高强度泡沫陶瓷制备工艺

泡沫陶瓷的制备工艺及研究进展宋维东/文【摘要】泡沫陶瓷作为一种新型的陶瓷材料，具有气孔率高、耐高温、抗化学腐蚀、热稳定性好等一系列优异的性能，本文介绍了泡沫陶瓷的制备方法，并指出了这些方法的优点和不足，最后列举了泡沫陶瓷在催化剂载体、过滤器、吸声材料、吸声材料、隔热材料、生物材料等方面的应用。

【关键词】泡沫陶瓷；制备工艺；应用泡沫陶瓷是一种无机非金属材料，是以陶瓷原矿、页岩、陶瓷工业废渣、粉煤灰、煤矸石、大理石尾矿、炉渣等等无机材料作为主要原料，掺加一定比例的发泡剂、助溶剂等物质，经混合、制粉、填料工艺，再经高温焙烧而成的高气孔率的陶瓷材料[1]。

泡沫陶瓷具有重量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、再生简单、使用寿命长及良好的过滤吸附性等优点，被广泛应用于隔热隔音材料、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。

1.泡沫陶瓷的性能1.1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%。

1.2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。

但提高得过多，气孔孔隙会被料浆堵塞，压力损失变大。

1.3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稳定性。

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0.3～3mm范围内，通常分为粗、中、细孔三个等级[2]。

按孔隙之间关系分，泡沫陶瓷可分为闭口气孔和开口气孔，这取决于各个孔穴是否具有固体壁面。

如果形成泡沫体的固体仅仅包含于孔棱中，则称之为开孔陶瓷材料，其孔隙是相互连通的；如果存在固体壁面，则泡沫体称为闭孔陶瓷材料，其孔穴由连续的陶瓷基体相互分隔，因此也决定其使用场所不同。

一种发泡陶瓷及其制备方法发泡陶瓷是一种轻质、高强度、耐高温、隔热、隔声、耐腐蚀的新型材料，广泛应用于建筑、航空航天、汽车、化工等领域。

本文将介绍一种发泡陶瓷及其制备方法。

一种发泡陶瓷的制备方法包括以下步骤：1.原料准备：选用高纯度氧化铝粉、硅酸盐粉末、发泡剂和增塑剂等作为原料，按照一定比例进行混合。

2.成型：将混合后的原料放入模具中，进行成型。

常见的成型方法包括挤压成型、注射成型和模压成型等。

3.干燥：将成型后的原料进行干燥处理，去除水分，保证成型体的稳定性。

4.烧结：将干燥后的原料放入窑炉中进行烧结，使其形成致密的陶瓷结构。

5.发泡：在烧结后的陶瓷中加入发泡剂，再次进行高温处理，使其形成孔隙结构，从而实现发泡效果。

6.表面处理：根据需要对发泡陶瓷进行表面处理，例如打磨、涂层等。

这种发泡陶瓷具有以下几个特点：由于其独特的孔隙结构，具有极低的密度，从而具有极轻的重量，非常适合用于要求轻质材料的领域，比如航空航天、汽车领域。

发泡陶瓷具有优异的隔热性能，可以有效隔离高温，因此被广泛用于建筑保温材料和工业设备隔热材料。

它具有优异的吸声性能，能够有效地减少噪音传播，因此在汽车、铁路等交通工具上有着重要的应用价值。

由于其化学稳定性极高，可以耐高温、抗腐蚀，因此在化工领域也有广泛的应用。

制备这种发泡陶瓷的方法相对简单，原料易得，成本相对较低，因此具有较好的经济效益。

这种材料的性能优异，具有广阔的市场前景。

这种发泡陶瓷材料具有众多优异的性能，并且制备方法相对简单，因此在未来将有着广泛的应用前景。

希望能够通过不断的研究和创新，进一步推动这种材料的应用和发展。

高性能陶瓷发泡材料的制备与表征近年来，随着科技的不断进步，人们对于新材料的需求也日益增加。

高性能陶瓷发泡材料作为一种新型材料，在航空航天、能源储存等领域具有广阔的应用前景。

本文将介绍高性能陶瓷发泡材料的制备方法以及其表征方法。

首先，高性能陶瓷发泡材料的制备方法有多种。

其中一种常用的方法是泡沫复制法。

这种方法利用多孔模板的复制效应，在高温下使易燃模板热分解，形成孔隙结构，然后在该孔隙结构中填充陶瓷原料，再进行烧结得到陶瓷发泡材料。

这种方法制备的材料孔隙结构均匀，且可以控制孔隙大小和形状。

另外一种常用的制备方法是聚合物泡沫法。

这种方法是通过聚合物的分子内部或表面发生气体产生剂的化学反应，形成气泡，并在固化过程中保持气泡结构的稳定性。

然后，将泡沫状的聚合物浸渍在陶瓷原料溶液中，使其吸附陶瓷颗粒，再进行热处理，从而得到陶瓷发泡材料。

这种方法制备的材料具有较大的孔隙率和较低的密度，具有良好的绝热性能和机械性能。

制备后的高性能陶瓷发泡材料需要进行各种表征。

其中，孔隙度是一个重要的指标。

孔隙度是指材料中的孔隙的体积占整个材料体积的比例。

通过测量材料的体积和质量，可以计算出孔隙度。

孔隙度的大小会直接影响到材料的密度和机械性能。

此外，还可以利用扫描电镜观察材料的孔隙结构，通过图像分析获得孔隙的尺寸和形状信息。

除了孔隙度，高性能陶瓷发泡材料的热性能也是需要表征的。

热性能包括热导率、热膨胀系数和热稳定性等。

热导率是指材料导热的能力，通过测量材料在不同温度下的导热性能，可以评估材料的热隔离性能。

热膨胀系数是指材料由于温度变化而引起的体积变化，它是评估材料在高温下是否会发生热膨胀裂纹的重要参数。

而热稳定性是指材料在高温下的结构和性能是否会发生显著变化，通过热重分析等方法可以评估材料的热稳定性。

此外，高性能陶瓷发泡材料的力学性能也是需要关注的。

力学性能包括强度、硬度、韧性等指标。

强度是指材料在外力作用下承受破坏时的抗力，硬度是指材料表面抵抗刮擦和压入的能力，韧性是指材料在断裂前能够吸收的能量。

一种发泡陶瓷及其制备方法
发泡陶瓷是一种具有轻质、高强度、耐热、隔热、吸声和抗化学腐蚀等特性的新型材料。

该材料广泛应用于建筑、汽车、环保等领域，成为一种具有巨大发展潜力的新型材料。

本文将介绍一种发泡陶瓷及其制备方法。

发泡陶瓷的制备方法主要包括以下步骤：
1.选择合适的原料
发泡陶瓷的原料一般为硅酸盐类物质，例如硅酸铝、硅酸钙、硅酸镁等。

原料的选择
需要满足耐高温、耐腐蚀、化学稳定等要求，并且需要与发泡剂相容。

2.配制料浆
将选定的原料研磨、筛选后，加入适量的水和少量的黏结剂进行混合，形成稳定的料浆。

3.加入发泡剂
将发泡剂加入料浆中，通过混合、振动等方式，使发泡剂充分分散在料浆中，并与原
料发生反应，产生气体。

4.成型
将发泡后的料浆注入模具中，通过振动或压实等方式进一步压实，形成所需形状的发
泡陶瓷坯体。

5.烘干
将压实后的坯体进行烘干，使其成为干燥坯体。

在烘干过程中，需要控制温度和湿度，以避免干燥过度或不充分。

6.烧结
将干燥坯体放入烧结炉中进行烧结。

烧结过程中需要严格控制温度、时间和气氛等条件，以保证发泡陶瓷的性能和质量。

7.表面处理
根据需要，可以对烧结后的发泡陶瓷进行表面处理，例如研磨、涂层、喷涂等，以改
善其表面质量和功能。

以上就是一种发泡陶瓷及其制备方法的具体步骤。

发泡陶瓷具有许多优异性能，可以应用于建筑隔音、汽车减震、化工防腐等领域，有着广阔的市场前景和应用价值。

泡沫陶瓷的制备1、文献综述1.1泡沫陶瓷的研究现状中国在20世纪80年代初开展泡沫陶瓷研究工作，近20年来，先后有十几家科研机构和厂家报道了泡沫陶瓷制品的研究，并取得了一定的成绩。

1985年，哈尔滨工业大学成功研制出用于铸铁、不锈钢过滤的泡沫陶瓷过滤器，填补了我过的空白。

山东工业陶瓷研究设计院是国内研究、开发泡沫陶瓷较早的单位，目前开发的产品品种、质量以及生产能力居国内前列，并制定了《泡沫陶瓷过滤板》建材行业标准。

泡沫陶瓷是一种孔隙率高达70～90%，具有三维立体网络骨架结构和贯通气孔新型非金属多孔材料。

碳化硅陶瓷具有优良的综合性能和广泛的应用前景，是制备泡沫陶瓷的首选材料之一。

碳化硅材料是共价键极强的化合物，具有良好的高温性能、蠕变性能、耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性、抗热震性，与氧化物陶瓷相比，它有好的热导率和抗热震性。

采用碳化硅制备泡沫陶瓷，可使SiC泡沫陶瓷具有优良的耐高温、耐磨损和抗腐蚀等性能，可应用于航空、电子、医用材料及生物化学等领域。

目前我国用于有色金属熔体即铝铜合金熔体过滤的泡沫陶瓷过滤板，其产品质量可与国外媲美，但是目前还未形成生产规模，尚处于开发阶段。

为了得到性能优异的泡沫陶瓷，制备工艺在不断的改进，最为可行的是有机泡沫浸渍法。

上海硅酸盐研究所用有机泡沫浸渍法来制备SiC泡沫陶瓷，收到了良好的效果。

到了20世纪70年代，一些发达国家在此种材料上的开发和使用上得到了长足的发展。

1963年发明了制造高气孔率多孔陶瓷的有机浸渍法，使多孔陶瓷的制备又迈上了一个新的起点。

从此，欧美国家就积极开展该工艺的研究，并研制出可过滤大多数有色金属和合金铸件的多种材质的泡沫陶瓷过滤器，这些国家已有先进的成型、烧成设备和完善的生产工艺制度，可实现大规模连续化生产。

2、实验2.1实验原料与设备2.1.1化学仪器烧杯、玻璃棒、量筒、电子天平、干燥箱、高温电炉、研钵、水浴坩埚2.1.2试验药品及材料前驱体(如聚氨基甲酸乙酯)、工业氧化铝、高岭土、滑石粉、氢氧化钠以及制备浆料所需材料等。

泡沫陶瓷的制备工艺与研究进展泡沫陶瓷是一种具有多孔结构和轻质高强特性的材料，广泛应用于过滤、吸附、隔热、吸能等领域。

本文将介绍泡沫陶瓷的制备工艺和研究进展。

泡沫陶瓷制备工艺主要包括发泡、成型、干燥和烧结四个步骤。

发泡是指通过在矿化剂中加入气泡剂，在高温下产生气泡，形成泡沫状结构。

常用的气泡剂包括铝粉、阳离子表面活性剂和有机聚合物等。

成型是将泡沫原料浆料浇注到模具中，并进行振实，让浆料中的气泡均匀分布。

干燥是将浆料中的水分蒸发，使泡沫固化。

烧结是将固化的泡沫状结构烧结成陶瓷，在高温下使各颗粒间发生结合，形成坚固的多孔结构。

在泡沫陶瓷的制备中，关键是控制泡沫的孔径大小和分布均匀性。

孔径大小主要受气泡剂和发泡温度的影响，通常在10-1000微米之间。

孔径的分布均匀性影响到泡沫陶瓷的孔隙率和力学性能。

目前研究中常用的方法包括动态发泡、静态发泡和模板法等。

其中，动态发泡是通过液态金属脱气和凝固过程中洗涤剂的作用，实现气泡的均匀分布。

静态发泡是在高温下通过气流的作用，将气泡均匀分布在矿化剂中，形成泡沫状结构。

模板法是在硬质模板孔道中浸渍浆料，并进行干燥和烧结，最后移除模板，形成泡沫状结构。

泡沫陶瓷的研究进展主要集中在材料的改性以及制备技术的改进上。

材料改性包括添加纳米材料、多孔增韧材料和金属材料等，以提高泡沫陶瓷的力学性能和热稳定性。

纳米材料可增强陶瓷的化学稳定性和力学强度，多孔增韧材料可增加材料的韧性和抗冲击性能，金属材料可提高泡沫陶瓷的导热性能。

制备技术的改进主要包括模板法、凝胶注模法和凝胶浸渍法等。

模板法能够精确控制泡沫陶瓷的孔径和孔隙率，凝胶注模法和凝胶浸渍法能够制备更复杂形状和大尺寸的泡沫陶瓷。

总之，泡沫陶瓷是一种具有多孔结构和轻质高强特性的材料，制备工艺和研究进展对其材料性能的提高和应用的拓展起着至关重要的作用。

随着材料改性和制备技术的不断发展，泡沫陶瓷在过滤、吸附、隔热和吸能等领域的应用前景将更加广阔。

泡沫陶瓷的制备工艺与研究进展泡沫陶瓷是一种由陶瓷材料制成的具有多孔结构的材料，具有轻质、高强度、隔热、隔音和耐高温等优良性能，在工程应用和科学研究中得到了广泛关注。

下面将介绍泡沫陶瓷的制备工艺和研究进展。

1.泡沫模板法：该方法首先制备泡沫模板，通常使用氨基泡沫塑料作为模板材料。

然后，将泡沫模板放在内衬钨丝网框架上，浸入陶瓷浆料中，使模板表面涂覆上陶瓷浆料。

接下来，将浸有陶瓷浆料的泡沫模板放入烘箱中进行预热和干燥。

最后，在高温下进行烧结得到泡沫陶瓷。

2.发泡剂法：该方法通过在陶瓷浆料中加入发泡剂，使其产生气泡并发泡。

首先，将发泡剂加入陶瓷浆料中，搅拌均匀。

然后，将陶瓷浆料倒入模具中，静置一段时间，使其发泡。

接下来，将发泡后的陶瓷浆料进行干燥和烧结，最终得到泡沫陶瓷。

3.泡沫釜法：该方法利用金属锋、砖颗粒和其他颗粒的混合物作为泡沫陶瓷的原料，将混合物填充到钢轻型容器中，形成泡沫陶瓷的预制块。

然后，在高温下进行烧结和退火，得到最终的泡沫陶瓷产品。

除了上述制备工艺外，还有一些其他的制备方法被提出和研究。

研究进展方面，目前泡沫陶瓷的研究主要集中在以下几个方面：1.硬质泡沫陶瓷的制备与性能研究：硬质泡沫陶瓷是一种具有高硬度和高抗压强度的陶瓷材料，主要由氧化铝等高硬度陶瓷制备而成。

目前研究主要集中在提高硬质泡沫陶瓷的制备工艺、提高其强度和改善其韧性等方面。

2.多孔性与性能关系研究：3.功能化泡沫陶瓷的研究：泡沫陶瓷具有优良的物理性能，可以通过表面处理或添加特殊的功能材料，如金属粉末、纳米材料等，赋予其特殊的功能，如防辐射、抗菌等。

功能化泡沫陶瓷的研究是一个新的研究热点。

总之，泡沫陶瓷作为一种具有广泛应用前景的新型材料，其制备工艺和研究进展还在不断发展和完善。

随着科学研究的深入和制备技术的不断改进，泡沫陶瓷将在各个领域得到更广泛的应用。

泡沫陶瓷什么是泡沫陶瓷？泡沫陶瓷是一种轻质多孔材料，具有独特的结构和性能。

它由陶瓷颗粒和高温稳定的泡沫剂组成，经过高温和压力处理而形成。

泡沫陶瓷通常呈现出大量的细小孔隙，表面光滑平整，具有低密度、高强度、良好的热隔离性能和优异的抗压性能。

泡沫陶瓷的制备工艺1.材料准备：泡沫陶瓷的主要原料包括陶瓷颗粒和泡沫剂。

常用的陶瓷颗粒有氧化铝、氧化锆、硅酸盐等，而泡沫剂则可以选择聚氨酯、混凝土添加剂等。

2.混合：将陶瓷颗粒和泡沫剂按照一定比例混合均匀，形成均匀的混合物。

3.发泡：将混合物倒入模具中，并通过加热或注入气体的方式使其发生膨胀，形成具有孔隙结构的气泡状。

4.固化：将发泡后的混合物置于高温环境中进行固化，通常需要在高温条件下进行长时间的烧结处理。

泡沫陶瓷的特点和应用泡沫陶瓷具有以下几个显著的特点：1.低密度：泡沫陶瓷的密度通常较低，可以降低整体产品的重量，从而提高材料的运输和安装便利性。

2.高强度：泡沫陶瓷的内部结构由大量的细小孔隙组成，形成了均匀的分布，从而提高了材料的强度和刚性。

3.良好的热隔离性能：泡沫陶瓷的孔隙结构有效地阻挡了热传导，使其具有良好的热隔离性能，可以在高温环境下起到良好的保温和隔热效果。

4.优异的抗压性能：由于其内部结构的特殊性，泡沫陶瓷具有优异的抗压性能，能够承受较大的外部压力而不会破裂。

基于泡沫陶瓷的上述特点和性能，它在一些特定的应用领域中具有广泛的应用前景。

以下是泡沫陶瓷的几个主要应用领域：1. 热隔离材料泡沫陶瓷的良好热隔离性能使其成为理想的热隔离材料。

它可以用于制作高温设备的隔热层，有效地减少热量传输，提高设备的工作效率和节能效果。

2. 过滤材料泡沫陶瓷的孔隙结构可以调控孔径大小，使其成为一种理想的过滤材料。

它可以用于液体过滤、气体过滤以及金属液体过滤等领域，具有良好的过滤效果和长寿命。

3. 结构材料由于泡沫陶瓷具有优异的抗压性能和轻质的特点，它可以用于结构材料的制作。

泡沫陶瓷的制备工艺与研究进展摘要：泡沫陶瓷具有透过性好，比表面积大，密度小，耐高温及耐腐蚀性强等优点。

本文着重对泡沫陶瓷的传统制备工艺和新兴的制备工艺进行了阐述，介绍了泡沫陶瓷的应用领域，并对目前泡沫陶瓷的研究进展和趋势进行了简介。

关键词：泡沫陶瓷制备工艺研究进展ABSTRACT: Ceramic foams have many good properties like good permeability, large surface ratio, low density , high temperature resistance and good corrosion resistance. The article emphatically elaborates traditional preparation procedures and the latest preparation procedures of ceramic foams. It also introduces the application areas of ceramic foams. Finally it makes a brief introduction of current research progress and tendency.KEY WORDS: ceramic foam; preparation procedure; research progress1 引言自1978年美国发明了利用氧化铝、高岭土等陶瓷料浆成功研制出泡沫陶瓷，用于铝合金铸造过滤之后，英、日、德、瑞士等国家竞相开展了研究，生产工艺日益先进，技术装备越来越向机械化、自动化发展，已研制出多种材质，适合于不同用途的泡沫陶瓷过滤器，如氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、硼化物等高温泡沫陶瓷，产品已系列化、标准化，形成了一个新兴产业，我国在20世纪80年代初开展泡沫陶瓷研究工作。

专利名称：一种高强度复合泡沫陶瓷的制备方法专利类型：发明专利
发明人：王桂花
申请号：CN202011101243.6
申请日：20201015
公开号：CN112159250A
公开日：
20210101
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种高强度复合泡沫陶瓷的制备方法，属于陶瓷材料技术领域。

本发明以氮化硅和氧化锆晶须为原料，制备一种高强度复合泡沫陶瓷，氧化锆是一种高硬度的化合物，在泡沫陶瓷中可以起到弥散增强作用，氧化锆晶须和氮化硅的热失配使氧化锆在基体中处于受压状态，晶界处不易形成半共格和共渗结构，使两者可以很好的连接，材料保持了很高的力学强度，且氧化锆晶须的加入增加了对基体的约束，从而降低了可相变能力，可以抑制氧化锆晶须老化现象的发生，从而提高泡沫陶瓷的抗氧化性能，氧化锆晶须还能在复合泡沫陶瓷的表面形成一层致密的氧化锆薄膜，能有效阻隔氧气的进入，从而提高复合泡沫陶瓷的抗氧化性和力学性能。

申请人：王桂花
地址：421500 湖南省衡阳市常宁市宜阳镇王家园北区100号
国籍：CN
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