造孔剂法制备多孔陶瓷及其影响因素.doc

材料科学综合实验 课 程 论 文 专业:材料化学 课题：造孔剂法制备多孔陶瓷及其影响因素 造孔剂法制备多孔陶瓷 摘要：本文通过添加造孔剂的方法在常压下烧结制备了SiO2多孔陶瓷。并且探究了造孔剂的种类、造孔剂的含量以及烧结制度对SiO2多孔陶瓷多孔性能的影响。表征了SiO2多孔陶瓷的表观密度、吸水率、孔隙率、释放性能等多方面的性能特性。分析得到了在本实验中，造孔剂为溶胀淀粉，在烧结制度三的条件下得到的陶瓷片具有更高的气孔率，且气孔率的多少随着溶胀淀粉的含量增加而增加。 关键词：造孔剂；多孔陶瓷；烧结制度；溶胀淀粉；气孔率 Pore-forming agent preparation of porous ceramics Abstract：In this paper, SiO2 porous ceramics were prepared by adding pore forming agent and sintering process at atmospheric pressure. And the influence of the type of pore forming agent, the content of pore forming agent and sintering system on the porous properties of SiO2 porous ceramics were explored. The performance characteristics of SiO2 porous ceramics, such as apparent density, water absorption, porosity, release property, were characterized. In this experiment, the pore forming agent is the swelling starch, and the ceramic plate has a higher porosity in the third sintering system. And the amount of porosity increased with the increase of the content of the swelling starch. Key words: Pore-forming agent；Porous ceramics；Sintering system；Swelling starch；Porosity 一、综述 1.1 多孔陶瓷简介 多孔陶瓷又称为气孔功能陶瓷,指具有一定尺寸和数量的孔隙结构的新型陶瓷材料[1]。其主要是利用材料中孔洞结构与材质本身结合而具有的性质来达到所需要的各种功能。陶瓷材料在现实应用中均有或多或少的气孔，不可能完全是在理论密度下生成，所以为了提高陶瓷的性能，要通过多种手段来尽可能的消除其中存在的气相部分，而多孔陶瓷则是在保持一定的力学性能的条件下尽可能生成较多的孔洞和较为理想的孔结构，最好能实现孔的结构和大小可以控制。多孔陶瓷种类繁多，一般根据孔径大小可分为三类:微孔陶瓷(孔径20埃)、介孔陶瓷(20埃孔径50埃)、宏孔陶瓷(孔径500埃)[2]。多孔陶瓷材料的性能较好，优点较多，如具有良好的透过性、较低的密度、较高的硬度、比表面积大、以及耐高温耐腐蚀等优良性能，从而广泛地应用于冶金、环保、化工、能源、生物、食品、医药等领域，可以作为过滤材料、分离材料、隔热材料、吸声材料、化工填料、生物陶瓷、化学传感器等等。 多孔陶瓷与其他多孔材料相比，如多孔有机滤膜、玻璃纤维滤布等，也可以应用到临床医学上病毒和细菌等微生物的过滤方面；也可以用到水资源净化方面以及工业生产中的溶液杂质过滤和工厂高温烟尘过滤等。对于在较高的压力、较高的温度和较强的腐蚀性等环境下的气固分离或是液固分离过滤的过程中，多孔陶瓷更是具有无可替代的优越性。由于其优良的性能和广泛的应用，多孔陶瓷引起了材料科学界的极大兴趣，近年来得到了迅速的发展[3]。 1.2多孔陶瓷制备工艺 制备多孔陶瓷，方法多种。2003年，张智慧等综述了几种多孔陶瓷的制备工艺，有：微波加热工艺、添加造孔剂工艺、溶胶凝胶工艺、有机泡沫涂层工艺、颗粒堆积工艺、发泡工艺、水热-热静压工艺[4]。2007年，曾令可等的综述又给出了几种新的制备工艺：利用陶瓷纤维制备多孔陶瓷、溶胶注模工艺、木材陶瓷、冷冻干燥工艺、自蔓延高温合成工艺[3]。 本实验采用的制备多孔陶瓷的方法是添加造孔剂的方法。造孔剂的选择多种多样，包括有机类和无机类[5]。有机类有天然有机物如淀粉、木屑、稻壳[6]等，有高分子化合物如PMMA,