泡沫陶瓷
泡沫陶瓷材料的發(fā)展始于20世紀(jì)70年代,是一種具有高溫特性的多孔材料.其孔徑從納米級到微米級不等,氣孔率在20%～95%之間,使用溫度為常溫～1600℃泡沫陶瓷一般可以分為兩類,即開孔(網(wǎng)狀)陶瓷材料以及閉孔陶瓷材料,這取決于各個孔穴是否具有固體壁面.如果形成泡沫體的固體僅僅包含于孔棱中,則稱之為開孔陶瓷材料,其孔隙是相互連通的,如果存在固體壁面,則泡沫體稱為閉孔陶瓷材料,其中的孔穴由連續(xù)的陶瓷基體相互分隔.但大部分泡沫陶瓷既存在開孔孔隙又存在少量閉孔孔隙.一般來說孔隙的直徑小于2nm的為微孔材料,孔隙在2～50nm之間的為介孔材料,孔隙在50nm以上的為宏孔材料.
傳統(tǒng)制備方法：
1.1 發(fā)泡法：采用發(fā)泡反應(yīng)的方法,可以制備形狀復(fù)雜的泡沫陶瓷制品,以滿足一些特殊場合的應(yīng)用,在陶瓷粉料中加入適當(dāng)?shù)奶沾衫w維,可改善這一工藝,有效增加坯體在燒結(jié)過程中的強度,避免粉化和塌陷.
1.2 溶膠凝膠法：溶膠凝膠法主要用來制備孔徑在納米級的微孔陶瓷材料,該方法經(jīng)改進(jìn)后也可以制備高規(guī)整度泡沫陶瓷材料.運用溶膠凝膠技術(shù)制備泡沫材料,在溶膠向凝膠的轉(zhuǎn)化過程中,體系的粘度迅速增加,從而穩(wěn)定了前期產(chǎn)生的氣泡,有利于發(fā)泡.
1.3 添加造孔劑法：通過在陶瓷配料中添加造孔劑,利用造孔劑在坯體中占據(jù)一定的空間,然后經(jīng)過燒結(jié),造孔劑離開基體而形成氣孔來制備泡沫陶瓷.造孔劑顆粒的形狀和大小決定了泡沫陶瓷材料氣孔的形狀和大小.其成型方法主要有模壓,擠壓,等靜壓,軋制,注射和粉漿澆注等.利用這種方法可以制得形狀復(fù)雜,氣孔結(jié)構(gòu)各異的材料,但氣孔分布的均勻性較差.
1.4 有機(jī)前驅(qū)體浸漬法：目前泡沫陶瓷最理想的制備方法是有機(jī)前驅(qū)體浸漬法,其工藝流程如圖所示.用此種成型方法制備的泡沫陶瓷已在多個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,取得了較為明顯的效果.進(jìn)一步控制漿料性能,適當(dāng)優(yōu)化無機(jī)粘結(jié)劑體系,并嚴(yán)格控制漿料浸漬等工藝過程,可以提高泡沫陶瓷制品的性能.陶瓷粉料溶劑,添加劑－>,漿料制備有機(jī)泡沫體選擇―>,預(yù)處理 ==>,浸漬處理－>,除去多余漿料－>,干燥－>,排除有機(jī)泡沫－>,燒成但是有機(jī)前驅(qū)體浸漬法工藝存在一個明顯的缺陷,即制品的孔隙結(jié)構(gòu),尤其是孔徑取決于所選有機(jī)泡沫體的孔隙結(jié)構(gòu)和孔徑大小.而目前所選用的有機(jī)泡沫體的網(wǎng)眼尺寸是有限的,制約了所得泡沫陶瓷材料的孔徑和結(jié)構(gòu).朱新文等采用三維網(wǎng)狀有機(jī)泡沫為載體,先用浸漬工藝制備出高孔隙率且?guī)缀鯖]有堵孔的網(wǎng)眼坯子,經(jīng)排塑,預(yù)燒處理獲得具有一定強度的預(yù)制體.預(yù)制體的孔棱呈疏松多孔結(jié)構(gòu),很好地解決了這個問題.
