泡沫陶瓷的類型:
泡沫陶瓷壹般可分為兩大類,即開孔(網狀)陶瓷材料和閉孔陶瓷材料,這取決於每個孔是否有實心壁。如果固體成型泡沫只包含在孔隙邊緣,則稱為開孔陶瓷材料,其孔隙是相互連通的;如果有固體壁,泡沫被稱為閉孔陶瓷材料,其中的孔被連續的陶瓷基質相互隔開。然而,大多數泡沫陶瓷既有開孔,也有少數閉孔。壹般來說,直徑小於2nm的孔為微孔材料;孔在2和50納米之間的介孔材料;孔徑在50納米以上的大孔材料。
泡沫陶瓷的傳統制備方法;
發泡法:通過發泡反應可以制備形狀復雜的泡沫陶瓷制品,滿足壹些特殊場合;在陶瓷粉末中加入適量的陶瓷纖維可以改善這壹過程,有效地提高燒結時坯體的強度,避免粉化和坍塌。
溶膠-凝膠法:溶膠-凝膠法主要用於制備納米孔徑的微孔陶瓷材料,該方法還可以改進制備高規整度泡沫陶瓷材料。采用溶膠-凝膠技術制備泡沫材料時,體系粘度在溶膠向凝膠轉化過程中迅速增加,穩定了前期產生的氣泡,有利於發泡。與其他工藝相比,這種工藝是獨特的。還可以制備納米孔徑、孔徑分布均勻的泡沫陶瓷薄膜。目前它正成為無機薄膜制備過程中最活躍的研究領域。
添加造孔劑法:在陶瓷配料中添加造孔劑,利用造孔劑在坯體中占據壹定空間,然後燒結,留下基體形成孔隙,制備泡沫陶瓷。造孔劑顆粒的形狀和尺寸決定了泡沫陶瓷材料中孔的形狀和尺寸。其成型方法主要有模壓、擠壓、等靜壓、軋制、註射和漿料鑄造。這種方法可以制備出形狀復雜、孔結構各異的材料,但孔分布的均勻性較差。
有機前驅體浸漬法:泡沫陶瓷最理想的制備方法是有機前驅體浸漬法,其工藝流程如圖所示。用這種成型方法制備的泡沫陶瓷已廣泛應用於許多領域,並取得了明顯的效果。進壹步控制漿料性能,適當優化無機結合劑體系,嚴格控制漿料浸漬工藝,可以提高泡沫陶瓷制品的性能。陶瓷粉末溶劑、添加劑;淤漿法制備有機泡沫的選擇:預處理;浸漬處理;去除多余的漿料;烘幹;消除有機泡沫;燒結但有機前驅體浸漬的工藝有壹個明顯的缺陷,即產品的孔結構,尤其是孔徑大小取決於所選有機泡沫的孔結構和孔徑大小。所選有機泡沫的篩孔尺寸有限,這限制了所得泡沫陶瓷材料的孔徑和結構。朱新文等人以三維網狀有機泡沫為載體,先通過浸漬工藝制備出孔隙率高、幾乎沒有堵孔的網狀坯體,再經過排塑和預燒處理,得到具有壹定強度的預制體。預制件的孔邊疏松多孔,很好地解決了這個問題。
泡沫陶瓷的應用:
多孔陶瓷的應用領域擴展到航空、電子、醫用材料和生物化學。多孔陶瓷的廣泛應用引起了全球材料界的極大關註。因此,制備強度高、孔徑均勻、性能穩定、有序度高的泡沫陶瓷,拓寬和發展泡沫陶瓷在我國各行業的應用,無疑是十分必要的。
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