论文部分内容阅读
多孔陶瓷可作为陶瓷膜的支撑体，它为陶瓷膜的应用提供机械性能的保证。一般情况下多孔陶瓷的强度随气孔率的增大而降低，因此强度和气孔率之间关系调节仍然是亟待解决的问题。
本研究将常用于制备多孔陶瓷的添加造孔剂工艺与溶胶-凝胶工艺结合，以期能对Al2O3多孑乙陶瓷的强度与气孔率得到良好的调节作用。研究了以碳粉和乙基纤维素作为复合造孔剂、不同形式的烧结助剂MgO和增强剂ZrO2对Al2O3多孔陶瓷支撑体性能的影响。
结果表明：当造孔剂碳粉添加量为15wt％时，Al2O3多孔陶瓷的气孔率仅为30.09％，而抗折强度较高，为34.70MPa；当添加15wt％碳粉添和10wt％乙基纤维素的复合造孔剂时，Al2O3多孔陶瓷气孔率为42.77％，抗折强度为15.97MPa，低温造孔剂乙基纤维素和高温造孔剂碳粉复合添加具有很强的造孔能力。
添加0.2wt％MgO干凝胶和0.8wt％MgO微米粉体同时作为烧结助剂所制备Al2O3多孔陶瓷，其气孔率高达52.04％，抗折强度12.14MPa；基体中部分颗粒粘结有熔融迹象。
在以上实验的基础上，又分别以ZrO2微米粉体、ZrO2纳米粉体、ZrO2干凝胶为增强剂制备了Al2O3多孔陶瓷时，添加ZrO2微米粉体的Al2O3多孔陶瓷抗折强度明显增加，添加10wt％ZrO2微米粉体的Al2O3多孔陶瓷性能最优：气孔率为51.27％，抗折强度为13.66 MPa。添加ZrO2干凝胶试样气孔率始终最高，当添加量为15wt％时，气孔率为57.98％；与添加ZrO2微米粉体相比，添加ZrO2纳米粉体的Al2O3多孔陶瓷的抗折强度则是呈现一直下降的趋势。当增强剂以5wt％ZrO2干凝胶和10wt％ZrO2微米粉体复合形式加入时，气孔率为53.06％，抗折强度为18.26MPa。烧结助剂MgO和增强剂ZrO2以干凝胶的形式加入，除了具有原有的功能外，还起到了造孔剂的作用，使Al2O3多孔陶瓷的气孔率和强度之间得到较好的调节。