發泡成型法是將氣體或者可以通過后續處理產生氣體的物質加入陶瓷坯體或前驅體,然后再經過燒結得到多孔碳化硅陶瓷。與其他制備方法不同,發泡法是一種有效的制備閉孔陶瓷的工藝。化學法是指多孔碳化硅陶瓷中的孔狀結構是由無機鹽或添加的有機物質分解或發生反應之后,在原位置留下空位。常見的化學法制備多孔碳化硅陶瓷的方法有添加造孔劑法、有機泡沫浸漬法及生物模板法等。綜合國內外的發展現狀,每種制備技術都有各自的優勢與不足。現代工業科技的飛速發展,對新材料、新技術不斷提出更高的要求。杭州陶飛侖在多孔陶瓷骨架制備方面已經完成了充分的技術積累。湖北使用碳化硅預制件結構設計
碳化硅由于化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、耐磨性能好,除作磨料用外,還有很多其他用途,例如:以特殊工藝把碳化硅粉末涂布于水輪機葉輪或汽缸體的內壁,可提高其耐磨性而延長使用壽命1~2倍;用以制成的高級耐火材料,耐熱震、體積小、重量輕而強度高,節能效果好。低品級碳化硅(含SiC約85%)是極好的脫氧劑,用它可加快煉鋼速度,并便于控制化學成分,提高鋼的質量。此外,碳化硅還大量用于制作電熱元件硅碳棒等產品。浙江質量碳化硅預制件聯系人杭州陶飛侖新材料有限公司生產的多孔陶瓷骨架有效避免鋁碳化硅鑄件內部裂紋、斷裂、變形等缺陷的產生。
添加造孔劑法制備多孔碳化硅陶瓷通過將造孔劑加入碳化硅粉末或前驅體中,再通過后續的工藝將造孔劑除去,這樣原本造孔劑所占據的位置便形成孔隙,之后再加熱燒結形成多孔陶瓷。因此,改變造孔劑的種類及添加量可以很方便地控制多孔陶瓷成品的孔率、孔隙形貌和孔徑及分布。造孔劑的種類非常***,包括天然或合成有機高分子、液體、鹽類、陶瓷或其他粉末等。不同的造孔劑去除工藝各不相同,有機高分子造孔劑通常采用加熱分解的方式去除,液體造孔劑則可以通過結晶升華去除,鹽類通過用水浸濾去除,陶瓷粉末則通過適當的溶液浸濾去除。
孔率是指多孔材料中孔隙所占體積與多孔材料總體積的百分比(包括開口孔、半開孔和閉合孔3種)。研究表明,多孔材料的性能主要取決于孔率。孔隙形貌是指多孔陶瓷中孔隙的形態。當孔隙為等軸孔隙時,材料整體性能呈各向同性;但當孔隙為條狀或扁平狀時,如通過碳化后的木材經由滲硅反應燒結制備的多孔SiC陶瓷,其孔隙結構呈一定的方向性。孔隙直徑小于2nm的為微孔材料,孔隙尺寸在2~50nm之間的為介孔材料,尺寸大于20nm的為宏孔材料。受孔徑及分布影響較大的性能包括透過性、滲透速率和過濾性能。在骨料中加入相同組分的微細顆粒及一些添加劑,利用微細顆粒易于燒結的特點,在一定溫度下將大顆粒連起來。
模板法
模板法是將陶瓷漿料或前驅物注入具有多孔結構的模板材料,隨后通過一系列的處理便可得到與模板材料結構相似的多孔陶瓷。模板法可分為2類:一種是使用人工合成材料的有機泡沫浸漬法;另一種是使用自然生物作為模板材料的生物炭模板法。
①有機泡沫浸漬法:該法是用有機泡沫浸漬陶瓷漿料,干燥后在高溫下燒掉有機泡沫載體形成孔隙結構而獲得多孔陶瓷的一種方法。優點:設備少,制造成本低,工藝過程易控制,制品具有開孔三維網狀骨架結構且氣孔相互貫通;缺點:不能制造小孔徑閉氣孔制品,孔隙形狀受有機前驅體制約以及孔筋機械強度不夠高。 由于每一粒骨料在幾個點上與其他顆粒發生連接,因而形成大量三維貫通孔道。湖北使用碳化硅預制件結構設計
碳化硅多孔陶瓷密度、孔隙率、體份、抗彎強度等性能檢測方法多種,檢測精度不同,檢測結果存在一定差異。湖北使用碳化硅預制件結構設計
制備工藝與方法、碳化硅顆粒粒徑、體積分數、配比、表面處理對碳化硅增強鋁基復合材料的熱力學性能有非常重要的影響。SiC顆粒與Al有良好的界面接合強度,復合后的CTE隨SiC含量的變化可在一定范圍內進行調節, 由此決定了產品的競爭力,相繼開發出多種制備方法。用于封裝AlSiC的預制件的SiC顆粒大小多在1 um-80um范圍選擇,要求具有低密度、低CTE、 高彈性模量等特點,其熱導率因純度和制作制作方法的差異在80W ( m·K ) -280W ( m·K )之間變化。湖北使用碳化硅預制件結構設計
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