1. 研究目的与意义(文献综述)
自1978年美国发明了利用氧化铝、高岭土等陶瓷料浆成功研制出泡沫陶瓷,用于铝合金铸造过滤之后,英、日、德、瑞士等国家竞相开展了研究,生产工艺日益先进,技术装备越来越向机械化、自动化发展,已研制出多种材质,适合于不同用途的泡沫陶瓷过滤器,如a12o3、zro2、sic、氮化硅、硼化物等高温泡沫陶瓷,有的还加入了一定的矿物,如莫来石、堇青石、粉煤灰、煤矸石等,产品已系列化、标准化,形成了一个新兴产业。碳化硅泡沫陶瓷是其重要的研究方向,由于它具有气孔率高、比表面积大、抗热震、耐高温、耐化学腐蚀及良好的机械强度和过滤吸附性能,可广泛应用于热交换材料,布气材料,汽车尾气装置,净化冶金工业过滤熔融态金属,热能回收,轻工喷涂行业,工业污水处理,隔热隔音材料,用作化学催化剂载体,电解隔膜及分离分散元件等。
我国1954年才开始进行多孔陶瓷材料的研究工作,泡沫陶瓷的研究更是到了80年代才开始。近20多年来已先后有十几家科研机构和厂家进行了泡沫陶瓷制品的探索研究并取得了一定的成绩。1985年哈尔滨工业大学叶茂荣等人成功地研究出了用于铸铁、不锈钢过滤的泡沫陶瓷过滤器,填补了我国空白。目前世界上生产泡沫陶瓷规模最大的厂家美国的astro和selee公司,采用浸渍辊压成型机成型,胚体用微波干燥,高温辊道窑采用计算机监控连续烧成,检测及封装也均机械化,整个生产工艺达到了很高的技术水平。总的来说,我国与外国在泡沫陶瓷研究进展及工艺制造方面存在较大的差距,需要我国相关技术人员顽强拼搏,积极创新,赶超国外先进国家。
本课题的目的是通过分析浆料固相含量的程度、添加剂(粘接剂、流变剂、分散剂等)、干燥与烧成制度等,结合碳化硅泡沫陶瓷的制备原理,采用有机泡沫浸渍工艺制备出碳化硅泡沫陶瓷。碳化硅泡沫陶瓷的性能取决于有机泡沫体原料、浆料的流变性、触变性及烧成温度等,这些因素又与浆料粘度、流体剪切速率、添加剂的选择等有关,从而制备出具有三维立体结构、气孔率更高、结构强度更硬、耐温程度更好的碳化硅泡沫陶瓷过滤器。
2. 研究的基本内容与方案
a.基本内容:
采用碳化硅材质制备泡沫陶瓷,可将碳化硅陶瓷的优良性能和多孔陶瓷的应用有机结合起来,具有广阔的应用前景。
本课题采用有机泡沫浸渍法制备泡沫碳化硅陶瓷,研究各种不同工艺因素对泡沫碳化硅陶瓷性能的影响。应用xrd、sem、eds、压汞法等手段,对泡沫陶瓷的性能以及微观结构作分析与探讨。
3. 研究计划与安排
(三)完成任务的时间节点:
第1-2周:查阅相关文献资料,明确研究内容,确定实验方案,完成开题报告。
第3-4周:学习使用实验仪器,并逐步开始合成钴酸锂侵蚀样品。
4. 参考文献(12篇以上)
(四)必读参考文献:
[1]朱新文,江东亮.有机泡沫浸渍工艺——种经济实用的多孔陶瓷制备工艺.硅酸盐通报,2000(3):45~51
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