碳化硅网眼多孔陶瓷制备研究+文献综述(6)
12）有机泡沫浸渍工艺[11]
碳化硅网眼陶瓷最常用的制备工艺是有机泡沫浸渍工艺，就是将具有一定流变性的浆料涂覆在具有三文开孔结构的有机泡沫体上。干燥后脱胶，然后烧结得到具有网状结构的多孔陶瓷。其工艺流程如图1.2所示。有机泡沫浸渍工艺是Schwartzwalder[12]在1963年发明的，其独特之处在于它凭借了有机泡沫体所具有的开孔三文网状骨架的特殊结构，将制备好的浆料均匀地涂覆在有机泡沫网状体上，干燥后烧掉有机泡沫体而获得一种网眼多孔陶瓷。该工艺的成孔原理如图1.3所示。
图1.2 有机泡沫浸渍法工艺流程
图1.3 有机泡沫浸渍工艺成孔原理示意图
1.5 选题背景及其意义
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。
本论文对有机泡沫浸渍工艺来制备网眼碳化硅陶瓷进行了系统的研究。碳化硅由于强共价键特性，使其难于烧结，因本研究需要制备高气孔率的碳化硅制品，所以在保证一定气孔率情况下使其完全烧结，并达到一定的强度，这是一个重要内容。首先进行碳化硅浆料的研究，重点研究浸渍用的浆料的粘度、Zeta电位、pH值和固体添加量的关系，得出浆料的最优配比；然后通过挂浆和烧结工艺，获得碳化硅多孔陶瓷，并开展其性能研究，以求获得高性能的碳化硅网眼多孔陶瓷。在对多网眼碳化硅陶瓷进行机械性能测试和结构观察。
2 实验
2.1 实验仪器以及实验药品
2.1.1 实验药品
本实验主要是以碳化硅、氧化铝等一些添加剂为原料制备所需陶瓷，原料及其主要用途由表2-1所列。
表2-1 实验药品
药品名 主要用途 其他
碳化硅粉料 主要原料 工业纯
氧化铝 烧结助剂 工业纯
高岭土、膨润土 流变剂 工业纯
羧甲基纤文素（CMC） 稳定剂 化学试剂，浓度2%
聚丙烯酰胺（PAM） 分散剂 化学试剂，浓度2%
聚乙烯醇（PVA） 低温粘结剂 化学试剂，浓度6%
硅溶胶 高温粘结剂 化学纯
消泡剂 消除泡沫 化学试剂
2.1.2 实验仪器
（1）电子天平
为了保证本原料配比的精确性，本实验采用万分之一天平精确称量所需原料。精密电子天平如图2.1所示。
图2.1 精密电子天平
（2）DF-1015 集热式磁力加热搅拌器
在本实验中，需要制备一些难溶的溶液，如PVA、PVC等。如果用常温水溶解，不仅浪费时间而且可能溶解不掉，故本实验使用如图2.2所示的DF-1015 集热式磁力加热搅拌器来进行加热和搅拌。
图2.2 DF-1015集热式磁力加热搅拌器
（3）实验室pH计
采用梅特勒一托利多仪器（上海）有限公司生产的，如图2.3所示的FE20型实验室pH计，对所制备的浆料进行pH的测定。
图2.3 FE20 实验室pH计
（4）DZF-6050 真空干燥箱
使用上海一恒科学仪器有限公司生产的真空干燥箱对网眼碳化硅生坯进行干燥，除去生坯中的水分（将水分控制在1.0%以下），利于烧结工艺的进行。