叔丁醇基凝胶注模工艺制备轻质、高强莫来石多孔陶瓷

黄勇¹，刘伟渊¹，汪长安¹，周立忠¹

(1.清华大学,材料科学与工程系,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京,100084)

摘要:以叔丁醇为成型溶剂, 莫来石粉为起始原料, 采用凝胶注模成型方法制备出轻质、高强莫来石多孔陶瓷. 莫来石多孔陶瓷中的孔隙形成于干燥过程中叔丁醇的快速挥发, 孔隙分布均匀且相互连通. 随烧结温度升高, 气孔率、开气孔率和比表面积分别由77.8%、76.0%和10.39m~2/g下降到67.6%、65.5%和4.26m~2/g, 而抗压强度则由3.29MPa显著提高到32.36MPa, 材料孔径大小受烧结温度影响较小, 孔径尺寸呈单峰分布, 且几乎所有的气孔都为开口气孔, 透气度与孔径尺寸具有一致的变化关系. 莫来石多孔陶瓷在高气孔率条件下仍然保持高强度的主要原因是材料中均匀的孔隙结构、孔径尺寸小且相对集中、以及因烧结颈的形成在空间上所表现出的一种颗粒搭接骨架结构.

关键词:多孔陶瓷; 莫来石; 凝胶注模; 叔丁醇; porous ceramics; mullite; gelcasting; tert-butyl alcohol(TBA);

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