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陶瓷浆料成分及流变性对泡沫陶瓷过滤器性能的影响

作　者: 韦保
导　师: 田竟
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 泡沫陶瓷过滤器有机泡沫浸渍工艺流变性烧结性能助烧剂
分类号: TQ174
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

本文采用有机泡沫浸渍工艺以氧化铝为主要原料,添加高岭土、滑石粉和二氧化硅成功配制的性能良好的泡沫陶瓷过滤器。本文查阅国内外大量的有关资料并进行了深入的理论分析和实验研究:通过粘度计对陶瓷浆料的流变性能进行了分析;采用高温物性分析和差热分析手段对降低样品的烧结温度进行了分析;通过测定样品的显气孔率、容重、抗弯强度、及抗热震性等对泡沫陶瓷过滤器的烧结性能进行了分析;利用XRD、SEM测试方法对样品的相组成和微观结构进行了分析。有机泡沫浸渍工艺要求浸渍用的浆料具有良好的性能。在浆料中加入适当的添加剂可获得高固相含量、均匀稳定、流变性良好的有利于浸渍的浆料。研究表明,水基浆料中加入质量分数为0.2%的分散剂PAM获得的浆料性能最优。随着浆料固相含量的提高,浆料的粘度呈升高趋势。随着剪切速率的增加,陶瓷浆料的粘度基本呈指数下降,流动曲线表现出明显的“剪切变稀”现象,是典型的假塑性型流体。陶瓷浆料具有剪切变稀及时间依附性,呈现正触变特性,满足浸渍工艺的需要。实验证明,未添加稀土氧化物和氧化物的试样的烧结液相转变温度为1325℃左右,而添加了稀土氧化物Y 2 O 3、CeO 2和氧化物MgO、TiO2助烧剂的试样的烧结液相转变温度在1290℃左右。所以添加了适量的助烧剂能降低泡沫陶瓷过滤器的烧结温度。研究发现,添加稀土氧化物Y 2 O 3、CeO 2和氧化物MgO、TiO2助烧剂,对试样的显气孔率、容重、抗弯强度和抗热震性都有很大的影响。其影响效果大小的顺序依次是: (Y 2 O 3 +CeO 2 )+(MgO+TiO 2 )>(Y 2 O 3 +CeO2) >(MgO+TiO 2)。研究表明,未添加稀土氧化物Y 2 O 3、CeO 2和氧化物MgO、TiO2助烧剂试样中含有少量的镁铝尖晶石,表面有粗大晶粒生成,而且表面有气孔存在。而添加了助烧剂的试样中主要相是氧化铝和堇青石,几乎无气孔,显微结构致密。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-21
  1.1 课题来源及研究的目的和意义  10-11
  1.2 泡沫陶瓷的国内外发展状况  11-14
    1.2.1 国外泡沫陶瓷过滤器的发展状况  11-12
    1.2.2 国内泡沫陶瓷过滤器的发展状况  12-14
  1.3 泡沫陶瓷过滤器在铸造中的应用  14-18
    1.3.1 过滤机理  14-15
    1.3.2 对铸件的影响  15-16
    1.3.3 过滤器的选择  16-18
  1.4 泡沫陶瓷制作工艺及浆料的制备  18-20
    1.4.1 有机泡沫浸渍法  18-19
    1.4.2 陶瓷浆料的制备  19-20
  1.5 论文研究内容  20-21
第2章泡沫陶瓷过滤器浆料性能的研究  21-37
  2.1 流变学理论简介  21-23
    2.1.1 粘度与流型  21-22
    2.1.2 非牛顿流体的稳态现象  22-23
  2.2 陶瓷浆料的制备  23-27
    2.2.1 陶瓷粉料的选择及粒度测定  24-26
    2.2.2 成分配比  26-27
    2.2.3 浆料的配制  27
  2.3 陶瓷浆料性能的研究  27-36
    2.3.1 分散剂的加入量对陶瓷浆料流动性的影响  27-29
    2.3.2 固相含量对陶瓷浆料粘度的影响  29-31
    2.3.3 浆料的流变性能测试  31-33
    2.3.4 浆料的触变性能测试  33-36
  2.4 本章小结  36-37
第3章泡沫陶瓷过滤器烧结工艺的研究  37-46
  3.1 烧结原理  37-38
  3.2 干燥与烧成  38-41
    3.2.1 有机泡沫体的选择及预处理  38-39
    3.2.2 浆料的配制  39
    3.2.3 坯体成型工艺  39-40
    3.2.4 烧结成型  40-41
  3.3 降低烧结温度的研究  41-45
    3.3.1 降低烧结温度的方法  41-43
    3.3.2 降低烧结温度的实验  43-45
  3.4 本章小结  45-46
第4章泡沫陶瓷过滤器形貌及其性能的研究  46-65
  4.1 X射线衍射分析(XRD)  46-50
    4.1.1 实验  46
    4.1.2 结果与分析  46-50
  4.2 扫描电子显微镜分析(SEM)  50-54
    4.2.1 实验  50-51
    4.2.2 结果与分析  51-54
  4.3 差热分析(DTA)  54-57
    4.3.1 实验  55
    4.3.2 结果与讨论  55-57
  4.4 显气孔率和容重的研究  57-59
    4.4.1 实验  57
    4.4.2 结果与讨论  57-59
  4.5 抗弯强度的研究  59-60
    4.5.1 实验  59
    4.5.2 结果与讨论  59-60
  4.6 泡沫陶瓷抗热震性的研究  60-63
    4.6.1 实验  62
    4.6.2 结果分析  62-63
  4.7 本章小结  63-65
结论  65-67
参考文献  67-72
哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明  72
哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书  72
哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理  72-73
致谢  73

陶瓷浆料成分及流变性对泡沫陶瓷过滤器性能的影响

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