2011届毕业设计（论文）
毕业设计报告（论文）
题 所 属 班 学 生 姓学 指 导 教(2011届)
目： 泡 沫 陶 瓷 的 发 展 现 状 及 趋 势 系： 级： 名： 号： 师：
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摘 要
泡沫陶瓷是一种特殊工艺制作的孔隙率高达70%-90%，并具有三维立体网络骨架结构和贯通气孔的新型多孔陶瓷材料。它具有化学性能稳定、强度高、耐高温、抗热震性好、比表面积大等诸多优点。
本文介绍了泡沫陶瓷传统和新型的制备工艺。传统的制备工艺有发泡工艺、添加造孔剂工艺、溶胶-凝胶工艺和有机泡沫浸渍工艺四种；新型的制备工艺有凝胶注模工艺和自蔓延高温合成工艺两种。总结了制备工艺的优缺点，通过比较得出有机泡沫浸渍法，该工艺技术操作方便，制造成本低，是一种经济实用及具有广阔发展前景的泡沫陶瓷制造工艺。其应用方面有：用作导电泡沫陶瓷器、用作泡沫陶瓷过滤煤气、用作地下汽车通道声环境、环境污染治理中的应用、用作新型声屏障材料和用作固定化酵母细胞啤酒连续主发酵工艺等。最后指出：泡沫陶瓷今后应进一步开发诸如基于泡沫陶瓷的结构效应、离子交换效应、催化效应、纳米尺寸效应，以及综合效应来开发其相关的应用，拓宽泡沫陶瓷材料的应用领域。
关键词：泡沫陶瓷 工艺 制备方法应用 发展趋势
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目 录
第一章 绪论 ............................................................ 4
1.1泡沫陶瓷的性能 ..................................................... 4 1.2泡沫陶瓷的分类 ..................................................... 5 1.3泡沫陶瓷的特点 ..................................................... 5 第二章 泡沫陶瓷的研究现状及趋势 ........................................ 6
2.1泡沫陶瓷的研究现状 ................................................. 6
2.1.1泡沫陶瓷的国内研究现状 ....................................... 6 2.1.2泡沫陶瓷的国外研究现状 ....................................... 6 2.2泡沫陶瓷的发展趋势 ................................................. 7 第三章 泡沫陶瓷的制备工艺 .............................................. 8
3.1泡沫陶瓷的传统制备工艺 ............................................. 8
3.1.1发泡工艺 ..................................................... 8 3.1.2添加造孔剂工艺 ............................................... 8 3.1.3溶胶-凝胶工艺 ................................................ 9 3.1.4有机泡沫浸渍工艺 ............................................ 10 3.2 泡沫陶瓷的新型制备工艺 ........................................... 12
3.2.1凝胶注模工艺 ................................................ 12 3.2.2自蔓延高温合成工艺 .......................................... 13
第四章 泡沫陶瓷的发展应用 ............................................. 14
4.1用作导电泡沫陶瓷器 ................................................ 14 4.2用作泡沫陶瓷过滤煤气 .............................................. 14 4.3用作地下汽车通道声环境 ............................................ 15 4.4环境污染治理中的应用 .............................................. 16 4.5用作新型声屏障材料 ................................................ 17 4.6用作固定化酵母细胞啤酒连续主发酵工艺 .............................. 17 第五章 总结及展望 ..................................................... 19
5.1总结 .............................................................. 19 5.2展望 .............................................................. 19
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致 谢 ............................................................... 21 参考文献 ............................................................... 22
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第一章 绪论
泡沫陶瓷的发展始于20世纪70年代，它是一种气孔率高达70-90%，体积密度只
有0.3-0.6g/cm3，具有三维立体网络骨架和相互贯通气孔结构的多孔陶瓷制品。它分布均匀且存在相互贯通的微孔，因而具有密度小、气孔率较高、比表面积大、低热传导率、耐高温、耐腐蚀等优点，可广泛应用隔热隔音材料、工业污水处理、汽车尾气处理、电工电子领域、医用材料领域以及生物化学领域。通过学习国内外泡沫陶瓷的生产工艺，对泡沫陶瓷材料、原理、工艺、应用进行归纳总结，具有重大的意义。
本课题重点论述了近年来国内外泡沫陶瓷的研究现状、工艺现状以及泡沫陶瓷的应用，并对泡沫陶瓷的前景进行了展望。
1.1泡沫陶瓷的性能
（1）气孔率
泡沫陶瓷的气孔率为70-90%，对多孔陶瓷来说，这是最高的。蜂窝陶瓷的气孔率约为60%，陶瓷颗粒烧结体的气孔率约为30-50%。 （2）抗弯强度
泡沫陶瓷的强度主要依赖于陶瓷材质和网络骨架的粗细。骨架的粗细可以用泡沫陶瓷的体积密度来表示。若使骨架变粗可以提高体积密度，增加制品的机械强度，单提高得过多，气孔空隙会被料浆堵塞，压力损失变大。对于蜂窝陶瓷来说，在格子平行的方向、垂直方向和斜度方向强度相差很大，而泡沫陶瓷是一种三维方向一致的结构体，其强度没有方向性的变化。 （3）热震稳定性和网眼孔径
当泡沫陶瓷作为熔融金属的过滤材料时，由于其使用于温度骤变的场合，必须具有良好的抗热震定性。另外，由于金属熔体的粘度、密度及流动性不同，应选择不同大小的滤板网眼孔径。泡沫陶瓷的网眼孔径一般可控制在0.2-3mm范围内，通常分为粗、中细孔三个等级[1]。
而且，泡沫陶瓷材料微孔的表面化学特性和微孔的尺寸特性对泡沫陶瓷的性能有着重大的影响。而决定微孔的表面化学特性的因素有陶瓷的组成、状态和微孔的表面处理等方面。如：吸附性能是由微孔表面物质的化学组成、结晶构造、非晶质的有无来决定的。微孔的尺寸特性中，微孔直径、分布、形式、比表面积等对其过滤、分离性能有很大的影响[2]。
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