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[期刊论文] 孙文飞 刘卫 黎阳
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST SA
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摘要:以聚氨酯海绵为模板、磷酸二氢铝为黏结剂、碳化硅微粉为骨料,在800℃低温下制备出碳化硅泡沫陶瓷。研究了浆料中磷酸二氢铝含量、固相含量和高温处理对碳化硅泡沫陶瓷的线收缩率、体积密度、抗折强度、气孔率及微观形貌的影响,揭示了泡沫陶瓷在高温下结构及性能演变机理。结果表明:低温制备的碳化硅泡沫陶瓷线收缩率小于1%,线收缩率随固相含量的增加而减小,体积密度和抗折强度均随磷酸二氢铝和固相含量的增加而增大。低温制备的碳化硅泡沫陶瓷经高温处理后,其线收缩率、体积密度和抗折强度均随温度的升高先减小后增加,而气孔率则随温度的升高先增加后减小,处理温度为1000℃时,碳化硅泡沫陶瓷抗折强度可达(2.06±0.10) MPa。碳化硅泡沫陶瓷低温下由A型和B型的Al(PO3)3将碳化硅微粉粘结起来,随着处理温度的升高,B型Al(PO3)3逐渐向A型转化,随着温度的进一步升高,A型Al(PO3)3逐渐分解成AlPO4相,将碳化硅微粉包裹、粘结起来。...
[硕士论文] 孙文飞
冶金物理化学 贵州大学 2017(学位年度)
摘要:碳化硅泡沫陶瓷具有透过性高、比表面积大、隔热性良好、抗热震性优异和高温性能优良等优点,在汽车尾气处理、工业污水处理、催化剂载体、熔融金属过滤和隔热隔音材料等邻域具有广阔的应用前景。
  本文采用有机模板浸渍法,以聚氨酯海绵为模板、磷酸二氢铝为粘结剂、SiC微粉为骨料,在800℃和950℃下制备出碳化硅泡沫陶瓷,并对不同粘结剂低温制备的泡沫陶瓷进行高温处理。采用TG-DSC、XRD、SEM、万能试验机和水力学天平等分析手段,研究了浆料中磷酸二氢铝含量、固相含量、粘结剂种类和处理温度对碳化硅泡沫陶瓷的线收缩率、体积密度、抗折强度、开气孔率及微观形貌的影响,揭示了磷酸二氢铝的热解特性及碳化硅泡沫陶瓷的烧成机理。
  结果表明:800℃低温制备出的SiC泡沫陶瓷线收缩率小于1%,体积密度小于0.5g/cm3。磷酸二氢铝含量为40%、固相含量为60%时,抗折强度达(1.24±0.01)MPa;950℃低温制备的SiC泡沫陶瓷线收缩率大于1%,体积密度小于0.6g/cm3,开气孔率介于75%~91%之间。随着磷酸二氢铝含量的增加,泡沫陶瓷微观组织有微裂纹出现并逐渐增多,在磷酸二氢铝含量为30%、SiC含量为60%时,泡沫陶瓷通孔结构良好。磷酸二氢铝含量为40%、固相含量为60%时,抗折强度达(2.22±0.26)MPa,碳化硅微粉由偏磷酸盐包裹、粘结起来。
  磷酸盐粘结剂(磷酸二氢铝)低温制备的SiC泡沫陶瓷经高温处理后,开气孔率随处理温度的增加先增加后减小。处理温度在1000℃时,抗折强度达到峰值,处理温度在1400℃时,抗折强度则最小,碳化硅微粉由Al(PO3)3和AlPO4相包裹、粘结起来。复合粘结剂(磷酸二氢铝+高岭土)低温制备的SiC泡沫陶瓷经高温处理后,碳化硅微粉主要由AlPO4和莫来石相包裹、粘结起来。开气孔率随处理温度的增加而减小,抗折强度随处理温度的增加先增加后减小,处理温度在1400℃时,抗折强度为最大,达(1.43±0.12)MPa。
  磷酸二氢铝在561℃聚合生成六元环状偏磷酸铝 Al2P6O18(B型Al(PO3)3),580℃时六元环状偏磷酸铝开始转变为四元环状偏磷酸铝 Al4(P4O12)3( A型Al(PO3)3),950℃时,大部分B型Al(PO3)3转化成A型Al(PO3)3,同时A型Al(PO3)3开始分解成AlPO4和P2O5气体,1100℃之后,Al(PO3)3加速分解成AlPO4和P2O5气体。
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