SHS法制備AlON泡沫陶瓷的工藝優(yōu)化及性能表征.pdf

1、本文采用自蔓延高溫合成工藝制備了AlON泡沫陶瓷，反應(yīng)體系為Al-Al2O3-Al(NO3)3·9H2O-N2，利用Al(NO3)3·9H2O受熱分解產(chǎn)生氣體在反應(yīng)體系內(nèi)部造孔，獲得孔隙率75％AlON多孔陶瓷。計算了Al-Al2O3-Al(NO3)3·9H2O-N2反應(yīng)體系的反應(yīng)熱力學(xué)，研究了各種工藝條件對AlON多孔陶瓷產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)的影響。
　　反應(yīng)熱力學(xué)計算表明體系反應(yīng)開始后Al(NO3)3·9H2O受熱分解產(chǎn)生的N2、O2和

2、H2O，其中O2在膨脹擴(kuò)散過程中優(yōu)先與Al發(fā)生反應(yīng)，即使在高壓氮?dú)猸h(huán)境中這種優(yōu)勢依然明顯。
　　研究了反應(yīng)體系中各組分含量對產(chǎn)物形態(tài)和微觀形貌的影響。結(jié)果表明改變反應(yīng)體系各組分比例對產(chǎn)物的微觀形態(tài)有明顯的影響。結(jié)合熱力學(xué)計算表明對產(chǎn)物孔壁顯微形貌產(chǎn)生影響的根本原因是體系反應(yīng)過程中的絕熱溫度，絕熱溫度決定了反應(yīng)過程中產(chǎn)生的液相量，進(jìn)一步影響產(chǎn)物形態(tài)，使孔壁表面和內(nèi)部的顯微形貌呈現(xiàn)有規(guī)律的改變，表現(xiàn)為片層狀晶體在反應(yīng)體系內(nèi)生成、長大并

3、再消失。片層狀晶體向孔壁外側(cè)生長會在孔壁表面形成凹坑，在孔壁內(nèi)部生長會起到一定的造孔作用，因此片層狀晶體的存在影響產(chǎn)物的比表面積與孔隙率。
　　研究了成型方式對產(chǎn)物形態(tài)的影響。等靜壓成型產(chǎn)物表現(xiàn)出高液相量的產(chǎn)物特點(diǎn)，產(chǎn)物內(nèi)部孔隙之間發(fā)生融合，孔壁表面生長出納米線。通過比較認(rèn)為松裝試樣更有利于形成多孔產(chǎn)物，能夠制備網(wǎng)狀多孔AlON陶瓷。
　　比較了50MPa和100MPa兩種點(diǎn)火壓力對產(chǎn)物的影響。結(jié)果表明在高氮?dú)鈮毫ο曼c(diǎn)火能夠