酸二氢铝的热解转化机理研究
3.1 磷酸二氢铝分解产物的晶型结构
3.2 磷酸二氢铝的热分解特性
3.3 本章小结
第四章 磷酸盐低温烧成SiC泡沫陶瓷及性能
4.1 成分设计
4.2 800℃烧成SiC泡沫陶瓷的显微组织与性能
4.2.1 烧成陶瓷的晶型结构分析
4.2.2 烧成陶瓷的显微组织观察
4.2.3 烧成陶瓷的线收缩率分析
4.2.4 烧成陶瓷的体积密度分析
4.2.5 烧成陶瓷的力学性能分析
4.3 950℃烧成SiC泡沫陶瓷的显微组织与性能
4.3.1 烧成陶瓷的晶型结构分析
4.3.2 烧成陶瓷的显微组织观察
4.3.3 烧成陶瓷的线收缩率分析
4.3.4 烧成陶瓷的体积密度分析
4.3.5 烧成陶瓷的气孔率分析
4.3.6 烧成陶瓷的力学性能分析
4.4 本章小结
第五章 热处理温度对低温制备SiC泡沫陶瓷性能的影响
5.1 成分及热处理温度设计
5.2 热处理温度对磷酸盐粘结剂制备SiC泡沫陶瓷性能的影响
5.2.1 热处理后产物的显微组织观察
5.2.2 热处理后产物的晶型结构分析
5.2.3 热处理后产物的线收缩率分析
5.2.4 热处理后产物的体积密度分析
5.2.5 热处理后产物的气孔率分析
5.2.6 热处理后产物的力学性能分析
5.3 热处理温度对复合粘结剂低温制备出的SiC泡沫陶瓷性能的影响
5.3.1 热处理后产物的晶型结构分析
5.3.2 热处理后产物的显微组织观察
5.3.3 热处理后产物的线收缩率分析
5.3.4 热处理后产物的体积密度分析
5.3.5 热处理后产物的气孔率分析
5.3.6 热处理后产物的力学性能分析
5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
附录
本文编号：3739617
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Summary
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外泡沫陶瓷的研究现状
1.3 SiC泡沫陶瓷的制备方法
1.3.1 有机泡沫浸渍工艺
1.3.2 发泡法
1.3.3 溶胶-凝胶法
1.4 SiC泡沫陶瓷的用途
1.4.1 催化剂载体
1.4.2 过滤器
1.4.3 生物材料
1.4.4 吸声材料
1.4.5 其它应用
1.5 本课题研究的目的及意义
1.6 本论文研究的主要内容
第二章 实验方法及分析测试
2.1 实验原料及仪器
2.2 泡沫陶瓷的制备
2.2.1 有机泡沫模板的选择
2.2.2 有机泡沫模板的预处理
2.2.3 陶瓷浆料的配置
2.2.4 挤压比的确定
2.2.5 泡沫陶瓷预制体的制备
2.2.6 泡沫陶瓷预制体的干燥
2.2.7 泡沫陶瓷无压烧结工艺参数的确定
2.3 泡沫陶瓷的分析和测试方法
2.3.1 原料的热重分析
2.3.2 泡沫陶瓷样品的相组成分析(XRD)
2.3.3 泡沫陶瓷样品的显微结构分析(SEM)
2.3.4 泡沫陶瓷样品的线收缩率和体积密度测试
2.3.5 泡沫陶瓷样品的气孔率测试
2.3.6 泡沫陶瓷样品的抗折强度测试
2.4 本章小结
第三章 磷酸二氢铝的热解转化机理研究
3.1 磷酸二氢铝分解产物的晶型结构
3.2 磷酸二氢铝的热分解特性
3.3 本章小结
第四章 磷酸盐低温烧成SiC泡沫陶瓷及性能
4.1 成分设计
4.2 800℃烧成SiC泡沫陶瓷的显微组织与性能
4.2.1 烧成陶瓷的晶型结构分析
4.2.2 烧成陶瓷的显微组织观察
4.2.3 烧成陶瓷的线收缩率分析
4.2.4 烧成陶瓷的体积密度分析
4.2.5 烧成陶瓷的力学性能分析
4.3 950℃烧成SiC泡沫陶瓷的显微组织与性能
4.3.1 烧成陶瓷的晶型结构分析
4.3.2 烧成陶瓷的显微组织观察
4.3.3 烧成陶瓷的线收缩率分析
4.3.4 烧成陶瓷的体积密度分析
4.3.5 烧成陶瓷的气孔率分析
4.3.6 烧成陶瓷的力学性能分析
4.4 本章小结
第五章 热处理温度对低温制备SiC泡沫陶瓷性能的影响
5.1 成分及热处理温度设计
5.2 热处理温度对磷酸盐粘结剂制备SiC泡沫陶瓷性能的影响
5.2.1 热处理后产物的显微组织观察
5.2.2 热处理后产物的晶型结构分析
5.2.3 热处理后产物的线收缩率分析
5.2.4 热处理后产物的体积密度分析
5.2.5 热处理后产物的气孔率分析
5.2.6 热处理后产物的力学性能分析
5.3 热处理温度对复合粘结剂低温制备出的SiC泡沫陶瓷性能的影响
5.3.1 热处理后产物的晶型结构分析
5.3.2 热处理后产物的显微组织观察
5.3.3 热处理后产物的线收缩率分析
5.3.4 热处理后产物的体积密度分析
5.3.5 热处理后产物的气孔率分析
5.3.6 热处理后产物的力学性能分析
5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
附录
本文编号：3739617
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