凝胶注模制备氧化铝多孔陶瓷及其性能研究..doc

,尹洪峰,任耘,张军战(西安建筑科技大学材料科学与工程学院,陕西西安,710055)摘要:采用凝胶注模结合发泡法制备了氧化铝多孔陶瓷;借助NDJ—l型旋转式黏度计、压***仪、SEM等手段,研究了固相含量、pH值对浆料黏度的影响,观察了多孔氧化铝陶瓷的孔径分布和断13'形貌。在1650℃下烧成,~、气孔率为54%~67%、~。凝胶注模结合发泡法可以制备出性能优异的氧化铝多孔陶瓷。关键词:凝胶注模;多孔氧化铝陶瓷;发泡荆;孔径分布中图分类号::A文章编号:1674—3644(2008)￥2-0307—04由于多孔氧化铝陶瓷具有机械强度及硬度高、耐磨和耐蚀性好、热导率低、化学性能稳定等优良性能,因而被广泛用于熔融金属过滤、热气体过滤、微孔膜、传感器、隔膜和固定化酶载体等保温隔热材料。多孔氧化铝陶瓷的主要制备方法有:氧化铝空心球烧结法,该法工艺简单、成本低,但气孔率较低,强度偏低Ⅲ;添加造孔剂法,该法虽然工艺简单、可制得形状复杂不同气孔结构的制品,但气孔分布均匀性差、气孔率低;溶胶凝胶工艺,该工艺较适于微孔陶瓷及薄膜材料,且气孔分布均匀,缺点是工艺条件不易控制,生产率低,且不易得到大的块体多孔陶瓷;发泡工艺,该工艺产品气孔率大、强度较高,适于制备闭气孔材料,缺点是对原料要求高,工艺条件不易控制&3;有机泡沫浸渍工艺,该工艺简单,但成本高,能制备出强度较高的高气孔率制品,不足之处是不能制备小孔径闭气孔制品,制品形状受限制,成分密度不易控制[3]。借助凝胶注模新工艺制备氧化铝多孔陶瓷主要有两种途径:一是引入烧失物如石墨或炭黑等,此工艺制备出的材料气孔率低、成本较高L41,二是结合发泡工艺,目前可制备出的高气孔率多孑L陶瓷材料的强度不高【5]。本文采用凝胶注模结合发泡工艺制备氧化铝多孔陶瓷,得到了较高气孔率和强度的多孑L氧化铝陶瓷。&一Al:o。微粉(开封特耐股份有限公司生产),有机单体为a一***丙烯酸,交联剂为N,N’。亚***丙烯酰***(MBAM),分散剂为六偏磷酸钠,引发剂为过硫酸氨(APS),催化剂为四***乙二铵(TEMED),用浓氨水调节pH值。。图1凝胶注模成型工艺流程将有机单体a一***丙烯酸、交联剂MBAM(m单体:优交联一12:1)和分散剂六偏磷酸钠与去离子水形成预混液,通过浓氨水调节其pH值,将Al:0。加入到预混液中,球磨8h后得到料浆;然后向料浆中依次加入发泡剂、催化剂和引发剂,快速搅拌均匀后注人模具中,在室温下固化成型,然后将固化好的坯体进行脱模、干燥和烧结。干燥工艺在凝胶注模成型中是一个很重要的收稿日期:2008—07—30作者简介:刘雪丽(1983一),女,-mail:******@,干燥过快或过慢均达不到预期效果,并且在干燥过程中须保持一定的湿度,否则干燥过程中容易