生物材料中的微觀孔隙結(jié)構(gòu)與人工合成材料中的孔隙結(jié)構(gòu)存在很大差異,由于其獨特的結(jié)構(gòu),以生物體作為模板并制備出與其結(jié)構(gòu)相似的多孔陶瓷材料受到了普遍關(guān)注。生物模板法與有機泡沫浸漬法有異曲同工之妙,有機泡沫浸漬法是用人造海綿為模板,生物模板法是用自然生物為模板。生物模板法制備多孔碳化硅陶瓷具有工藝簡單及成本低廉的優(yōu)點,可以制備具有復(fù)雜形狀的陶瓷,并且能夠很大程度地復(fù)制天然生物材料的結(jié)構(gòu)。但是,生物模板在高溫炭化過程中易開裂,對多孔碳化硅陶瓷的力學(xué)性能有很大影響,并且所制備多孔碳化硅陶瓷的孔結(jié)構(gòu)主要取決于生物模板自身的組織結(jié)構(gòu),可設(shè)計性較差;此外,該方法還存在著SiC轉(zhuǎn)化效率相對較低,SiC反應(yīng)層易脫落,制備周期長等缺點。顆粒增強鋁基復(fù)合材料是利用顆粒自身的強度,其基體起著把顆粒組合在一起的作用,采用多種顆粒直徑搭配。新型碳化硅預(yù)制件設(shè)計
多孔陶瓷是指經(jīng)過特殊成型和高溫?zé)Y(jié)工藝制備的一種具有較多孔洞的無機非金屬材料。具有耐高溫、開口孔隙率高、比表面積大、孔結(jié)構(gòu)可控等特點,因而在吸附、分離、過濾、分散、滲透、換熱隔熱、吸聲、隔音、催化載體、傳感以及生物醫(yī)學(xué)等方面都有著***的應(yīng)用。商業(yè)化的多孔陶瓷以碳化硅、二氧化硅、三氧化二鋁等材質(zhì)為主。
多孔碳化硅陶瓷還具有高溫強度高、抗氧化、耐磨蝕、抗熱震好、比重小、較高的熱導(dǎo)率及微波吸收能力等特點,在過濾材料、催化劑載體、吸聲材料和復(fù)合材料骨架材料方面應(yīng)用***。 浙江碳化硅預(yù)制件廠家現(xiàn)貨杭州陶飛侖新材料有限公司生產(chǎn)的碳化硅陶瓷預(yù)制體開氣孔率超過99.7%以上。
添加造孔劑法:
添加造孔劑法是指在原料中添加造孔劑,利用造孔劑在坯體中占據(jù)一定的空間,然后在升溫或燒結(jié)過程中,使造孔劑燃盡或揮發(fā)而在陶瓷體中留下孔隙來制備多孔陶瓷。其工藝與普通陶瓷工藝相似,關(guān)鍵在于造孔劑種類和用量的選擇,以及在基料中的均勻分布性。
優(yōu)點:采用不同的成型方法可制得形狀復(fù)雜、氣孔結(jié)構(gòu)各異的制品,工藝過程簡單,添加劑少,成本較低;缺點:難以制取高氣孔率制品,氣孔分布均勻性較差,對造孔劑的分散性要求比較高等。
碳化硅陶瓷具有硬度高、化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好等優(yōu)異特性,已成為一種優(yōu)異的結(jié)構(gòu)陶瓷材料,被***用于汽車、航空航天、半導(dǎo)體、光學(xué)、耐火和防護結(jié)構(gòu)等眾多領(lǐng)域。
然而,傳統(tǒng)的碳化硅陶瓷成型方法由于精度低、難以制作形貌復(fù)雜的產(chǎn)品,無法滿足許多領(lǐng)域的應(yīng)用需求。3D 打印則可以顛覆傳統(tǒng)加工工藝,為此提供了新的發(fā)展方向。碳化硅陶瓷 3D 打印技術(shù)主要包括三種類型,分別是基于漿料、粉末以及固塊的 3D 打印技術(shù)。
碳化硅陶瓷預(yù)制體孔道的分布決定金屬和陶瓷兩相的分布均勻性。
多孔碳化硅陶瓷的特殊性能主要得益于其特殊的多孔結(jié)構(gòu),它的多孔結(jié)構(gòu)包含氣孔率、孔徑大小及分布、孔的形狀等。因此需要通過制備方法來調(diào)控其孔隙率、孔徑大小及分布、孔的形狀來得到所需的多孔結(jié)構(gòu)。所以,它的制備方法一直是人們的研究重點。物理法是指多孔碳化硅陶瓷中的空隙是由制備過程中的一系列物理現(xiàn)象導(dǎo)致的,并沒有化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生或新物質(zhì)的生成。其主要機理是依靠固相物質(zhì)的受熱收縮、液相的蒸發(fā)、固相的直接升華而留下的空隙而形成多孔結(jié)構(gòu)。坯體干壓模具設(shè)計主要是考慮碳化硅陶瓷粉體在模具內(nèi)成型充分填充的過程。山西標準碳化硅預(yù)制件檢測技術(shù)
SiC顆粒增強鋁基復(fù)合材料是各向同性、顆粒價格比較低、來源**廣、復(fù)合制備工藝多樣、**易成形和加工的。新型碳化硅預(yù)制件設(shè)計
生物炭模板法:生物材料中的微觀孔隙結(jié)構(gòu)與人工合成材料中的孔隙結(jié)構(gòu)存在很大差異,由于其獨特的結(jié)構(gòu),以生物體作為模板并制備出與其結(jié)構(gòu)相似的多孔陶瓷材料受到了普遍關(guān)注。缺點:在碳模板在制備過程中易產(chǎn)生開裂,對高孔率的多孔SiC陶瓷的力學(xué)性能影響很大,制備工藝成本偏高。
多孔SiC陶瓷的應(yīng)用:過濾材料中的高溫金屬熔體過濾,用于過濾鐵水的多孔SiC陶瓷過濾片,其平均孔徑為3mm,具有超過1700℃的耐火度。除了用于過濾鐵水,多孔SiC陶瓷過濾器也被用于過濾鋁液。
新型碳化硅預(yù)制件設(shè)計
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