学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

陶瓷表面能调控及其易洁性研究

作　者: 李计元
导　师: 梁金生
学　校: 河北工业大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 表面能调控易洁性陶瓷制品接触角 OWRK模型粘附功自迁移
分类号: TQ174.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 241次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本工作从陶瓷材料表面能的调控入手,研究各化学组分对陶瓷表面能的影响规律,探讨表面能对陶瓷材料易洁性的影响。调整釉料的化学组分制备陶瓷试样。以水和乙二醇做测试液,利用Dataphysics OCA-30接触角测试系统测试陶瓷试样的接触角,并根据OWRK模型计算陶瓷表面能及其组成。用扫描电镜(SEM)分析微观形貌对陶瓷材料易洁性的影响。结果表明:硅铝比对陶瓷表面能有较大的影响。随着硅铝比的增大,表面能先减小后增大。当硅铝比为6.0时,陶瓷表面能最小,达到54.9 mJ/m2,此时极性分量在表面能组成中所占的比例最小达到82.4%;当硅铝比为7.5时,陶瓷表面能最大,达到72.04mJ/m2;硅铝比大于10.0时,表面能有降低的趋势。氧化硅含量对陶瓷表面能也影响较大,含量在2.7~2.9mol时,陶瓷表面能较低,最低为60.25mJ/m2,极性分量的比例是97.8%;氧化硅含量在3.0～3.2mol时,表面能有最大值为79.57 mJ/m2,极性分量在表面能中所占比例最高为99.9%。助熔剂可使表面能降低,极性分量的比例减小,这是加入碱金属氧化物使Si—O—Si键断裂,网络结构破坏的结果;电气石对陶瓷表面能影响不大,但其极性分量却随着电气石的增多而减小,这是电气石高温分解产生B、Fe元素的影响结果。陶瓷表面能直接影响着陶瓷制品的易洁性能。陶瓷表面能越高,水中油滴的接触角就越大,油滴在陶瓷表面上的粘附功就越小,油滴就越容易从陶瓷制品表面去除,那么陶瓷制品的易洁性就越好。通过研究水在油/陶瓷界面上的自迁移规律,发现易洁性良好的陶瓷制品,表面能一般大于72.8mJ/m2,其极性分量大于58.0 mJ/m2,此时水在整个油/陶瓷界面产生自迁移,油/陶瓷界面消失,油滴失去粘附而浮起。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-24
  §1-1 引言  9-10
  §1-2 国内外研究现状  10-13
  §1-3 固体表面的润湿  13-16
    1-3-1 润湿的类型  13-14
    1-3-2 接触角和杨氏方程  14-16
  §1-4 固体的表面  16-21
    1-4-1 固体的表面结构  16-17
    1-4-2 固体表面能的估算  17-20
    1-4-3 固体表面的粘附  20-21
  §1-5 固体表面的清洗  21-23
  §1-6 本文主要研究内容和意义  23-24
第二章实验材料及研究方法  24-28
  §2-1 实验原料与仪器设备  24-25
  §2-2 制备工艺  25-26
  §2-3 性能测试与研究方法  26-28
    2-3-1 性能测试  26
    2-3-2 陶瓷易洁性、抗污性的表征方法  26-28
第三章陶瓷表面能的调控研究  28-38
  §3-1 硅铝比对陶瓷表面能的影响  28-32
  §3-2 氧化硅对陶瓷表面能的影响  32-33
  §3-3 助熔剂对陶瓷表面能的影响  33-35
  §3-4 电气石对陶瓷表面能的影响  35-37
  §3-5 小结  37-38
第四章表面能对陶瓷易洁性的影响  38-46
  §4-1 陶瓷易洁性和抗污性测试  38-42
    4-1-1 陶瓷易洁性测试（1）  38-40
    4-1-2 陶瓷易洁性测试（2）  40
    4-1-3 陶瓷抗污性测试  40-42
  §4-2 水在油/陶瓷界面的自迁移现象  42-45
  §4-3 小结  45-46
第五章陶瓷制品的易洁机理  46-58
  §5-1 易洁性的表征方法  46-48
    5-1-1 粘附功  46-48
    5-1-2 色拉油在陶瓷表面的粘附功  48
  §5-2 粘附功与接触角  48-50
  §5-3 粘附机理  50
  §5-4 水在油/陶瓷界面的自迁移机理  50-54
    5-4-1 力学平衡研究  50-52
    5-4-2 表面能对自迁移的影响  52-54
    5-4-3 水中油滴接触角的估算  54
  §5-5 微观结构对易洁性的影响  54-57
  §5-6 小结  57-58
第六章结论  58-59
参考文献  59-63
致谢  63-64
攻读学位期间所取得的相关科研成果  64

陶瓷表面能调控及其易洁性研究

内容摘要

全文目录

相似论文