先进陶瓷材料课程设计
(a)真空烧结 (b)常压烧结
图3-9烧结方式对表面的影响
(a) 真空烧结 (b) 常压烧结
图3-10烧结方式对表面孔结构的影响
(a)真空烧结高倍照片 (b)真空烧结低倍照片
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(c)常压烧结高倍照片 (d) 常压烧结低倍照片
图3-11 烧结方式对石英砂显微结构的影响
第四章 结 论
通过配料、制浆、成形、干燥和烧结工序,以及多孔砖性能测试,可以得到以下结论:
1. 在1100℃烧结温度范围以下,石英砂多孔砖的密度随着烧结温度的升高而升高,气孔率和抗压强度则随烧结温度升高而降低;烧结温度超过一定的范围则发生异常。
2. 真空烧结得到的石英砂多孔砖要比常压烧结的密度和抗压强度都要高,而气孔率则相反。
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3. 通过工艺参数优化,采用石英砂含量为75%,高岭土含量为20%,碳酸钙含量为4.8%,发泡剂含量为0.2%,共100g料,加水量为110ml,混料10h,烧结温度为1050℃,可以制备得到密度为1.267g/cm3,气孔率为51.6%,抗压强度为3.184MPa的多孔砖,且气孔较小,分布较均匀。
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第五部分 课程启发及感悟
实践是验证真理的唯一标准。在进行了一定的理论知识后,我们对多孔材料进行了深入了解。首先,多孔材料的研究范围很广,目前研究得较多的有各种无机气凝胶、有机气凝胶、多孔半导体材料、多孔金属材料等。他们的共同特点是密度小,孔洞率高,比表面积大,对气体有选择性透过作用。
在学习中我们已经知道多孔材料的制备方法有(1) 铸造法;(2) 粉末冶金法;(3) 金属沉积法;(4) 纤维烧结法等。它们的原理大同小异,最后得到的多孔材
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料好坏标准是一样的。它的特性有分散性好无团聚,气孔率小,化学组成相同等。利用低品位石英砂在不同工艺条件下制备的高性能石英砂烧结砖的显微结构,且通过显微结构与烧结温度和烧结方式的关系分析,确立该烧结砖得到最高性价比时的最佳工艺条件。
实验过程可分为(1)原料的制备;(2)配料;(3)球磨;(4)成型与烧结;(5)密度与气孔率的测量与计算。每个过程都非常重要,如配料中,它们要规定对吸水率、抗压强度等的要求,这些要求是设计配料的基本依据。同时我们就烧结温度对石英石烧结砖性能的影响;烧结方式对石英石烧结砖性能的影响深入了解。在烧结温度中得到以下结论在1100℃温度前,石英砂多孔砖的密度随着烧结温度的升高而增加,而气孔率和抗压强度则相反。当烧结温度超过1100℃温度时,石英砂多孔砖的密度随烧结温度的升高而降低,气孔率和抗压强度则随烧结温度的升高而升高。对于真空烧结与常压烧结我们可以知道:(1)真空热压烧结可以使产品无氧化、低孔隙、少杂质、促进烧结,从而提高产品的综合性能。(2)真空烧结的表面要比常压烧结的表面更加致密,真空烧结表面孔结构的排列比常压烧结的紧凑。
结合所学的知识我知道影响烧结的因素有原始粉料的粒度;外加剂的作用;烧结温度和保温时间;盐类的选择及其煅烧条件;气氛的影响;成型压力的影响。以上我们研究了烧结温度与烧结方式的影响。往后的工作可以就其他几个影响因素研究,期待得到更高性价比的石英砂烧结砖。在实验中警记一个原则,那就是单一变量,且实验应多做几次,那样的结果才比较准确,而不是偶然性的。
通过这次实验联系我们所学的这门课程,在课程中我学习到特种陶瓷与普通陶瓷的区别有原材料不同;结构不同;制备工艺不同;性能不同。特种陶瓷包括功能陶瓷和结构陶瓷,功能材料特别广泛,它还包括各种能量和信号转换材料。特种陶瓷有各种特性,如化学组成精准;化学组成精准性好;纯度高;适当小的颗粒尺寸;球状颗粒且尺寸均匀单一;分散性好无团聚等。得到更好的,应用更广泛的特种陶瓷是我们做实验的目标。
实验后的深刻思考很重要,只有思考,实验;思考,实验。经过这样的反复过程才可以得到保证实验结果的准确性,也才可以进一步的提高。
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