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新型含硅杂化树脂及其用于多孔陶瓷材料制备的研究

新型含硅杂化树脂及其用于多孔陶瓷材料制备的研究

随着科技的不断发展,各种新型材料层出不穷,其中含硅杂化树脂就是其中之一。现今,含硅杂化树脂在多孔陶瓷材料制备方面具有广阔的应用前景,因此得到了广泛的研究和开发。本文将从硅杂化树脂的概念、性质、制备方法等方面进行论述。

一、含硅杂化树脂的概念

含硅杂化树脂是指将有机或无机物与硅源进行杂化反应,形成的新型有机-无机杂化聚合物。它具有很高的稳定性和耐热性、低比表面积易于加工、机械强度高等特点,已被广泛用于制备多孔陶瓷材料。

二、含硅杂化树脂的性质

(一)化学性质

含硅杂化树脂具有很好的溶解性,可以被某些溶剂和催化剂所溶解和反应。它的分子中含有氨基、醇基、酯基等官能团,可以进行多种反应。

(二)物理性质

含硅杂化树脂除了具有高的稳定性和耐热性以外,还具有机械强度高、低比表面积易于加工等特点。

(三)应用性质

含硅杂化树脂由于它的物理化学性质的优异,被广泛应用于多孔陶瓷材料制备中。其制备的多孔陶瓷材料具有孔隙尺寸可控、孔道分布均匀、机械性能好、热稳定性好等特点。

三、含硅杂化树脂的制备方法

(一)单一溶液法

单一溶液法是以单一溶液为反应载体,通过控制pH值和加热等条件,使Si-OR键水解生成Si-OH键,进而发生水解缩聚反应生成含硅杂化树脂。单一溶液法具有分子量分布窄、成本低、工艺简单等优点,但是需要控制反应条件,容易产生副反应。

(二)溶胶凝胶法

溶胶凝胶法是通过一定的条件(如温度、PH值、溶剂等)下,将硅源、有机源逐步反应形成含硅杂化树脂的方法。该方法具有制备的含硅杂化树脂分子分布均匀、高分子分子量大、形貌多样化等优点,但是制备复杂,成本较高。

(三)交联法

交联法是利用较为活泼的交联剂,通过硬化反应来形成含硅杂化树脂的方法。交联法具有材料可控性好、成本低、适用性强等优点,但是需要添加交联剂。

四、含硅杂化树脂在多孔陶瓷材料制备中的应用

含硅杂化树脂被广泛应用于制备多孔陶瓷材料,制备方法既多样又实用。其中,交联法制备多孔陶瓷材料是近年来的研究热点之一。采用含硅杂化树脂与氧化铝粉体混合,加入交联剂,制备成固体材料,并进行烧结和脱除有机物处理,得到具有高孔隙度和高比表面积的多孔陶瓷材料。这种材料具有较好的化学稳定性、机械性能和吸附性能,应用领域广泛。

总结:含硅杂化树脂是新型有机-无机杂化聚合物,具有一系列的优异化学和物理性质。在多孔陶瓷材料制备方面有广泛的应用前景,其中交联法制备多孔陶瓷材料是其中的热点,其制备方法既多样又实用,有望得到进一步的推广和应用。

多孔碳化硅陶瓷及复合材料的制备与性能共3篇

多孔碳化硅陶瓷及复合材料的制备与 性能共3篇 多孔碳化硅陶瓷及复合材料的制备与性能1 多孔碳化硅陶瓷及复合材料的制备与性能 随着科学技术的发展和人们对环境保护的重视,传统陶瓷材料的应用范围已经不能满足人们的需求。多孔碳化硅材料凭借其高度的化学稳定性、热稳定性和机械强度等优良性能,在高级材料领域应用广泛。本文将介绍多孔碳化硅陶瓷的制备方法以及其在新材料领域的应用。 一、多孔碳化硅陶瓷的制备方法 多孔碳化硅陶瓷的制备方法包括两种:一种是传统的陶瓷制备方法,一种是新型的多级微波制备方法。 1. 传统制备方法 传统的多孔碳化硅陶瓷制备方法包括高温烧结和化学气相沉积两种。高温烧结法是将混合了碳化硅粉末和其他添加剂或者硅的混合粉末,在高温下进行烧结得到多孔碳化硅材料。化学气相沉积法是将氯化硅等硅源及碳源放入炉中进行化学反应,最终得到多孔碳化硅材料。 2. 多级微波制备方法

多级微波制备法是指通过微波辐射、干燥和碳化构成,形成多孔碳化硅陶瓷材料。首先将硅源和碳源均匀混合,然后使用微波辐射干燥,在多个微波腔中进行碳化反应,最终得到多孔碳化硅陶瓷材料。 二、多孔碳化硅陶瓷的性能分析 1. 化学稳定性 多孔碳化硅材料具有很好的化学稳定性,能够抵御酸、碱等强化学腐蚀,不会被氧化、退化,可长期使用于高温、高压等恶劣环境下。 2. 热稳定性 多孔碳化硅材料热稳定性较高,耐热温度高达1500℃以上,不易熔化或瓦解,能够在高温下保持稳定结构和性能。 3. 机械强度 多孔碳化硅材料具有很高的机械强度,能够承受很大的压力和载荷,保持长期的强度稳定性。 三、多孔碳化硅陶瓷复合材料的应用 多孔碳化硅陶瓷复合材料是指将多孔碳化硅材料与其他材料

多孔陶瓷

多孔陶瓷材料 一.概述 多孔陶瓷是一类经高温烧结,内部具有大量彼此连通孔或闭孔的新型陶瓷材料。随着制备方法的逐渐成熟和控制孔隙方法的不断改进,多孔陶瓷独特的性质越来越受到人们的重视,并已经在不同领域得到应用:冶金方面作为过滤器可除去液态金属中的杂质;石化应用方面,因其优良的化学稳定性可作为催化剂载体;汽车行业用来吸收发动机排放的有害气体;医学领域,可作为骨移植材料等。多孔陶瓷还可以作为吸音材料、隔热材料、敏感元件等。对于多孔陶瓷的研究,国内外学者已经进行了大量的工作,包括多孔陶瓷材料的概念研究、制备、基本性能与表征、应用领域等各个方面。 二.制备原理 多孔陶瓷是一种新型陶瓷材料,也称之为气孔功能陶瓷,它是一种利用物理表面的新型材料。多孔材料具有如下特点:巨大的气孔率,气孔表面积;可调节的气孔形状,孔径及其分布;气孔在三维空间的分布,连接可调;具有一般陶瓷基体性能的同时,具有与其巨大的比表面积相匹配的优良热,电,磁,光,化学等功能。目前新兴多孔陶瓷,如多孔陶瓷载体,多孔吸声材料,多孔过滤渗透材料,多孔陶瓷敏感元件,生物医学多孔材料,多孔性光学材料,蓄热储能多孔性陶瓷材料,蜂窝式红外多孔陶瓷板等,不断涌现,使其应用范围更为广泛。 1.多孔材料的种类 多孔陶瓷的种类很多,按所用的骨料可分为刚玉质材料,碳化硅质材料,铝酸硅盐材料,石英质材料,玻璃质材料及其他。按孔径分为粗孔制品(0.1mm 以上),介孔材料(50nm~20um),微孔材料(50nm以下)。 2.多孔陶瓷的制备 陶瓷中的孔包括封闭气孔(与外部不相连通的气孔)和开口气孔(与外部相连通的气孔)。多孔陶瓷中孔的形成方法包括添加成孔剂工艺,有机泡沫浸渍工艺,发泡工艺,溶胶—凝胶工艺,利用纤维制得多孔结构,腐蚀法产生微孔,中孔,利用分子键构成气孔等,以上不同方法的组合还能赋予多孔陶瓷材料其他性能,尤其是骨架性能。 3.多孔陶瓷的配方设计 (1)骨料:为多孔陶瓷的重要原料,在整个配方中占70%~80%的比重,在胚体中起到骨架的作用,一般选择强度高,弹性模量大的材料。 (2)粘合剂:一般选用瓷釉,粘土,水玻璃,高岭土,磷酸铝,石蜡,PVC,CMC等,其重要作用是使骨架粘合在一起,以便于成形。 (3)成孔剂:加入可燃尽的物质,如木屑,稻壳,煤粒,塑料粉等,在燃烧过程中因发生化学反应或燃烧而除去,从而在胚体中留下气孔。 4.多孔陶瓷的成形方法 主要包括磨压,挤压,轧制,等静压,注射,粉浆浇注等。 5.烧制 使用不同的制备方法和制备工艺,就会有不同的烧成制度,具体根据材料的性能而定。 二.多孔陶瓷材料的制备设备及原料 整个制备过程采用添加成孔剂,采用模压的方法制备毛胚,然后再进行烧结的方法。

浅谈多孔陶瓷

浅谈多孔陶瓷 08 化本黄振蕾080900029 摘要:随着控制材料的细孔结构水平的不断提高以及各种新材质高性能多孔陶瓷材料的不断出现,多孔陶瓷的应用领域与应用范围也在不断扩大,目前其应用已遍及环保、节能、化工、石油、冶炼、食品、制药、生物医学等多个科学领域,引起了全球材料学 关键词:多孔陶瓷制备应用发展 0. 引言 多孔陶瓷是一种经高温烧成、内部具有大量彼此相通, 并与材料表面也相贯通的孔道结构的陶瓷材料。多孔陶瓷的种类很多, 可以分为三类: 粒状陶瓷烧结体、泡沫陶瓷和蜂窝陶瓷[ 1]。多孔陶瓷由于均匀分布的微孔和孔洞、孔隙率较高、体积密度小, 还具有发达的 比表面, 陶瓷材料特有的耐高温、耐腐蚀、高的化学和尺寸稳定性, 使多孔材料可以在气体液体过滤、净化分离、化工催化载体、吸声减震、保温材料、生物殖入材料, 特种墙体材料 和传感器材料等方面得到广泛的应用[ 2]。因此, 多孔陶瓷材料及其制备技术受到广泛关注。 1 多孔陶瓷材料的制备方法 1. 1 挤压成型法 挤压是一种塑性变形工艺, 可分为热挤压和冷挤压。一般是在压力机上完成, 使工件产生塑性变形, 达到所需形状的一种工艺方法。其过程是将制备好的泥条通过一种预先设计好的具有蜂窝网格结构的模具挤出成形, 经过烧结后就可以得到典型的多孔陶瓷。目前, 我国已研制出并生产使用蜂窝陶瓷挤出成型模具达到了400孔/ 2. 54 cm X 2. 54 cm 的规格。 美国与日本已研制出了600孔/ 2. 54 cm X 2. 54 cm、900孔/ 2.54 cm X 2. 54 cm 的高孔密度、超薄壁型蜂窝陶瓷。我国亦开始了600 孔/ 2. 54 cm X2. 54 cm 挤出成型模具的研究, 并取得了初步成功[ 3]。例如, 现在用于汽车尾气净化的蜂窝状陶瓷, 它是将制备好的泥条通过一种预先设计好的具有蜂窝网格结构的模具挤出成型, 经过烧结后得到典型 的多孔陶瓷。其工艺流程为:原料合成+水+有机添加剂T混合练混T挤出成型T干燥T 烧成T制品。这种工艺的优点在于,可根据实际需要对孔形状和大小进行精确设计;缺点 是不能成型复杂孔道结构和孔尺寸较小的材料, 同时对挤出物料的塑性有较高要求[ 4]。 1. 2 颗粒堆积成孔工艺法颗粒堆积工艺是在骨料中加入相同组分的微细颗粒,利用微细颗粒易于烧结的特点,在高温下液化,从而使骨料连接起来。骨料粒径越大,形成的多孔陶瓷平均孔径就越大,并呈线性关系。骨料颗粒尺寸越均匀,产生的气孔分布也越均匀,孔径分布也越小。另外,添加剂的含量和种类,以及烧成温度对微孔体的分布和孔径大小也有直接关系。如 Yang 等[ 5] 用Yb2O3作为助剂制备了多孔氮化硅陶瓷,通过加入Yb2O3后,使氮化硅微孔陶瓷孔的分布更加均匀,经烧结后使孔隙率达到很好的要求。另外,孔隙率可通过调整颗粒级配对孔结构进行控制,制品的孔隙率一般为20%~ 30% 。若在原料中加入碳粉、木屑、淀粉、塑料等成孔剂,高温下使其挥发可将整体孔隙率提高至75% 左右[ 6]。主要优点在于工艺简单,制备强度高;不足之处在于气孔率低。

多孔陶瓷的原材料

多孔陶瓷的原材料 多孔陶瓷是一种具有独特性质和广泛应用的材料,它的制备过程涉及多种原材料。下面将介绍一些常用的多孔陶瓷原材料以及它们的特点和用途。 1. 粘土类原材料 粘土是制备多孔陶瓷的主要原材料之一。它具有良好的塑性和可塑性,可以通过造型、压制、挤压等方式成型。常见的粘土有陶瓷粘土、腐殖土等。粘土在高温下可以发生烧结,形成致密的陶瓷结构,同时也可以通过控制烧结温度和时间来实现多孔结构的形成。 2. 氧化铝类原材料 氧化铝是一种重要的多孔陶瓷原材料,具有优异的耐高温性能和化学稳定性。它可以通过高温烧结制备成具有高度孔隙率和均匀孔径分布的多孔陶瓷材料。氧化铝多孔陶瓷广泛应用于过滤、吸附、电池隔膜等领域。 3. 硅酸盐类原材料 硅酸盐是一类主要由硅酸根离子和金属阳离子组成的化合物,包括石英、长石、云母等。硅酸盐具有良好的耐热性和耐腐蚀性,是制备多孔陶瓷的重要原材料之一。硅酸盐多孔陶瓷具有较高的孔隙率和较大的比表面积,广泛应用于过滤、吸附、催化等领域。 4. 碳材料

碳材料是一种常用的多孔陶瓷原材料,包括活性炭、炭纤维等。碳材料具有良好的吸附性能和导电性能,可以通过炭化、烧结等方式制备成多孔陶瓷。碳材料多孔陶瓷广泛应用于电池、催化剂载体等领域。 5. 金属类原材料 金属类原材料如铝、镁等也可以用于制备多孔陶瓷。这种多孔陶瓷通常具有较高的强度和良好的导热性能,广泛应用于过滤、隔热等领域。 以上是一些常见的多孔陶瓷原材料,它们各具特点,在多孔陶瓷的制备过程中发挥着不可替代的作用。通过合理选择和组合这些原材料,可以制备出具有不同孔隙度、孔径分布和力学性能的多孔陶瓷,满足不同领域的需求。同时,随着科技的进步和材料工程的发展,新型多孔陶瓷原材料的不断涌现也为多孔陶瓷的应用拓宽了新的领域。

发泡成型制备多孔陶瓷保温材料的研究--实验设计及报告

发泡成型制备多孔陶瓷保温材料的研究 一、研究背景: 多孔陶瓷具有化学稳定性好,轻质,耐热性好,比表面积大,良好的抗热冲击性质等特性。多孔陶瓷中气孔的引入,降低了陶瓷材料的热导率,使多孔陶瓷成为一种理想的耐热与隔热材料。传统的窑炉、高温电炉其内衬多为多孔陶瓷。为增加其隔热性能还可将内部气体抽真空。目前世界上最好的隔热材料正是这种多孔陶瓷材料。高级的多孔陶瓷隔热材料还可用于航天飞机的外壳隔热。除此以外,由于其多孔性还可以作为换热材料用,且换热充分。多孔陶瓷应用为隔热材料和换热材料等,对于节能有重大的意义。不仅可以解决传统上热回收的难题,还可以防止热污染,有利于绿色窑炉的实现。 随着陶瓷行业对陶瓷材料性能和制品形状等要求的日益提高,传统的成型方法,如注浆成型、干压成型、热铸成型、注射成型等已不能满足其要求。这是因为传统的成型技术或多或少存在一些问题,如热压铸成型或注射成型所需时间长,坯体强度低,成品率低;等静压成型所需设备昂贵,成本高,无法普及;因此在很大程度上限制了陶瓷行业的发展和应用前景。发泡注凝成型技术是将注凝成型工艺与发泡工艺相结合的一种技术,它有效地利用活性高分子在陶瓷浆料中发生的聚合反应将聚合三维网状结构引入到陶瓷坯体中,通过烧结出去有机物来实现高气孔率多孔保温陶瓷的合成。该工艺突出的特点是它将发泡独立出来进行,利用表面活性剂进行发泡,并可对泡沫性质进行合理的调节,通过高速搅拌使发泡剂充分发泡,在与浆料体系混合后加入有机高分子交联剂,在引发剂和催化剂的作用下,浆料中的活性大分子交联聚合形成三维网状结构,从而使料浆原位固化成型,最后通过干燥烧结形成所需的制品。该技术的出现可以在一定程度上克服传统成型工艺的不足。本实验即通过采用发泡注凝成型技术来制备多孔陶瓷保温材料。

多孔陶瓷材料的应用及发展方向

多孔陶瓷材料的应用及发展方向 摘要 :介绍新型材料多孔陶瓷的特性和在诸多领域的应用,以及未来多孔陶瓷的发展方 向。 关键词 :多孔陶瓷;应用;发展方向 引言 在全球经济发展的浪潮中,环境与资源是人类遇到的两大难题,人们对节省资源、保 护环境的要求越来越高。多孔陶瓷正是适应了这种形势发展需求的新材料,它能够提高效 率、节约能源,尤其在环境保护方面发挥着越来越大的作用。多孔陶瓷在各行各业的应用 已经越来越普遍地体现出了这两大方面的意义。可以预计,多孔陶瓷将成为非常有活力、 有发展前途的新的经济增长点。 多孔陶瓷是一种经高温烧成、内部具有大量彼此相通并与材料表面也相贯通的孔道结 构的陶瓷材料。多孔陶瓷的种类很多,目前研制及生产的所有陶瓷材料几乎均可以通过适 当的工艺制成多孔体。 多孔陶瓷材料一般具有以下特性:化学稳定性好,通过材质的选择和工艺的控制,可 制成使用于各种腐蚀环境的多孔陶瓷;具有良好的机械强度和刚度,在气压、液压或其他 应力载荷下,多孔陶瓷的孔道形状和尺寸不会发生变化;耐热性好,用耐高温陶瓷制成的 多孔陶瓷可过滤熔融钢水和高温气体;具有高度开口、内连的气孔;几何表面积与体积比 高;孔道分布较均匀,气孔尺寸可控,在0.05~600µm范围内可以制出所选定孔道尺寸的多 孔陶瓷制品。 多孔陶瓷的应用 1

、金属铸造 多孔陶瓷在铸造业中的一个非常重要应用就是用作熔融金属过滤器。陶瓷过滤器净化 金属液的机理除了机械和反应过滤外,更重要的是对金属液起“整流”作用,这种作用使 得金属液渣包被破坏,同时延长渣上浮时间,从而达到净化金属液的作用。自从 60 年代中 期多孔陶瓷过滤器首次用于处理铝合金以来,陶瓷材料的发展及浇铸操作技术的提高已使 它们的应用扩大到包括熔模精密铸造、钢铸造工业及工业铸件等方面,即提高它们的机械 性能,降低铸件废品率,提高铸件工艺出品率,延长金属切削加工刀具寿命等。多孔陶瓷 过滤器在钢的连铸中的应用使钢水的洁净度和产量得到提高,不仅降低了非金属夹杂物含 量,而且有效地减少了水口堵塞。近年来,工业发达国家所有的铸件几乎全部采用多孔陶 瓷型内过滤浇铸工艺,并把此项工艺作为生产优质铸件的关键技术。 多孔陶瓷在铸造业中的另一个重要应用就是用于制备金属基—网状陶瓷复合材料,这 种材料系用铸造方法在预制多孔陶瓷中浇入金属而成。由于这类材料比普通铸件具有较大的阻尼系数,它将为机械工程解决振动问题提供了一条新的途径。 2 、石油化工 对于具有连通气孔的多孔陶瓷,当通过流体时,骨架对流体具有很好的接触、搅拌效 果以及阻挡大颗粒的作用。这些特性使得多孔陶瓷在化工生产中具有重要应用,如除臭装 置等用的催化剂载体、气体吸收塔、蒸馏塔的填料以及流化床中的过滤器等。利用多孔陶 瓷向液体中吹入反应气体,用吹氧方法培养微生物等。利用多孔陶瓷制成的酸性溶液电解 用隔膜,可以防止电极间生成的物质与电解液相混合,提高电解效率。 3 、核电工业

多孔陶瓷材料的研究现状及应用

多孔陶瓷材料的研究现状及应用 摘要:简单的论述了多孔陶瓷的特性、空隙生成以及制备方法与工艺等。对多孔陶瓷的应用进行举例说明,展望多孔陶瓷的未来发展。 关键词:特性孔隙形成性能制备 1.简介 多孔陶瓷具有低密度、高渗透率、抗腐蚀、良好的隔热性能、耐高温和使用寿命长等优点,是一种新型功能材料。 多孔陶瓷又称为气孔功能陶瓷,是指具有一定尺寸和数量的孔隙结构的新型陶瓷材料。在材料成形与高温烧结过程中,内部形成大量彼此相通或闭合的气孔。多孔陶瓷具有均匀分布的微孔或孔洞,孔隙率较高、体积密度小、比表面较大和独特的物理表面特性,对液体和气体介质有选择的透过性、能量吸收或阻尼特性,作为陶瓷材料特有的耐高温、耐腐蚀、高的化学稳定性和尺寸稳定性。因此多孔陶瓷这一绿色材料可以在气体液体过滤、净化分离、化工催化载体、吸声减震、高级保温材料、生物植入材料、特种墙体材料和传感器材料等多方面得到广泛的应用[1]。孔隙率作为多孔陶瓷材料的主要技术指标,其对材料性能有较大的影响。一般来讲,高孔隙率的多孔陶瓷材料具有更好的隔热性能和过滤性能,因而其应用更加广泛。 2.多孔陶瓷的特性以及孔隙形成 由于孔隙是影响多孔陶瓷性能及其应用的主要因素,因此在目前多孔陶瓷制备方法比较成熟的基础上,更加注重通过特殊方法控制孔隙的大小、形态,以提高材料性能。并相应地建立孔形成、长大模型,对孔隙形成的机理进行理论分析。 2.1结构特征与性能 2.1.1孔结构特征 多孔陶瓷最大的结构特征就是多孔性。因制造工艺不同多孔陶瓷的孔结构主要有三种类型。即直通气孔,这类气孔直线贯通,相互之间没有连通或连通较少,如蜂窝陶瓷等用模具挤制形成的气孔;闭气孔,这类气孔互不相通,相互孤立,如发泡法形成而没有破裂贯通的气孔,过分焙烧,产生液相过多,将气孔封闭也形成闭气孔;开气孔,颗粒烧结法、添加造孔剂法、有机泡沫浸渍法及溶胶-凝

杂化材料的制备与性能研究

杂化材料的制备与性能研究 近年来,随着材料科学的发展,杂化材料逐渐成为新型材料研 究的热点。杂化材料不仅具有传统材料的基础性质,还有着独特 的性质和功能,具有广泛的应用前景。本文将主要介绍杂化材料 的制备与性能研究。 一、杂化材料的制备方法 杂化材料的制备方法多种多样,主要分为自组装、溶胶-凝胶法、化学沉淀法、共沉淀法等多种。 1.自组装法 自组装法是利用分子之间的相互作用力,通过自组装方式制备 杂化材料的一种方法。常见的有自组装膜法、自组装立方体法等。例如,以硅酸四乙酯(TEOS)为前驱体,与含有有机分子的水混 合后,在一定条件下自组装生成SiO2有机杂化材料,初始形态可 通过前驱体和容器的选择进行调控。 2.溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法主要是在某种有机物或水溶液中加入一定的金属盐,形成溶胶后进行热处理,得到杂化材料。通常采用的有硅溶胶、 钛溶胶等。以硅溶胶为例,通过加入有机物,可以制备出SiO2有 机杂化材料,而添加钴盐,则可制备出SiO2-Co2+有机杂化材料。 3.化学沉淀法 化学沉淀法是指通过添加化学沉淀剂,使金属离子在溶液中发 生沉淀,形成杂化材料。常见的有碳酸钙沉淀法、羟基磷灰石沉 淀法等。例如,通过Na2CO3作为化学沉淀剂,可以制备出 CaCO3有机杂化材料。 4.共沉淀法 共沉淀法是指将含有金属离子的两种以上溶液混合,加入沉淀剂,形成杂化材料。例如,将CuSO4和NiSO4溶解在水中,再加 入NH3,形成Cu-Ni氧化物有机杂化材料。 二、杂化材料的性能研究

杂化材料具有独特的性质和功能。其复合材料的性能不仅来源于单一材料的性能,更来源于单一材料之间的相互作用,因此,对于一种杂化材料,需要对其进行多方位的性能研究。 1.结构性能 杂化材料中不同物质的微观结构和宏观形态的变化对于杂化材料的性质具有重要的影响。通过TEM、SEM、XRD等技术手段可以获得杂化材料的微观结构,通过热重分析、力学测试等手段可以获得杂化材料的宏观性质。 2.热学性能 杂化材料的热学性能是指其随温度变化而表现出来的性质,主要包括热膨胀系数、热容量、热导率等。特别是对于高温下的杂化材料,其热学性能的研究更是重要。 3.光学性能

高性能新型陶瓷材料的制备与研究

高性能新型陶瓷材料的制备与研究 摘要:高性能陶瓷材料的使用温度一般为1400~1500℃,超高温的材料能够 达到1800℃以上,主要包含过渡金属的硼化物、碳化物以及石墨、氮化硼等。高 温陶瓷材料主要的优势是熔点较高,具备超高温耐腐蚀性及超高温稳定性,在国防、航天以及容器保护中应用广泛。目前加强了对Si—B—C—N超高温陶瓷材料 的研究,主要应用于超高温涂层材料,制备工艺主要是有机前驱体法,但是因为 对超高温稳定机理的理解还需要进一步的加深和研究,其操作严格、成本较高。 因此,加强对新的制备工艺技术的研究,深入探讨超高温稳定化机理将成为未来 研究的重要方向和内容。基于此,对高性能新型陶瓷材料的制备与研究进行研究,以供参考。 关键词:高性能新型陶瓷材料;制备工艺 引言 从1962年R.L.Coble首先研究并成功生产了高性能的氧化铝复合陶瓷开始,就为复合陶瓷技术开拓了崭新的应用领域。该类材料不但具备较高的性能,而且 耐腐蚀,可在高温高压下正常工作,还拥有其他金属材料所无可比拟的特性,如 硬度较高、介电性能优异、低电导率、高温导性好等,从而逐步在照明科技、光学、特种仪表制作、无线电子科技和高温科技等领域得到越来越深入的运用。 1高性能陶瓷材料应用前景 陶瓷材料是新材料中的重要分支,在能源、机械、冶金、汽车以及石油化工 等各个行业发挥着重要作用,成为工业技术发展中不可或缺的关键材料。随着社 会经济市场的快速发展和国民经济水平的不断提升,工业企业的技术水平也在不 断发展和提升,各个行业都迫切的需要大量的高性能陶瓷材料,因此市场前景较 为广阔。陶瓷材料一般情况下分为结构陶瓷、功能陶瓷,有的还分为陶瓷涂层以 及陶瓷复合材料等。目前使用较为广泛的主要是以结构陶瓷和功能陶瓷为主,其 中结构陶瓷的优势是耐磨性较强、强度较高,在热机部件、耐磨部件等领域中具

自蔓延高温合成氮化硅多孔陶瓷的研究进展

自蔓延高温合成氮化硅多孔陶瓷的研究进展 张叶;曾宇平 【期刊名称】《无机材料学报》 【年(卷),期】2022(37)8 【摘要】多孔氮化硅陶瓷兼具有高气孔率和陶瓷的优异性能,在吸声减震、过滤等领域具有非常广泛的应用。然而,目前常规的制备方法如气压/常压烧结、反应烧结-重烧结以及碳热还原烧结存在烧结时间长、能耗高、设备要求高等不足,导致多孔Si_(3)N_(4)陶瓷的制备成本居高不下。因此,探索新的快速、低成本的制备方法具有重要意义。近年来,采用自蔓延高温合成法直接制备多孔氮化硅陶瓷展现出巨大潜力,其可以利用Si粉氮化的剧烈放热同时完成多孔氮化硅陶瓷的烧结。本文综述了自蔓延反应的引发以及所制备多孔氮化硅陶瓷的微观形貌、力学性能和可靠性。通过组分设计和工艺优化,可以制备得到氮化完全、晶粒发育良好、力学性能与可靠性优异的多孔氮化硅陶瓷。此外还综述了自蔓延合成多孔Si_(3)N_(4)陶瓷晶界相性质与高温力学性能之间的关系,最后展望了自蔓延高温合成多孔Si_(3)N_(4)陶瓷的发展方向。 【总页数】12页(P853-864) 【作者】张叶;曾宇平 【作者单位】中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室;中国科学院大学材料科学与光电工程中心 【正文语种】中文

【中图分类】TQ174 【相关文献】 1.自蔓延高温合成法合成金属陶瓷功能梯度材料研究进展 2.自蔓延高温合成 Al2O3-TiO—TiO2复相多孔陶瓷3.自蔓延高温合成Al2O3-TiB2多孔陶瓷4.自蔓延高温合成陶瓷内衬复合管的研究进展5.自蔓延高温合成多孔陶瓷(Al_2O_3-TiB_2)的研究 因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买

多孔材料的认识与应用

多孔材料的认识与应用 【摘要】多孔材料由于其孔结构所具有的性能,在工业和社会生产中具有显著作用。本文综合介绍了多孔材料的分类以及应用,目的在于促进该材料性能结构的进一步改善,并获得更好的应用前景。 【关键词】: 多孔材料;多孔金属材料;多孔陶瓷材料;泡沫塑料;应用;介绍引言 多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料,孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。典型的孔结构有:一种是由大量多边形孔在平面上聚集形成的二维结构;由于其形状类似于蜂房的六边形结构而被称为“蜂窝”材料;更为普遍的是由大量多面体形状的孔洞在空间聚集形成的三维结构,通常称之为“泡沫”材料。如果构成孔洞的固体只存在于孔洞的边界(即孔洞之间是相通的),则称为开孔;如果孔洞表面也是实心的,即每个孔洞与周围孔洞完全隔开,则称为闭孔;而有些孔洞则是半开孔半闭孔的。多孔材料按孔径尺寸分类的方法源国际纯化学及应用化学组织,为推动多孔材料的研究,推荐了上述专门术语。按照孔径大小的不同,多孔材料又可以分为微孔(孔径小2纳米)材料、介孔(孔径2-50纳米)材料和大孔(孔径大于50纳米)材料。 1 应用前景 在众多的多孔材料中, 制备角度, 无序孔多孔材料的制备较易, 成本较低, 易于大量推广和使用。例如泡沫金属。常见的方法有五种:(1)粉末冶金法,它又可分为松散烧结和反应烧结两种;(2)渗流法;(3)喷射沉积法;(4)熔体发泡法;(5)共晶定向凝固法。图 2 所示为渗流法, 将一定粒径的可溶性盐粒装填在模具中压实, 并随模具一起放入炉内加热, 同时在电阻式坩埚炉内配制所需的合金, 待合金熔化完毕, 出炉浇入模具中, 通过在金属液表面施加一定的压力使其渗透到粒子之间的缝隙之中;当金属液凝固后便可得到金属合金与粒子的复合体, 用水将复合体中的盐粒溶去, 即可制得具有三维连通泡孔的泡沫合金。但是这种方法生产的材料性能不均匀, 质量很难控制。 可控孔多孔材料的制备过程相对复杂, 且技术条件要求较高。从前面分析的特性来看, 可控孔多孔材料拥有许多无序孔多孔材料所不具备的特性, 随着新技术的发展, 可控孔多孔材料的制备方法将越来越成熟, 这类方法必将成为今后多孔材料科学的发展趋势。 2 多孔金属材料 多孔金属由金属骨架及孔隙所组成,具有金属材料的可焊性等基本的金属属性。相对于致密金属材料,多孔金属的显著特征是其内部具有大量的孔隙。而大量的内部孔隙又使多孔金属材料具有诸多优异的特性,如比重小、比表面大、能量吸收性好、导热率低(闭孔体)、换热散热能力高(通孔体)、吸声性好(通孔体)、渗透性优(通孔体)、电磁波吸收性好(通孔体)、阻焰、耐热耐火、抗热震、气敏(一些多孔金属对某些气体十分敏感)、能再生、加工性好,等等。多孔有机高分子材料强度低且不耐高温,多孔陶瓷则质脆且不抗热震,因此,多孔金属材料被广泛应用于航空航天、原子能、电化学、石油化工、冶金、机械、医药、环保、建筑等行业的分离、过滤、布气、催化、电化学过程、消音、吸震、屏蔽、热交换等工艺过程中,制作过滤器、催化剂及催化剂载体、多孔电极、能量吸收器、消音器、减震缓冲器、电磁屏蔽器件、电磁兼容器件、换热器和阻燃器,等等。另外,还可制作多种的复合材料和填充材料。多孔金属既可作为许多场合的功能材

SiC多孔陶瓷的研究与制备

SiC 多孔陶瓷的研究与制备 摘要:SiC 多孔陶瓷是一种具有重要应用前景的新型材料。其独特的性能和广泛的应用范围使得其备受关注。本文以SiC 多孔陶瓷的研究和制备为主题,介绍了该材料的构成原理、研究现状和制备方法。首先,介 绍了SiC 多孔陶瓷的基本概念和特性,包括其优异的耐磨、高温、化学稳定性和较低的热膨胀系数等特性。然后,接着介绍了SiC 多孔陶瓷的研究现状和应用领域。最后,详细介绍了SiC 多孔陶瓷的制备方法,包括膜法、模板法、泡沫法、喷雾干燥法等,同时分析了各种制备方法的优缺点。 关键词:SiC 多孔陶瓷;研究现状;制备方法 一、SiC 多孔陶瓷的基本概念和特性 SiC 多孔陶瓷是一种由SiC (碳化硅)制成的多孔性材料。它具有以下特点: 1.良好的耐磨性:SiC 多孔陶瓷具有优异的耐磨性,主要是因为SiC 具有良好的硬度和耐腐蚀性。此外,它还能够抵抗化学腐蚀和高温氧化。 2.高温性能:SiC 多孔陶瓷具有卓越的高温性能,能够在1000℃以 上的高温下保持稳定性能,因此被广泛应用于高温领域。 3.化学稳定性:SiC 多孔陶瓷能够抵抗多种化学介质的侵蚀,并且 不会发生化学反应。 4.较小的热膨胀系数:SiC 多孔陶瓷是一种低热膨胀系数的材料, 因此可以防止由于温度变化引起的结构变形。 综合来看,SiC 多孔陶瓷具有众多优良的性能,因此有着广泛的应用前景。 二、SiC 多孔陶瓷的研究现状 SiC 多孔陶瓷已成为国际上研究的热点之一,目前研究该材料的学者们主要集中在以下几个方面:

1.制备方法:目前,制备SiC 多孔陶瓷的方法比较多,主要有膜法、模板法、泡沫法、喷雾干燥法等。各种制备方法各有优缺点,需要综合 考虑。 2.材料结构与性能:研究该材料结构与性能之间的关系,以深入了解SiC 多孔陶瓷的物理化学特性。 3.应用领域:由于SiC 多孔陶瓷具有优良的性能,因此在各种领域都有着广泛的应用前景。目前研究该材料应用领域的研究主要集中在过滤和催化等方面。 三、SiC 多孔陶瓷的制备方法 1.膜法:这种方法的基本原理是将SiC 粉末制成湿膏,涂在陶瓷或金属片上,然后将其烘干、烧结,然后将陶瓷片从薄膜中切割出来。这种方法可以制备出SiC 多孔陶瓷具有高的净化效率,但制备工艺复杂,成本较高。 2.模板法:这种制备方法是将多孔陶瓷或聚合物泡沫用作模板,将SiC 颗粒浆料注入模板中,然后将其固化并将模板去除,得到SiC 多孔陶瓷。这种方法可以制备出孔径较大的SiC 多孔陶瓷,但孔径分布不均匀。 3.泡沫法:这种制备方法是在多孔聚合物泡沫上涂覆SiC 浆料,然后用热压或热处理方法使其固化,最后用氢氟酸将模板去除,得到SiC 多孔陶瓷。这种方法制备出的SiC 多孔陶瓷具有良好的过滤性能,但制备较为困难。 4.喷雾干燥法:这种制备方法是将SiC 颗粒与模板材料一起喷涂在基板上。这样可以得到孔径均匀的SiC 多孔陶瓷,但该方法制备出的SiC 多孔陶瓷强度较低。 四、总结 SiC 多孔陶瓷作为一种具有广泛应用前景的新型材料,目前已经受到了越来越多的关注。本文简单介绍了SiC 多孔陶瓷的基本概念和特性、研

苯基硅树脂及杂化材料的开发与应用方案(一)

苯基硅树脂及杂化材料的开发与 应用方案 一、实施背景 随着科技的快速发展和产业结构的不断改革,高分子材料在各个领域的应用越来越广泛。苯基硅树脂作为一种高性能的高分子材料,具有优异的耐热性、耐寒性、耐候性、电气绝缘性和防腐蚀性等特点,被广泛应用于电子、电气、建筑、涂料、密封胶等领域。为了更好地满足市场需求,提高产业竞争力,我们需要进一步研究和开发苯基硅树脂及杂化材料。 二、工作原理 苯基硅树脂是指主链由硅原子和苯基构成的高分子化合物,其分子结构中含有大量的Si-O-Si键和苯环。Si-O-Si键的键能高,使得苯基硅树脂具有优异的热稳定性和氧化稳定性。苯环的引入可以提高苯基硅树脂的刚性和耐候性。 杂化材料是指将两种或两种以上的不同材料通过化学或物

理方法进行复合,形成具有新性能的材料。苯基硅树脂杂化材料可以通过引入其他高分子材料、无机材料或纳米材料,进一步改善苯基硅树脂的性能,扩大其应用领域。 三、实施计划步骤 1. 研究苯基硅树脂的合成工艺,优化合成条件,提高产物的纯度和产率。 2. 研究苯基硅树脂的改性方法,通过引入其他高分子材料、无机材料或纳米材料,制备苯基硅树脂杂化材料。 3. 研究苯基硅树脂及杂化材料的性能表征方法,建立性能评价标准。 4. 研究苯基硅树脂及杂化材料的应用领域,开发新的应用场景。 5. 进行苯基硅树脂及杂化材料的工业化生产试验,解决生产过程中的技术难题。 6. 进行市场推广和应用,收集用户反馈意见,不断优化产品性能。 四、适用范围 苯基硅树脂及杂化材料可以广泛应用于电子、电气、建筑、涂料、密封胶等领域。在电子和电气领域,可以用于制备高温绝缘涂料、电子元器件的密封胶、太阳能电池的封装材料等;在建筑领域,可以用于制备防水涂料、密封胶、耐磨地坪等;在涂料领域,可以用于制备高性能的防腐涂料、耐候

以PVB为造孔剂采用硅树脂制备泡沫陶瓷

以PVB为造孔剂采用硅树脂制备泡沫陶瓷 刘洪丽;胡明 【期刊名称】《稀有金属材料与工程》 【年(卷),期】2009(38)A02 【摘要】采用硅树脂为先驱体,利用先驱体转化法与添加造孔剂法相结合制备SiOC泡沫陶瓷。通过对造孔剂聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和硅树脂的热分析制定温度 曲线,研究了裂解温度、造孔剂含量对泡沫陶瓷抗压强度及孔隙率的影响,采用XRD、SEM及EDS对SiOC泡沫陶瓷进行了物相、微观结构和成分分析。结果表明,在1000~1400℃温度范围内,随着温度的升高,泡沫陶瓷的抗压强度先升高后降低,而 孔隙率逐渐降低;造孔剂含量对泡沫陶瓷的性能也有明显的影响,随着造孔剂含量的 增加,试样的抗压强度逐渐减小,而孔隙率逐渐增大。当裂解温度为1250℃,PVB的 含量为50%(质量分数,下同)时,所制得的泡沫陶瓷的抗压强度为52.3MPa,孔隙率 为72%。XRD研究表明,随着温度的逐步升高,硅树脂的裂解产物发生了由非晶态 向晶态的转变。微观结构分析显示,SiOC泡沫陶瓷呈三维网状结构,微孔分布较均匀。 【总页数】4页(P369-372) 【关键词】泡沫陶瓷;硅树脂;先驱体转化法;造孔剂;PVB 【作者】刘洪丽;胡明 【作者单位】佳木斯大学 【正文语种】中文

【中图分类】TQ174.758.11 【相关文献】 1.采用布纤维做造孔剂制备微蜂窝陶瓷 [J], 伍协;陈振华;冯延林;刘小磐;李秀莉 2.采用布纤维做造孔剂制备微蜂窝陶瓷 [J], 伍协;陈振华;冯延林;刘小磐;李秀莉 3.采用溶胶浸渍造孔剂法制备性能优良的多孔氧化铝陶瓷 [J], 王少阳; 罗旭东 4.木炭作为造孔剂制备石英质多孔陶瓷 [J], 陈丽芳;张建新;巩明玄;陈林;张佳 5.造孔剂法制备泡沫钛的研究现状与进展 [J], 刘永宁;王智祥;刘锦平;刘金明;肖健因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买

新型树脂的制备及其应用研究

新型树脂的制备及其应用研究 随着科技的发展和人们对环境保护意识的提高,新型树脂材料的研究和应用逐 渐受到关注。本文将介绍新型树脂的制备及其应用研究。 一、新型树脂的制备 1.1 高压下的聚合法 高压聚合法是一种将单体在高温和高压下聚合成大分子的方法。常用的单体包 括丙烯酸酯、二氧化碳等,该方法制备的树脂具有高分子量和高分子量分布系数,具有优良的力学和热稳定性能。 1.2 模板剥离法 模板剥离法是一种通过在模板表面上沉积聚合单体并随后聚合形成高分子膜的 方法。该方法可以制备出具有多级孔道结构和可控孔径的树脂,具有较高的表面积和较好的分离性能。 1.3 溶液共聚法 溶液共聚法是一种在溶液中共聚两种或更多的单体,从而得到具有新的物理或 化学性质的树脂的方法。此方法制备过程条件温和,可以得到具有结晶化和阻隔性能的树脂。 二、新型树脂的应用 2.1 高分子材料加工 新型树脂在高分子材料加工中有广泛应用,例如注塑、挤出、吹塑等。新型树 脂具有较好的成型性能和机械性能,可制成各种形状的产品,如塑料瓶、塑料桶等。 2.2 色谱分离材料

新型树脂在色谱分离中具有良好的分离性能。例如,水凝胶树脂可用于离子交换色谱、分子筛树脂可用于分子筛色谱、疏水性树脂可用于反相色谱等。此外,新型树脂还可以用于生物分离,如蛋白质纯化、基因分离等。 2.3 高效吸附材料 新型树脂的孔道结构和表面性质可调性,使其具有良好的吸附性能。例如,具有空心球状结构的树脂可用于吸附有机物质,具有高表面积的树脂可用于金属离子吸附。此外,新型树脂还可以用于空气污染治理、水处理等领域。 2.4 功能材料 新型树脂可用于制备具有特定功能的材料,如光学材料、电子材料、生物材料等。例如,制备具有多孔结构和偏振性能的聚烯烃膜可用于红外光学器件制备;制备具有特殊表面性质的聚乙烯醇树脂可用于印刷电路板制备;制备具有特定生物相容性的树脂可用于制备人工关节等。 三、结语 新型树脂的制备和应用为人类社会的发展提供了广阔的空间,同时也为环境保护和可持续发展提供了更多的选择。在今后的研究中,应加强新型树脂材料的研发和应用,为推动科技进步和经济发展作出更大的贡献。

多孔陶瓷的制备及性能分析

第一章综述 1.1 多孔陶瓷的概述 多孔陶瓷是一种经高温烧成、体内具有大量彼此相通或闭合气孔结构的陶瓷材料,是具有低密度、高渗透率、抗腐蚀、耐高温及良好隔热性能等优点的新型功能材料。 多孔陶瓷的种类繁多,几乎目前研制生产的所有陶瓷材料均可通过适当的工艺制成陶瓷多孔体。根据成孔方法和孔隙结构的不同,多孔陶瓷可分为三类:粒状陶瓷烧结体、泡沫陶瓷和蜂窝陶瓷。根据所选材质不同,可分为刚玉质、石英质、堇青石质、莫来石质、碳化硅质、硅藻土质、氧化锆质及氧化硅质等。 多孔陶瓷材料一般具有以下特性:化学稳定性好,可制成使用于各种腐蚀环境的多孔陶瓷;具有良好的机械强度和刚度,在气压、液压或其他应力载荷下,多孔陶瓷的孔道形状和尺寸不会发生变化;耐热性好,用耐高温陶瓷制成的多孔陶瓷可过滤熔融钢水和高温气体;具有高度开口、内连的气孔;几何表面积与体积比高;孔道分布较均匀,气孔尺寸可控,在0.05~600µm范围内可以制出所选定孔道尺寸的多孔陶瓷制品。 多孔陶瓷的优良性能,使其已被广泛应用于冶金、化工、环保、能源、生物等领域。如利用多孔陶瓷比表面积高的特性,可制成各种多孔电极、催化剂载体、热交换器、气体传感器等;利用多孔陶瓷吸收能量的性能,可制成各种吸音材料、减震材料等;利用多孔陶瓷的低密度、低热传导性,可制成各种保温材料、轻质结构材料等;利用多孔陶瓷

的均匀透过性,可制成各种过滤器、分离装置、流体分布元件、混合元件、渗出元件、节流元件等。因此,多孔材料引起了材料科学工作者的极大兴趣并在世界范围内掀起了研究热潮。 1.2 多孔陶瓷的制备方法 多孔陶瓷是由美国于1978年首先研制成功的。他们利用氧化铝、高岭土等陶瓷材料制成多孔陶瓷用于铝合金铸造中的过滤,可以显著提高铸件质量,降低废品率,并在1980年4月美国铸造年会上发表了他们的研究成果。此后,英、俄、德、日等国竞相开展了对多孔陶瓷的研究,已研制出多种材质、适合不同用途的多孔陶瓷,技术装备和生产工艺日益先进,产品已系列化和标准化,形成为一个新兴产业。我国从20世纪80年代初开始研制多孔陶瓷。 多孔陶瓷首要特征是其多孔特性,制备的关键和难点是形成多孔结构。根据使用目的和对材料性能的要求不同,近年逐渐开发出许多不同的制备技术。其中应用比较成功,研究比较活跃的有:添加造孔剂工艺,颗粒堆积成型工艺,发泡工艺,有机泡沫浸渍工艺,溶胶凝胶工艺等传统制备工艺及孔梯度制备方法、离子交换法等新制备工艺。 1.2.1挤压成型工艺 本工艺的特点是靠设计好的多孔金属模具来成孔。将制备好的泥浆通过一种具有蜂窝网格结构的模具基础成型,经过烧结就可以得到最典型的多孔陶瓷即现用于汽车尾气净化的蜂窝状陶瓷。此外,也可以 在多孔金属模具中利用泥浆浇注工艺获得多孔陶瓷。该类工艺的特点在于可以根据需要对孔形状和孔大小进行精确设计,对于蜂窝陶瓷最

多孔材料(综述)

多孔陶瓷材料的制备及其应用 丁正平

摘要:多孔材料由于其孔结构所具有的性能,在工业和社会生产中作用显著,本文第一章简述了多孔材料的分类、与传统材料的差别、制备的一般方法、评价体系以及应用。多孔材料主要分为两大类多孔陶瓷和多孔金属材料。多孔陶瓷由于既具有陶瓷的一般性质又具有独特的多孔结构,因而既具有一般陶瓷的性质,比如:耐热性能、稳定的化学性能、一定的强度;同时具有孔结构的渗透性能、吸声性能等等,因而在很多方面具有应用。本文综述了多孔陶瓷的几种制备方法、性能表征、以及几个方面的应用。 关键词:多孔陶瓷制备应用

目录 1.多孔材料 (1) 1.1多孔材料的概念 (1) 1.2多孔材料的分类 (1) 1.3多孔材料的性能特点 (2) 1.4一般多孔材料的制备方法 (3) 1.5成品的评价系统 (3) 1.6多孔材料的应用 (3) 2.多孔陶瓷 (4) 2.1概述 (4) 2.2性能特点 (4) 2.3多孔陶瓷制备方法 (4) 2.4性能及表征 (10) 2.5 多孔陶瓷的应用 (14) 2.6 前景与展望 (16) 参考文献 (18)

1多孔材料 1.1 多孔材料的概念 多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料,孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。这些支柱或者平板通常被称为固定相,起到支撑整个材料的作用,材料的力学性能主要取决于固定相的性能,孔洞中填充的物质称之为流动相,根据填充物物理状态的不同,又可以细分为气相和液相,气相的较为常见,整个多孔材料就是由固定向和流动相组成。典型的孔结构有:一种是由大量多边形孔在平面上聚集形成的二维结构;由于其形状类似于蜂房的六边形结构而被称为“蜂窝”材料;更为普遍的是由大量多面体形状的孔洞在空间聚集形成的三维结构, 通常称之为“泡沫”材料。根据功能材料的要求,多孔材料的具备以下两个要素:一是材料中必须包含大量的空隙;二是材料必须被用来满足某种或者某些设计要求已达到所期待的某种性能指标,多孔材料中的空隙相识设计者和使用者所希望得到的功能相,为材料的性能提供优化作用[1]。 多孔材料在自然界中很常见,而且具有一些优良的力学性能,被人们广泛利用。最为常见的就是木材,木材中间有很多细小的空洞,在多年前的古埃及金字塔中就已经使用了这些基本的多孔材料,古罗马时代还被用于酒瓶的瓶塞。而人类的骨骼,也可以称得上是多孔材料,具有低密度和高的机械强度的特点。传统的多孔材料,孔隙直径相对而言很大,达到了毫米级别,而现代制备的多孔材料,不仅包含了大孔径的,还有孔径达到了几十纳米的,获得了在性能上与传统材料有差别的新型多孔材料。现代的多孔材料中,其中最简单的是由大量相似的棱形孔洞组成的蜂窝状材料,可用作轻质构件。更常见的是高分子泡沫材料,其用途广泛,可用于减少器件碰撞的减缓泡沫。 1.2 多孔材料的分类

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