泡沫陶瓷十篇

泡沫陶瓷篇1

关键词 聚氨酯，聚乙烯亚胺，泡沫陶瓷，活化

1 前 言

在生产泡沫陶瓷的诸多工艺中，有机泡沫浸渍工艺是制备高气孔率(70～90%)多孔陶瓷的一种有效工艺，且此工艺制备的多孔陶瓷具有开孔三维网状骨架结构[1]。这种特殊结构是过滤材料的一个显著优点[2]。因此，有机泡沫浸渍工艺得到了越来越广泛的应用。

目前，该工艺的研究还主要围绕在泡沫陶瓷的浆料配方和烧成制度等方面。其泡沫载体决定着泡沫陶瓷的形态，泡沫载体质量的好坏直接影响着泡沫陶瓷的质量，所以泡沫载体的预处理作为一项重要工序应该得到足够的重视。已有研究显示[3～6]：工业酒精的浸泡有增大聚氨酯泡沫载体孔洞直径的效果；用氢氧化钠溶液对聚氨酯泡沫载体进行水解处理可以除去载体上的网络间膜；经常作为浆料添加剂使用的聚乙烯亚胺（PEI）可以用来活化泡沫载体表面以提高载体的亲水性。目前前两种方法的研究还仅处于定性的阶段，活化处理在国内几乎还是空白。

为了完善有机泡沫浸渍工艺，提高产品性能，对泡沫载体表面处理工艺做深入研究具有重要意义。鉴于此，本文从宏观的角度分析了泡沫载体表面处理对泡沫陶瓷性能的影响。

2 试验过程

泡沫陶瓷的制备工艺流程如图1所示。

主要原料：软质聚氨基甲酸乙酯泡沫塑料（PPI:10）、工业酒精、NaOH和聚乙烯亚胺（PEI）。为研究聚乙烯亚胺（PEI）的活化效果，选用典型的水性浆料配方，浆料的原料配比如表1所示。

其中添加剂1与水的配比为1:4，添加剂2的浓度为2%。SiC、粘土均过260目筛。将聚氨酯泡沫按照40mm×40mm×19mm的规格裁成若干块，选出其中5块分别编号为A、B、C、D、E，试样A不做处理，B、C、D、E试样放入工业酒精中分别浸泡1h、2h、3h和4h。

接着除去泡沫载体上的间膜。载体的网络间膜通常不规则地存在于泡沫载体的表面和内部。为便于观察，将试样C表面具有代表性的间膜用红色塑料纸做好标记，然后投入40%的NaOH溶液中，加热到60℃，进行水解处理。每隔半小时观察一次做标记处的间膜的情况，将试验结果记录拍摄下来。

配置的聚乙烯亚胺溶液浓度分别为：1%、1.5%、2.4%、3%、4%、4.5%和5%（饱和）。将经过增大孔径和除间膜处理的泡沫载体分成7组分别放入不同浓度的聚乙烯亚胺中挤压、揉捏，使其充分吸收活化剂。再挤出多余的活化剂，用空气压缩机吹开被活化剂堵住的孔。

根据实验的需要，将处理过的和未经处理的泡沫载体分组进行吸浆成形。其分组方式如表2所示。

将几块处理好的载体，盛在高温坩埚里并放入电阻炉中加热。分别记下软化、起始发气、发气高峰、发气低谷和完全燃烧的温度。实验表明，泡沫载体在220℃时开始发黑软化；240℃时开始有少量烟气产生；300℃左右有大量烟气产生，保温一段时间变得不明显；400℃以后没有明显的烟气产生，但坩埚中仍有大量残余物质；600℃以后，坩埚中没有残余物，载体完全燃烧。烧结工艺见图2。

3 结果与讨论

3.1 增大孔洞直径处理的结果分析

使用工业酒精浸泡前后载体的尺寸及回弹能力比较如表3所示。

试验表明，随着在工业酒精中浸泡时间的延长，泡沫载体的孔洞直径会增加。但是时间以2h为宜，时间过短（如试样B所示）效果不是很明显；时间过长（如试样D和E）泡沫载体的回弹性降低，影响吸浆成形时的回弹。所以，试样C的处理方案较佳。试样C在处理前后与试样A的大小比较见图3、图4。试样A和C 原本大小相同，将试样C放入工业酒精中浸泡2h后，其尺寸涨大了大约1/5，载体的PPI降到了8个左右。故可以使用这种方法得到PPI略大的载体；对于PPI合适的载体，在不影响产品要求的情况下也可以使用该方法略微增大孔洞直径使载体能够更好地吸浆成形。

3.2 网络间膜除去的结果分析

图6、图7所示的是试样C上几处明显的间膜的处理情况。为便于观察，试验前把红色的塑料纸穿过要观察的间膜下部，起衬托的作用。试验表明，用40%的NaOH溶液对聚氨酯泡沫进行水解处理可以取得良好的效果。根据观察，水解处理2h以后，较薄的网络间膜和棱上的毛刺可以有效除去。如果超过3h，会出现部分棱变细的情况，时间过长时甚至会出现断棱。所以，为了不破坏载体的网络结构和使载体保持良好的回弹性能，较厚的间膜不易除去。

3.3 抗压强度分析

为了准确测量泡沫陶瓷的抗压强度，制作了一个直径为20mm的金属垫片，这样各组试样受力面积相同便于比较。测试结果如表4所示。

如表所示，活化剂浓度为2.4%的试样5的最大抗压强度最高。试样1和试样2虽都未做活化处理，但试样2的抗压强度略低于试样1，其原因在于试样1的堵孔比试样2多。事实证明，除间膜的处理可以减少泡沫陶瓷产品的堵孔，却对产品的强度有一定影响[7～8]。但这种影响完全可以通过活化处理来弥补。虽然9组试样的强度普遍不高，但在其它条件完全相同的情况下，试样5的抗压性能明显优于其它各组。说明活化这一环节，活化剂的浓度至关重要，活化剂浓度过低则活化效果不明显，活化剂浓度过高时，有机物挥发期发气剧烈，使得坯体开裂影响性能。

图8是试样5与试样9的表面形态的比较。可以看到，试样5挂浆比较均匀，没有发现破损的棱。而试样9的表面挂浆很不均匀且棱上有明显的裂痕。造成裂痕的原因在于活化剂浓度过高，引入了大量的有机物，致使烧结时在有机物挥发阶段发气比较剧烈，坯体内部压强急剧增高，气体冲破了载体上附着的陶瓷壁。试样5的抗压曲线如图9所示。

由图9可见：泡沫陶瓷材料在受压缩变形直到断裂的全过程中没有发生塑性变形，在孔洞还没有被压实前骨架就已经断裂，试件的顶部（与垫片接触处）首先被压碎。这是因为这种泡沫陶瓷的骨架为陶瓷，是一种脆性材料[9～10]。受到压缩时，随着外加荷载的增加，骨架所承受的力超过其断裂强度时，便发生脆性断裂[11]。骨架的变形主要由局部断裂产生，骨架的局部断裂形成裂纹，随着压力增大裂纹逐渐扩展形成通裂纹，试件被破坏。由于在某一瞬间承受荷载的只是某一截面上的某些陶瓷网络，当压缩应力达到一定值时，负载的陶瓷网络即将断裂时，力很快传递到另外的某些陶瓷网络上，如此不断地传递直到所有的网络断裂[12]。因此其应力-应变曲线表现为不断波动的曲线。

4 结 论

（1） 用工业酒精进行浸渍对聚氨酯泡沫载体进行增大孔洞直径的处理和用浓度为40%的NaOH溶液在60℃下对泡沫载体进行水解处理除去网络间膜的最佳时间为2h；

（2） 对泡沫载体进行活化处理的方法是让载体表面均匀地附着一层PEI。活化液的浓度以2.4%左右为最好。PEI既是活化剂，本身又是有机物。浓度小时不能达到良好的活化效果，浓度过大又会由于引入大量的有机物而使坯体烧结过程中有机物挥发阶段发气剧烈，使得坯体开裂；

（3） 聚氨酯泡沫载体在240℃左右开始发气，300℃左右发气出现高峰，直到600℃有机物才能完全挥发。600℃以前的坯体强度很低，容易受到有机物发气的影响，所以升温速度一定要慢。

参考文献

1 房文斌.过滤对球墨铸铁流动过程及力学性能影响的研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学工学博士学位论文，2001，1～6

2 Grote R E.Use of ceramic foam filters in the production of steel castings[A].Proceedings of AFS Seminar Filtration of FerrousMetals[C].1985.13～14

3 王耀明.多孔陶瓷及其应用[J].河北陶瓷，1988，12（3）:12～14

4 Casfledine T J. Use of filter materials in gating systems[J]..Foundry Trade Journal, 1985，6(6)：15～21

5 Khan P R，Su W M.Flow of ductile iron through ceramic filters and the effects on the dross and fatigue properties[J].AFS Trans actions[J].1987，(95):105～112

6 Hack J A，Clark H，Child N.The filteration of steel castings[J].The Foundryman，1990，9(4):183

6 王连星等.多孔陶瓷材料[J].硅酸盐通报,1998，(1):41

7 殷声等.MgO部分稳定ZrO2泡沫陶瓷的研究[J].硅酸盐通报，1994，15(4):32

8 韩永生，李建民，魏强民.多孔陶瓷材料应用及制备的研究进展[J].材料导报，2002，16 （3）：262～269

9 Fortini Arthur J.Open-cell silicon foam for ultra2 lightweight mirrors[J].SPIE，1999，3786:440～446

10 Jacoby Marc T，Montgomery IV Edward E，Fortini Arthur J，et al.Design，fabrication and testing of lightweight silicon mirrors[J].SPIE 1999，3786:460～467

11王 斌，何德坪，舒光翼.泡沫Al合金的压缩性能及其能量吸收[J].金属学报，2000，36(10):1037～1040

Influence of Foam Carrier Surface Treatment on Performance of Foam Ceramics

Zhao Nengwei1 Liu Linyan2

(1College of Materials Science and Technology Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjingJiangsu 210016 2 College of Materials Science and EngineeringWuhan University of TechnologyWuhanHubei 430070）

泡沫陶瓷篇2

关键词：氧化铝；泡沫陶瓷；废料

1 前 言

铝及铝合金材料作为金属工业材料的支柱产业，有着非常大的需求量。铝制品一般通过熔融、浇铸方式成形加工，所以浇铸所用的铝熔液质量的好坏直接影响着浇铸后产品的性能。

近年来，通过第三代过滤材料―泡沫陶瓷过滤器的发展，使得铝制品成品合格率大幅度提高[1]。在熔炼过程中，由于铝是一种非常活泼的金属，铝及其合金很容易与水气反应，生成氢气和氧化夹杂（Al2O3）。纯铝和铝合金中的夹杂物含量一般在0.1%以上，夹杂物尺寸大部分都大于10μm[2]。非纯铝和铝合金的夹杂物含量更大，并且尺寸也更大。采用氧化铝泡沫陶瓷过滤器不但能很好地过滤其中的夹杂物，并且不会有新杂质的融入，因此是目前铝厂采用最多的一种过滤器。

由于泡沫陶瓷为一次性使用产品，并且确实能够有效改善铝及铝合金制品的成品率及性能，故其工业需求量较大。但在较大的工业生产背后，不可避免地产生大量废料。这些废料含有氧化铝、莫来石、石英等晶相，在自然条件下不会分解。虽然不会对环境造成危害，但若不加以回收，会造成占用土地和资源浪费等情况。

2 氧化铝泡沫陶瓷生产工艺

采用聚氨酯泡沫海绵为前驱体，将它浸入到氧化铝浆料中,然后挤掉多余浆料,使陶瓷浆料均匀附着于海绵经络,干燥后坯体经高温烧结而成。这种工艺又称有机泡沫浸渍法，是目前国内较为成熟的生产工艺[3~4]。工艺流程见图1。

3 氧化铝泡沫陶瓷废料的产生原因

氧化铝泡沫陶瓷最常见的缺陷有裂纹、缺角、色差和强度低等，这些缺陷往往是导致产品不合格及报废的原因。

3.1裂纹

当产品出现较多明显裂纹时，首先要检查的是干燥过程和干燥后的坯体情况，因为这个过程最容易使坯体受损，导致隐性裂纹存在，在烧结后裂纹显现出来。除干燥工序外，裂纹的产生还与产品的原材料（如α-Al2O3）、喷浆操作不当、烧结升温（冷却）过快等因素有关，这要视产品裂纹的位置、大小及比例情况而定。

3.2缺角

缺角缺陷大部分是由于坯体干燥后受碰撞或挤压导致边角受损，由于坯体特殊的多孔网状结构，坯体边角受损后往往不会脱落或是有肉眼可见裂纹。后期的烧结也往往不能修复受损，从而产生缺角缺陷，所以应尽量避免坯体的碰撞或挤压。

3.3色差

氧化铝泡沫陶瓷的色差主要表现为白色产品表面呈现淡黄色，并且分布均匀。当出现这种问题时，首先要检查的是烧成工序，烧成过程产生的烟气不能及时排出或窑炉烧成温度过低是产生这种缺陷的主要原因。当产品表面出现红色斑点或条状斑点时，则要检查原料中是否铁含量过高，浆料配制过程是否有铁锈的带入，以及上浆过程上浆机是否生锈等。

3.4强度低

如通过正常生产，出现整批或几批产品强度低，不能满足检验控制标准时，最可能的原因就是烧成过程和干燥过程。首先观察这批产品是否有宏观裂纹，并测试这批产品的吸水率，如这两项都没有问题，就要重新检查原料（α- Al2O3和白刚玉）是否满足检验控制标准。当然，原料检验、上浆、干燥和烧成工序都会对产品强度产生影响，当出现产品强度低时，需要一一排查上述工序，直到找到原因为止。

4 氧化铝泡沫陶瓷废料的处理

氧化铝泡沫陶瓷废料的产生量很大，笔者对年产量为1000m3的厂家产生的废料进行了大致统计，按平均95%的合格率计算，废料量达50m3。按照目前市场价2万元/ m3，每年产生的废料价值达100万元。生产1m3的泡沫陶瓷要消耗原材料（氧化铝、高岭土、硅微粉等均为不可再生资源）约500kg，这样一年浪费的原材料为25t，若能回收利用，经济价值和社会价值都很可观。

氧化铝泡沫陶瓷中氧化铝含量约为80%，其它组分为氧化硅等，因此可以将其加入到配方中回收利用。而且由于其特殊的网状结构，用高铝球便可轻松将其粉碎。回收利用过程如下：将报废的泡沫陶瓷打碎放入球磨机中，球磨机采用95瓷内衬，球石也采用95瓷，其中大球:中球:小球=1:2:1.5。采用干磨，球料比为2:1，球磨20h。由于是干磨，出球后的料过80目筛即可，以除去过滤板边角大块没能磨碎的部分。将过筛好后的废料配料，制成浆料。 笔者经过大量试验，获得了一个性能较好的配方。通过调整废料的加入量，按5%、10%和15%的比例分别试验，表1为加入废料后对过滤器性能的影响。结果表明，10%的废料加入量可以使产品性能达到最佳。

5 结语

氧化铝泡沫陶瓷过滤器的废料经球磨加工后，完全可以重新回收利用。笔者通过大量试验得到废料加入量为10%的最佳配方，烧后产品收缩率1.0%、抗折强度1.2MPa、残余强度0.5MPa、体积密度0.52g/cm3。

根据5%的产品报废率，在配方中加入10%的废料完全可以吸纳生产中产生的废料。但生产过程产生的废料只是一小部分，铝熔体过滤后产生的废过滤器的回收利用将是今后的一个重点课题。

参考文献

[1] 靳洪允. 泡沫陶瓷材料的研究进展[J]. 现代技术陶瓷,2005,(3) :33～35.

[2] 陆树荪.铝铸造合金及熔炼[M]. 北京：国防出版社,1983.

[3] 王霞. 铸造用泡沫陶瓷过滤器生产工艺的研究[J].佛山陶瓷，2008,（10）.

泡沫陶瓷篇3

关键词：悬浮液稳定性；有机泡沫浸渍法；多孔氧化铝陶瓷；助烧剂

1 前言

多孔氧化铝陶瓷具有热导率低、介电常数低、比表面积大、硬度高、耐磨损、耐高温、抗腐蚀等优良性能，引起了全球材料学界的高度重视，并得到了较快发展，每年这方面的专利都有十几篇，并且有逐年增长的趋势[1]。其应用遍及环保、能源、化工、生物等多个领域，在国民经济发展中起到了重要的作用。

另外，制备多孔氧化铝陶瓷原料来源广泛、价格低廉、生产工艺简单、具有较高的性价比以及很大的商业价值。多孔氧化铝陶瓷现已广泛应用于净化分离“固定化酶载体”吸声减震和传感器材料等众多领域，在航天航空、能源、石油等领域中也具有十分广阔的应用前景[2]。因此，多孔氧化铝陶瓷引起了材料科学界的极大兴趣，成为一个非常活跃的研究领域，每年在这方面都有大量的论文和专利发表，世界上不少国家，尤其是美、日、德等国都非常重视，并投入了大量人力物力进行研究开发[3]。

本文主要的研究方向有两个，首先由于悬浮液是多孔陶瓷的主要框架材料，悬浮液的稳定性是有机泡沫浸渍法制备多孔氧化铝陶瓷工艺的一个关键因素，所以本文第一部分研究加入不同分散剂（阿拉伯树胶、聚丙烯酸铵、硅溶胶）对悬浮液稳定性的影响，并得出相对于固含量为5%的悬浮液，稳定性最佳的分散剂种类和含量。其次，由于高含量氧化铝陶瓷致密烧结温度不低于1600℃，因此本文选择不同助烧体系进行预实验，向氧化铝粉体中加入不同助烧剂后，进行压片烧结，找出可将氧化铝陶瓷烧结温度降低至1200℃的助烧体系，并在之后的实验中使用该 体系作为助烧剂。最后选用合适的有机泡沫，经过预处理后在30%固含量的悬浮液中进行浸渍、干燥、烧结，并得到气孔率可测的多孔氧化铝陶瓷。

现如今多孔氧化铝陶瓷的应用越来越广泛，但是由于氧化铝本身烧结温度过高，烧结条件比较苛刻，成本较高。有机泡沫浸渍法是制备多孔氧化铝陶瓷最常见方法，因此如何在利用有机泡沫浸渍法制备多孔氧化铝陶瓷的同时，降低陶瓷的烧结温度就成为了一个重要课题。综合前人有机泡沫浸渍法制备多孔氧化铝陶瓷和低温烧结陶瓷技术的相关研究，自主设计相关实验，希望通过有机泡沫浸渍法制备出烧结温度较低，且气孔率较大的多孔陶瓷，为以后的多孔氧化铝陶瓷制备，以及相关的低温烧结工艺打下基础。

2 实验部分

2.1 实验原料及设备

超细氧化铝粉体，分析纯，中国铝业山东分公司；聚丙烯酸铵，分析纯，天津市福晨化学试剂厂；阿拉伯树胶 ，分析纯，沈阳新云试剂厂；CuO，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；SiO2，分析纯，天津市福晨化学试剂厂；TiO2 分析纯，沈阳新云试剂厂。

超声波清洗器，CQF-50型；电热恒温鼓风干燥箱DHG-9076A型；万能试验机，WE-30型，长春试验机厂；高温炉，SRJX-8-13型，沈阳市电炉厂；数显恒温水浴锅 ，HH-2型，江苏金坛仪器厂；X射线衍射仪，XRD-6100型，日本岛津公司；扫描电子显微镜，SSX-550型，日本岛津公司；行星式球磨机 ，QM-3SP2J型，南京大学仪器厂。

2.2 实验步骤

配制固含量为30%的悬浮液，用2 mol/L的NaOH溶液预处理过的有机泡沫进行浸渍，60℃干燥制成坯体后，最后进行烧结，300℃保温30 min，目的是缓慢去除有机泡沫，之后升温至1200℃，保温2 h，自然冷却。

观察其宏观形貌，并分别利用排水法测定由不同规格有机泡沫制成的氧化铝多孔陶瓷成品的气孔率，最后分别将不同规格成品进行扫描电镜微观形貌观察，随机选取一个成品进行XRD检测实验，观察数据并记录。

3 结果与讨论

3.1 不同悬浮液稳定性

利用沉降法分别对加入三种不同分散剂的悬浮液测试其稳定性，记录相关数据，并分析。

3.1.1 聚丙烯酸铵分散剂

在有机泡沫浸渍法制备多孔氧化铝陶瓷工艺中加入不同含量聚丙烯酸铵作为分散剂，对悬浮液稳定性的影响如图1所示。由图中可以看出当聚丙烯酸铵的添加量在0～0.2%时，S提升速度非常快，这说明加入少量分散剂时，聚丙烯酸铵的分散效果特别明显；当添加量在0.2～1.0%之间时，随着聚丙烯酸铵的添加量不断增加，S继续提升，但是升高速度有所下降；当聚丙烯酸铵的添加量在1.0～1.6%之间时，随着聚丙烯酸铵的添加量不断增加，S呈现下降的趋势，尤其是在1.4%之后，下降程度较大。即当聚丙烯酸铵添加量为1.0%时，S达到最大值。

由此得出结论：氧化铝陶瓷悬浮液以聚丙烯酸铵作为分散剂时，在聚丙烯酸铵含量在0～2.0%的这一区间内，添加量为1.0%时悬浮液稳定性达到最佳。

3.1.2 阿拉伯树胶分散剂

在有机泡沫浸渍法制备多孔氧化铝陶瓷工艺中加入不同含量阿拉伯树胶作为分散剂，其对悬浮液稳定性的影响如图2所示。由图中可以看出当阿拉伯树胶的添加量在0～0.2%时，S变化较小；0.2～0.4%之间时，随着阿拉伯树胶的添加量不断增加，S呈现较快的上升趋势；0.4～0.8%时，虽然依旧处于上升趋势，但速度较慢；0.8%时，S达到相对最大值；0.8～1.8%之间时，随着阿拉伯树胶的添加量不断增加，S呈现下降的趋势，下降过程较为平缓；1.8～2.0%则又开始出现上升趋势，但由于添加量为0.8%时就已经有比较满意的稳定结果，因此本文不对之后的添加量高于2.0%的悬浮液做相关研究。

由此得出结论：氧化铝陶瓷悬浮液以阿拉伯树胶作为分散剂时，在阿拉伯树胶含量在0～2.0%的这一区间内，阿拉伯树胶的添加量为0.8%时悬浮液稳定性达到最佳。

3.1.3 硅溶胶分散剂

在有机泡沫浸渍法制备多孔氧化铝陶瓷工艺中加入不同含量硅溶胶作为分散剂，对悬浮液稳定性的影响如图3所示。由图中可以看出当硅溶胶的添加量在0～4%之间时，随着阿拉伯树胶的添加量不断增加，S呈现较快的上升趋势，达到4%时趋于平缓。继续增加硅溶胶含量，S稳定上升，当添加量达到14%时悬浮液稳定性达到最佳。继续增加硅溶胶含量，S开始出现缓慢的下降趋势。

由此得出结论：氧化铝陶瓷悬浮液以硅溶胶作为分散剂时，在硅溶胶含量在0～20%的这一区间内，硅溶胶的添加量为14%时悬浮液稳定性达到最佳。

3.2 不同助烧体系对氧化铝陶瓷烧结的影响

由于氧化铝陶瓷烧结温度过高，烧结条件较为苛刻，所以作者希望可以找到一种可以降低氧化铝陶瓷烧结温度至1200℃的烧结体系，来进行下一步的多孔氧化铝陶瓷的烧结工作。首先，分别向氧化铝粉体中加入不同助烧体系（表1），经过球磨、干燥、压片成型，在1200℃进行烧结，保温时间为2 h，自然冷却，然后将成品进行扫描电镜微观形貌观察及XRD检测实验。最后将样品放入水中，水浴加热90℃保持30 min，观察是否有粉体脱落。根据是否有粉体脱落，初步判断陶瓷的烧结程度，无粉体脱落，且具有一定硬度，则认为达到烧结要求。

3.2.1 SiO2/CuO助烧体系助烧效果分析

对以SiO2/CuO为助烧体系的氧化铝陶瓷XRD图像进行了峰值标注（如图4），其中主要标明了对应Al2O3的峰值，还有一部分强度较低的峰，但经过对比都不与SiO2或CuO相对应，因此推论SiO2和CuO参与了氧化铝陶瓷烧结中的相关反应，并起到了一定的作用。同时根据图5也可以看出陶瓷粉体已经不再是单独的颗粒，而是开始某种方式的结合，这也说明SiO2和CuO可以促进较低温度下氧化铝陶瓷的烧结过程。综合上一节中加入SiO2/CuO助烧体系的氧化铝陶瓷在1200℃就可以完成烧结的结论，SiO2/CuO、TiO2/CuO、SiO2/TiO2/CuO三种助烧体系可以有效降低氧化铝陶瓷的烧结温度至1200℃左右。

3.2.2 TiO2/CuO助烧体系助烧效果分析

对以TiO2/CuO为助烧体系的氧化铝陶瓷XRD图像进行了峰值标注如（如图6），其中主要标明了对应Al2O3的峰值，还有一部分强度较低的峰，但经过对比都不与TiO2或CuO相对应，因此推论TiO2和CuO参与了氧化铝陶瓷烧结中的相关反应，并起到了一定的作用。同时根据图7也可以看出陶瓷粉体已经不再是单独的颗粒，而是开始某种方式的结合，这也说明TiO2和CuO可以促进较低温度下氧化铝陶瓷的烧结过程。综合上一节中加入TiO2/CuO助烧体系的氧化铝陶瓷在1200℃就可以完成烧结的结论，笔者认为TiO2和CuO按照表1中的比例添加可以有效降低氧化铝陶瓷的烧结温度至1200℃左右。

3.2.3 SiO2/TiO2/CuO助烧体系助烧效果分析

对以SiO2/TiO2/CuO为助烧体系的氧化铝陶瓷XRD图像进行了峰值标注（图8），其中主要标明了对应Al2O3的峰值，还有一部分强度较低的峰，但经过对比都不与SiO2、TiO2或CuO相对应，因此推论SiO2、TiO2和CuO参与了氧化铝陶瓷烧结中的相关反应，并起到了一定的作用。同时根据图9也可以看出陶瓷粉体已经不再是单独的颗粒，而是开始某种方式的结合，这也说明SiO2、TiO2和CuO可以促进较低温度下氧化铝陶瓷的烧结过程。综合上一节中加入SiO2/TiO2/CuO助烧体系的氧化铝陶瓷在1200℃就可以完成烧结的结论，笔者认为SiO2、TiO2和CuO按照表1中的比例添加可以有效降低氧化铝陶瓷的烧结温度至1200℃左右。

由此得出，三种助烧体系都可以将氧化铝陶瓷的烧结温度降低至1200℃左右。再对比图4、图6和图7，可以明显发现图4中Al2O3峰强最高，说明此时其结晶度较高，因此选择SiO2/CuO助烧体系作为之后实验的助烧剂。

3.3气孔率测定

如图10所示，由于烧制成的多孔氧化铝陶瓷的气孔率较大，因此其边缘结构不平整、难以测量，因此使用不同位置多次测量取平均值的方法测量，力求减小人为误差。最后测得图10中陶瓷密度如表2所示（表中AlO-1，AlO-2，AlO-3分别表示图中的a，b，c，其中孔径c>b>a）。

3.4 助烧剂对多孔氧化铝陶瓷的性能影响及分析

未添加助烧剂和添加助烧剂并在1200℃烧结后的多孔氧化铝陶瓷宏观形貌如图11所示，两个成品虽然采用了同样的有机泡沫、浸渍工艺和烧结工艺，但是浸渍效果、成孔情况却有很大的区别。作者认为主要原因是加入助烧剂以后从一定程度上降低了其粘度，所以才会使得添加助烧剂的悬浮液浸渍效果差强人意。但是从孔的形貌方面看，明显添加助烧剂的多孔陶瓷更符合开孔、高气孔率、孔内无残留的要求。因此如何在保证开孔、高气孔率、孔内无残留的要求的前提下，改进浸渍工艺，减少孔壁破裂，是以后低温多孔陶瓷的重要研究方向。

4 结 论

本文以有机泡沫浸渍法制备多孔氧化铝陶瓷为主胶、硅溶胶三种不同的分散剂对于悬浮液稳定性的影响，寻找出了拥有最佳分散效果的单体分散剂，并确定了其最佳添加量。同时，对在氧化铝陶瓷中加入助烧剂以降低其烧结温度的相关工艺也作为辅助实验进行了系统的研究。最后结合两者，进行低温烧结多孔氧化铝陶瓷的实验，并得出以下结论：

（1） 对于以聚丙烯酸铵作为分散剂的悬浮液，当聚丙烯酸铵的含量为Al2O3的1%时，该悬浮液稳定性达到最佳；对于以阿拉伯树胶作为分散剂的悬浮液，当阿拉伯树胶的含量为Al2O3的0.8%时，该悬浮液稳定性达到最佳；对于以硅溶胶作为分散剂的悬浮液，当硅溶胶的含量为Al2O3的14%时，该悬浮液稳定性达到最佳。其中以质量分数为0.8%阿拉伯树胶作为分散剂时，悬浮液稳定性最好。

（2） 对于氧化铝陶瓷而言，SiO2/CuO、TiO2/CuO、SiO2/TiO2/CuO三种助烧体系可将其烧结温度降低至1200℃左右。

（3）利用有机泡沫浸渍工艺制备多孔氧化铝陶瓷，选用气孔率分别为75%、80%、95%的有机泡沫模板和浸渍工艺，成功制得了气孔率分别为65%、72%、93%的多孔氧化铝陶瓷。

参考文献

[1] 李飞舟.有机泡沫浸渍法制备氧化铝多孔陶瓷的研究[D].西安：长安大学， 2011.

泡沫陶瓷篇4

专利号：200710016538.1

铸造用镁质泡沫陶瓷过滤器的制备方法

本发明公开了一种铸造用镁质泡沫陶瓷过滤器的制备方法。将下列组合物按重量配比：重质氧化镁50～80份，轻烧氧化镁10～30份，再加上10～20份的镁质粘合剂以及0.5～2.0份的分散剂，并混合成触变型浆料；将6～30份PPI聚氨酯泡沫浸入到所制备的浆料中，充分浸浆，然后挤出多余的浆料；将成形好的泡沫坯体，通过自然干燥或烘干完成，然后在1450～1600℃下恒温2～4h烧成，随炉冷却至室温即可获得镁质泡沫陶瓷过滤器。本发明得到的镁质泡沫陶瓷过滤器具有适合镁合金液过滤净化并且耐高温、耐热冲击的优点。

专利号：200710128439.2

一种低温烧成多孔陶瓷支撑体的制备方法

本发明涉及一种低温烧成多孔陶瓷支撑体的制备方法。将湿化学法制备超细粉体工艺的中间产物――超细晶核颗粒悬浮液作为烧结促进剂添加到陶瓷粉体骨料中，经混合、真空炼泥、陈腐、挤出成形、烘干和烧结工序，在1100～1500℃下烧结形成多孔陶瓷支撑体。本发明不仅克服了直接添加纳米陶瓷粉体作为烧结促进剂时，烧结促进剂不易分散使得与骨料之间混合不均匀的问题，而且还在不降低支撑体强度的条件下，进一步降低了烧结温度，改善了支撑体孔道结构的均匀性，提高了支撑体的渗透分离性能。

专利号：200710025877.6

陶瓷涂层烧结彩砂及其制备方法

陶瓷涂层烧结彩砂，骨料为玄武岩砂粒，其外包裹有彩色陶瓷涂层，涂层由颜料和粘结剂组成，特征是粘结剂为磷酸二氢铝；原料质量比为：砂粒1000份，粘结剂7～20份，颜料3～20份。其制备方法是：将磷酸100份、氢氧化铝5～20份、水8～25份混合搅拌反应，冷却制成粘结剂；玄武岩石料粉碎成8～40目的砂粒；将砂粒1000份、粘结剂7～20份、颜料3～20份搅拌均匀，烧结。温度为300～900℃；烧结后冷却，得到产品。本发明粘结剂固化温度低、烧结牢固；工艺简易，能量消耗量明显减少，降低了成本；消除了现有技术中产品表面粗糙、色差大、色彩不均匀和产品“出白头”缺陷等现象。优化方案加入助熔剂进一步降低了烧结温度。

专利号：200710025699.7

多功能陶瓷色料及其制作方法

一种多功能陶瓷色料及其制作方法，属于陶瓷色料领域。它的原料及重量份数是：精茶汁胶合剂30～40，双露雷夫奴尔合剂2～3，渗亮光衡温和剂8～10，色料35～45，其中精茶汁胶合剂是茶叶加桃胶和水制成的。本发明的制作方法是：按照重量份数将精茶汁胶合剂和双露雷夫奴尔合剂放置在容器中混合摇匀，然后按照重量份数取渗亮光衡温和剂，并将其放置在容器中与精茶汁胶合剂、双露雷夫奴尔合剂溶解，然后用乳磨研磨均匀即得到成品。本发明适用于多画种制作陶瓷画使用。尤其是在陶瓷制品上绘制画面时，无需用樟脑油、乳香油等辅料调色，操作使用简单，没有任何异味，适合所有书画家使用。

专利号：200710062544.0

一种波聚合技术制备接枝改性陶瓷粉体的方法

泡沫陶瓷篇5

Abstract： Abamectin produces a large number of bubbles in the fermentation process； adding defoaming agent can prevent fermented liquid leakage and pollution of the fermentation process. Defoaming agent has natural oils defoaming agent， chemical defoaming agent （GPE）. Adding the different defoaming agent will has a larger impact on production yield. This experiment studies the production yield in the whole process， at the same time， investigate plate frame and membrane filtering effect in extraction process.

关键词： 阿维菌素；天然油脂；泡敌；生产收率

Key words： abamectin；natural oils；GPE；production yield

中图分类号：TU528.042.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）25-0289-02

0 引言

阿维菌素是一种农用兽用杀虫、杀螨剂，属于大环内酯双糖类抗生素化合物，经过有氧培养后制得阿维菌素的发酵液。发酵液经过滤器过滤，弃去菌液，将固体菌丝体用甲醇浸泡几小时后萃取，再将萃取液减压浓缩，即得阿维菌素产品。但阿维菌素在发酵过程中很容易导致发酵液产生泡沫，为保证发酵液体积与液面稳定，需向发酵罐中加消泡剂。消泡剂分为天然油脂消泡剂、化学消泡剂（泡敌）。天然油脂消泡剂是最早使用的消泡剂，这种类型的消泡剂来源容易，价格低，使用简单，对发酵生产无毒性，同时也是发酵培养基的碳源。但未消耗的天然油脂消泡剂将对提取过滤过程产生不利的影响（本文天然油脂选用豆油）。化学消泡剂（泡敌）消泡效果好、抑泡时间长，可控制发酵过程泡沫的产生，且用量少，一般为天然油脂的10%即可达到满意效果，虽然对发酵菌种有一定的副作用，但它不影响过滤效果。本文通过对阿维菌素发酵液所加三种消泡方式进行实验比较：①发酵全程加泡敌；②发酵全程加天然油脂消泡剂；③发酵全程交替加泡敌和天然油脂消泡剂，并在发酵终点分别使用板框和陶瓷膜过滤器，以考察上述三种加消泡剂方式对过滤收率的影响，以期解决发酵生产过程中发酵单位高，生产收率低，产量上不去等问题。通过加消泡剂方式，指导发酵生产，从而提高提取收率的最佳工艺控制。本文同时也考察了板框过滤器与陶瓷膜过滤效果。

1 仪器、设备、试剂

100 L全自动机械搅拌不锈钢发酵罐 江苏镇江丰源生物设备厂

20 L全自动机械搅拌不锈钢发酵罐 江苏镇江丰源生物设备厂

DZCR-100板框过滤器 禹州市东龙化工机械有限公司

陶瓷膜（8通道多孔陶瓷芯） 江苏省宜兴非金属化工机械厂

L2130高效液相色谱 日本日立

快速卤素水分测定仪 HG63（梅特勒）

豆油 富临门

泡敌 江苏赛欧信越消泡剂有限公司

甲醇 工业级

2 实验部分

2.1 发酵液处理与过滤 分别对三种加消泡剂方式的九批阿维菌素发酵液进行处理与过滤，将九批发酵液按相同体积量进板框与陶瓷膜过滤器，得到发酵液效价（mg·ml-1）、体积（L）、产物量（kg）、速率（L·s-1）、收率（%），见表1。

2.2 产物量计算 发酵液过滤的湿滤渣经烘干后，水分控制在8%以下，称重，用甲醇萃取，再将萃取液浓缩即得产物。用高效液相法检测产物效价，换算得到产物量。

2.3 数据分析 九批发酵液发酵过程中有两批染菌，且都是中后期，一批是杆菌，一批是球菌。其中染杆菌发酵液为板框、陶瓷膜过滤而得，发酵速率不受染菌影响。被球菌污染的发酵液经过板框过滤会使过滤速率降低，且需加大压力和延长发酵时间，而无法再继续发酵液的提取生产，最终废弃。经过陶瓷膜过滤器的发酵液速率稍有降低但影响不严重，通过加压和延长发酵时间可进行提取生产。

2.4 实验结果 表1数据显示九批发酵液在正常生产情况下，①全程加泡敌可使发酵液效价稍有偏低，板框过滤器的过滤速率虽然比较高，正体生产进度不会受到影响，发酵全程加消沫剂总量最少；②全程加天然油脂发酵液效价偏高一些，但板框过滤速率最低，发酵全程加消沫剂总量最多；③全程交替加泡敌和天然油脂，效价不受影响，全程加消沫剂总量介于前两中之间，三种方式在经陶瓷膜过滤器时，前期速率正常，随着时间的增长发酵液中的油脂、蛋白质、菌丝等吸附膜通量缓慢递减，递减最快是全程加天然油脂。采用全程加泡敌方式，即可保证生产进度，又能连续生产，还可减化工艺流程（只需一条消泡剂管道），降低生产管理成本，减少物料购买多样性。通过板框与膜过滤器过滤阿维菌素发酵液各有优势，染菌发酵液不受膜过滤影响，但处理量随时间递减，过滤方式的选择应根据根据企业资金情况、生产进度，综合给予考虑，这也是今后再继续研究的内容。

3 实验讨论

3.1 实验过程中注意问题 ①发酵过程严格工艺操作，防止发酵液染菌；勤观察液面产生泡情况，及时加消泡剂，防治逃液，加天然油脂和泡敌的管道及时彻底消毒。②膜过滤时，注意压力，最大工作压力控制在≤1.0mPa以下。③用高效液相法测定效价，样品的水分严格控制8%以下，甲醇萃取完全，否则会影响数据的真实性。

3.2 实际生产运用 全程选用加泡敌消泡剂，阿维菌素发酵工艺管道的布置可以减少一条加天然油脂消泡剂的管道，减少设备投入，简化工艺过程，消除油管道难以消毒，易染菌等问题。这样极大降低了企业生产操作人员劳动强度，物料管部门的采购，减少仓储管理成本，同时也保证了提取生产收率，缩短提取时间，加快生产进度。

参考文献：

[1]沈寅初.农用抗生素研究开发的新进展[J].抗生素分册（国外医药），1998，19（2）：155.

[2]王赘.抗生素提取技术及研究进展[J].中国抗生素杂志， 2009，34（11）：641.

泡沫陶瓷篇6

关键字：多孔介质 暖通空调 应用

中图分类号：tb494 文献标识码：a

前言

很多学者都曾对大空间建筑气流组织进行过模拟研究，其处理边界条件的方法不一而足，针对其研究建筑对象不同而不同。近年来随着生活水平的提高，人们对空调要求也日益提高。我国能源利用率一直处于较低水平，而暖通空调领域消耗了我国全部能源的三分之一，暖通空调行业的节能潜力是很大的。在“节能减排”、建设节约型社会的背景之下，利用开发多孔材料为该领域的节能又提供了一条新的方法。

多孔介质指多孔固体骨架构成的孔隙空间中充满单相或多相固体的介质，由于其密度小、质量轻、比表面积大、力学性能高、热导率低、吸能性能好等优异的物理和力学性能，已成为有巨大潜力的功能结构材料。多孔介质自身是多种物质状态的集合体，但由于特殊的物理属性和特有的运输方式，使其在不同的应用场合可以发挥全然不同的作用，因此多孔材料在各工程领域中有着广泛的应用。

多孔介质的特点及性质

直观上来讲多孔介质实际上是指固体物质组成的骨架以及由骨架分隔成大量微小空隙所构成的物质。所以孔隙是物质中存在的空而无物的空间，其中极其微小的可视为“分子间隙”，而其极大者被称作“孔洞”。多孔介质中的孔隙尺寸是介于以上两者之间的。manegold曾设计了一套空隙空间的分级方法，他将孔隙分为空隙、毛细管隙、迫开隙。三种孔隙分别具有以下特点：空隙的内壁对其内部水动力学流动影响不大；毛细管隙的内壁对其内部水动力学流动影响很大但不会影响流体分子结构；迫开隙的内壁会影响流体分子结构。

bear,zaslavsky和irmay总结了多孔介质更为普遍的特点：

1）多孔介质是多相物质所占据的空间，且多相物质中至少有一相不是固体，固体部分被称作骨架，而多孔介质范围内没有固体的那部分空间称作孔隙空间。

2）在多孔介质所占据的空间内固体相应遍及整个多孔介质，孔隙空间应比较狭窄。

3）构成多孔介质孔隙空间的某些孔隙应是相互连通的。此类孔隙被称为有效空隙空间，而不连通的孔隙相对于流体可视为骨架。

从上述多孔介质的特点中可以得知多孔介质的以下基本性质：

1）多孔介质具有孔隙性。多孔介质的孔隙性一般用孔隙率来表示，其定义为多孔介质中的孔隙体积占多孔介质总体积的百分比。孔隙率一般由多孔介质中骨架的粒径分布和孔径分布所决定。

2）多孔介质具有可压缩性。多孔介质的可压缩性是指其在受到外力作用时所发生的形态改变。一般用压缩性系数表示，其定义为单位外力引起的多孔介质体积变化与总体积的比值。

日常生活中多孔介质的实例显而易见，众多天然材料、人造材料甚至生命体均为多孔材料。根据研究领域不同，多孔材料可分为地质多孔材料，例如土壤、岩石、地下含水层等；人造多孔材料，如服装、陶瓷、高分子聚合材料等；生命体多孔材料，如树木、森林等。

多孔介质的研究状况

多孔介质孔隙结构千差万别，孔隙尺寸跨度很大，最小的微孔多孔介质其孔隙尺寸为纳米级而大的空隙尺寸可以到米级。多孔介质的性质与其孔隙结构密切相关，包括孔隙分布、孔隙尺寸、孔隙形状和孔隙体积。

e.kierlik,m.l.rosinberg和g.tarjus研究了无序多孔材料中流体的压力分布规律，他们应用格林-波戈留波夫方法推导出了在无序多孔介质中流动流体的热力学压力表达式。陈凯华，宋存义等人采用多孔介质模型模拟了气流通过挡风抑尘墙的流动情况。nélio henderson和eline flores研究了多孔介质内的表面流动状况，这种类型的流动常见于应用科学和工程领域，如色谱分析，表面萃取，石油储存柜等。

多孔介质在暖通空调领域的应用

4.1 泡沫塑料

泡沫塑料又称多孔塑料，是一种以塑料为基本组成部分，内含大量气泡孔隙的多孔塑料制品。其特点：相对密度低，是所有多孔材料中密度最小的一类；隔热性能优良；热导率低；隔音效果佳；比强度高等。硬

质泡沫塑料热导率低、强度大。闭孔率高，适合作冰箱、冷库、冷藏集装箱、管道保温等的保温隔热材料。用热导率低于空气的气体（如三氯氟甲烷ccl3f等）取代孔穴中的空气，可提高泡沫塑料的隔热性能。

多孔的泡沫塑料介质对浮尘的尺寸选择性取样十分有用。通过浮尘取样的检测对照，证明在不同材料的除尘测试中泡沫塑料具有高的灰尘捕集容量。泡沫塑料不但可以制造生物环境方面的灰尘颗粒尺寸选择器，也可作为某些场合的空气过滤装置，如防尘口罩等。

4.2 多孔陶瓷材料的应用

多孔陶瓷的发展始于20世纪70年代，主相为气孔，是一种高温特性绿色材料。多孔陶瓷材料有如下特性：①化学稳定性好；②机械强度和刚度高；③耐热性佳。多孔陶瓷的这些优良特性非常适应能源与环保等关系国计民生方面的应用，具有巨大的经济效益和社会效益。

多孔材料质隔热材料有效热导率可用下式表示：

(1)

式中，ke为有效热导率；p为孔隙率；ks为固相热导率；kg为气相热导率；d为孔径；σ为玻尔兹曼常数；t为平均热力学温度。

由上式可以看出，由于气体的热导率远小于固体的热导率，所以多孔材料的热导率小于普通材料，具有良好的隔热性能。并且通过上式可以看出，孔隙率p越大，孔隙越小，材料的隔热性能越好。

将多孔陶瓷基相变蓄热材料结合进普通建筑材料中，相变蓄热材料具有普通材料无法比拟的热容，普通材料在温度变化1℃时储存同等热量需要190倍于相变蓄热材料的质量。相变材料可提高建筑物的热惰性，使温度变化幅度小，提高舒适度并减少所需空气处理设备的容量，减少空调或空调系统的设计负荷和运行能耗，从而提高设备运行效率并节能。如果将其与适合的通风方式相结合，例如在墙体中设置风道，可达到蓄能的作用。

4.3 多孔金属材料

多孔金属材料兼具多孔材料的绝大部分优异性能，并克服了多孔陶瓷材料的质脆、不易封装和安装困难及泡沫塑料的高温性能差、强度小、耐蚀性能低等不足，其最佳的综合性能指标，使之成为应用最广泛的多孔材料。

换热设备广泛应用于能源、空调、制冷等工业领域，在暖通空调领域，蒸发器、冷凝器、空气预热器等均属于换热器，换热设备的落后是中国能源利用效率低下的重要原因，资料显示，强化传热技术的应用可使设备能耗较常规降低 20％以上。

换热器内插入纽带、金属泡沫、螺旋弹簧等多孔介质(孔隙率ε≥95%)可有效的强化传热，尤其对强化气体、低雷诺数流体或高黏度流体的传热更为有效。管内插入扰流装置相对成本低，工艺简单，且取出清洁容易并有效地防止污垢生成，对旧设备的革新挖潜尤为有利，因此得到了工程上的广泛应用。

还有其他材料，比如土壤源热泵等，这里就不再一一赘述。

结语

多孔材料在暖通空调的建筑节能方面有很多应用，但由于不论多孔材料还是暖通空调的新技术都是二十世纪以来才得到广泛地发展，并且它涉及到很多学科的交叉，许多研究目前还处于理论研究和实验阶段，新型材料的研究及它的应用可行性研究到实际的工程应用还有很多工作。

参考文献

朱小龙,苏雪筠.多孔陶瓷材料[j].中国陶瓷,2000,36（4）：36～39.

刘树元,杨焱明,刘庆.多孔陶瓷材料在环境工程中的应用[j].济南大学学报(自然科学版),2008,22（1）:66～72.

刘伟,范爱武,黄晓明.多孔介质传热传质理论与应用[m].北京.科学出版社,2003,6.

泡沫陶瓷篇7

现行生产工艺有几大类：

1）将制备好的氧化物陶瓷颗粒与自熔性金属合金粉末混合后（按一定比例）用油压机或等静压压制成工艺所需的形状，用高于自熔性金属合金熔点的温度下，进行烧结；

2）将制备好的氧化物陶瓷颗粒与自熔性金属合金粉末混合烧结，是利用自熔性金属合金与氧元素结合能力的差异，将金属从其氧化物中置换出来，形成氧化物陶瓷／铁基耐磨复合材料；

3）将自熔性金属合金熔液熔渗到陶瓷预制体多孔之中。上述方法只能生产小型复合材料块，无法将复合材料复合到需要耐磨的部位，运用到矿山机械、粉碎设备上难度很大。此工艺经济性稍差。

2研究方向

氧化物陶瓷铁合金复合材料性能优良，但与大型结构件复合复合困难，制备过程比较复杂。虽然，现有工艺解决了一些问题，在制作单个氧化物陶瓷铁合金复合材料上等研究取得了一定的进展，在实际应用领域但仍未开发出适合实际的产品。因此，需要研究开发出适合的新型制备工艺。我们主要研究方向是如何将复合材料复合到需要耐磨的部位，运用到矿山机械、粉碎设备上，重点在能降低成本、实现大规模生产进行研究探讨。

3实施方法

1）合金耐磨预制件制成工艺：将氧化物陶瓷颗粒与自熔性合金粉末按比例用机械进行充分混合，依据用户产品结构不同设计不同的模具，在油压机下将合金耐磨预制件压制制成特定形状，如柱状、条状、块状、蜂窝状等；

2）冶金工艺：将耐磨预制件置于用泡沫、塑料等高分子有机材料制作的实体模具内用真空冶金铸造工艺进行复合铸造。利用金属母液的温度将合金耐磨预制件烧制成型并与合金耐磨预制件形成冶金结合面。该工艺设备投资小、工艺简单、金属母体与耐磨预制件冶金结合面良好。

4工艺过程

1）将粒径为8目的氧化物陶瓷颗粒10%、粒径为30目的氧化物陶瓷颗粒39%、粒径为60目的氧化锆陶瓷颗粒48%与自熔性铁基合金粉末7%，使用水溶性树脂4%机械混合均匀得混合物，放入油压机中用模具压制成型然后放入80°C的烘箱中烘干得到耐磨预制件；

2）将耐磨预制件在800℃的箱式炉中进行排胶；

3）将排胶后的耐磨预制件涂抹硬钎剂；

4）将涂抹硬钎剂的耐磨预制件置于用泡沫、塑料等高分子有机材料制作成为与要生产铸造的零件结构、尺寸完全一样的实体模具内；

5）实体模具经过浸涂强化涂料并烘干后，装入真空造型砂箱中排列好做好浇铸口，然后用干石英砂埋好，经三维振动台振动埋实；

泡沫陶瓷篇8

关键词：建筑工程；生态建材；应用

人口膨胀、资源短缺和环境恶化被称为当今社会持续发展所面临的三大问题。而材料则是人类赖以生活和生产的物质基础。由于人们过度追求材料性能和质量，致使在材料的提取、制备、生产制造、使用以至废弃的过程中，耗费了大量的资源和能源，并排放出大量的废渣、废液和废气。各种统计数字已经表明，材料及其制品的制造、使用及废弃过程是造成能源短缺、资源过度消耗和枯竭以及环境污染的主要原因之一。这就要求材料工作者认真对待资源、能源和环境之间关系的问题。正是在这种历史背景之下，生态环境材料的概念应运而生。

1生态建材的特性

生态建材拓展人类的生活领域， 为人类开拓更广阔的活动空间；能减少对环境的污染， 这一类材料环境协调性好，具有优异性能，又有益于人体健康。具体说来，生态建材有如下主要特点：具有优异的使用性能；生产时少用或不用天然资源.大量使用废弃物作为再生资源，采用清洁的生产技术，尽量减少废气、度渣和废水的排放量，或使之经有效的净化处理，着能实现零排放的生产技术，则更为理想；使用过程中有益于人体健康、有利于生态环境改善，与环境相和谐；废弃后使之作为再生资源或能源加以利用，或能作净化处理。使人类的活动范围尽可能协凋， 使废弃物回收处理达到最小， 创造和谐的健康生活环境， 又能使人类在更加美好、 舒适的环境中生活。

2生态建材的开发与应用

2.1钢结构建筑的推广

钢材是可回收再利用的环保材料，目前超高层建筑都是钢结构建筑，但是优质钢材价格高，导致钢结构建筑造价过高因而在设计中不经常涉及到。

2.2水泥混凝土的生态环境化

环境友好型生态混凝土是指与地球生态环境友好的混凝土，目前其生态化的技术途径主要有如下三种：

①降低制造时对环境的影响，这种技术途径主要通过固体废弃物的再生利用来实现，例如采用城市垃圾焚烧灰和下水道污泥、工业废弃物作原料生产水泥；又例如利用火山灰、高炉矿渣等工业副产品混合生产混凝土，这种方法不仅节约了能源，而且少占用土地。再生混凝土是将用过的混凝土粉碎作为骨料再生使用，这样可以有效解决废弃物、骨料物质、石灰石资源、二氧化碳的排放等问题。它也是水泥混凝土生态化的一种主要技术。

②降低使用时对环境的影响，这种技术途径不是通过生产混凝土自身来降低环境的负荷，而是通过使用方法来降低环境负荷。如通过提高混凝土的耐性来提高建筑物的寿命；或者通过加强设计和管理来提高建筑物的寿命，混凝土延长了寿命相当于节省了资源、能量。

③利用混凝土本身特性降低其对环境的影响，这种技术途径是利用其本身具有降低环境负荷的能力来降低周围环境负荷。例如多孔混凝土，它本身含有大量的连续小孔隙，单个孔隙和孔隙相连时其性质会很不同。通过控制不同孔隙的特征和孔隙量，可使混凝土有不同的性能，如良好的透水性、吸音性、蓄热性、吸附气体性能等等。利用混凝土的这些特征，已开发出许多新品种，例如具有排水性的铺装用制品；又如具有吸音性、能够吸收有害气体、具有调湿功能以及能储热的混凝土制品。

2.3木材陶瓷的开发与应用

木材陶瓷是一种采用木材（或其他木质材料）在热固性树脂中浸渍后，真空碳化而成的新型多孔质碳素材料，其中的木质材料在烧结后生成软质无定形碳，树脂生成硬质玻璃碳。它并不是真正意义上的陶瓷产品，但它的许多特性与多孔功能陶瓷相似。木材陶瓷的断裂韧性很低，与冰相似。木材陶瓷的摩擦因数几乎不受磨材料的种类、粗糙度、剂和滑动速度的影响。它也可作电屏蔽材料，同时它的远红外放射率和反射辉度与黑体相似，前者恒为80%，由于人体多靠远红外线获取热量，因此，木材陶瓷具有发展成房暖材料的巨大潜力。

2.4生态玻璃的开发与应用

①玻璃马赛克。它一般采用熔融法和烧结法制造，以石英砂、石灰石、白云石、长石、纯碱、着色剂和乳化剂等为主要原料，经高温熔化后，链板延压法成型、退火而成。玻璃马赛克不仅具有色调柔和、朴实典雅、不变色、物理化学性 能良好、不积灰、坚硬耐久、表面光滑、因雨水自洁而历久常新等诸多优点，而且它与水泥黏结性能好，施工方便、价格便宜因而被广泛应用于建筑物内外墙装饰。

②泡沫玻璃。泡沫玻璃又称多孔玻璃，是由玻璃原料、发泡剂和外掺剂经高温焙烧制成的玻璃材料。泡沫玻璃按物化性能不同可分为隔热、吸音、增强、装饰、抗辐射，以及用作粒状填充料等泡沫玻璃。隔热泡沫玻璃具有密闭气孔，以便降低导热系数和吸水率；吸声和装饰泡沫玻璃则为开孔和联通孔，以便于增强吸声性能或易于表面涂防护装饰层；增强泡沫玻璃内夹金属丝网，以提高机械强度；泡沫玻璃制造中加工下来的碎片、粉粒经回收可用作粒状填充料，用于轻质混凝土、屋面板等材料的生产。

③工业废渣微晶玻璃。它是采用工业废渣或尾砂等作为原料制造的矿渣微晶玻璃和灰渣微晶玻璃等，它不仅因为性能优异、使用广泛、价格便宜而引起人们的重视，而且更为重要的是对于综合利用固体废弃物、合理使用天然资源及综合治理环境污染等方面具有重大的意义。

④复合防火玻璃。它是由两层以上的平板玻璃间含有透明阻燃胶黏层而制成的一种夹层玻璃，具有优良的防火性能，有一定的抗冲击强度，存放稳定性好，适用环境、温度范围广，可按用户提出的规格和要求加工，因而被广泛应用。

3生态建材研究的意义

3.1重视生态环境问题

考虑保护环境的措施，努力减轻传统建材对环境的负面影响，改善传统建材对环境的协调性，发展成为既有优良的功能性又有环境协调性和舒适性的生态建材。环境问题的实质，就是经济问题和社会问题，是人类自然地、而且是自觉地建设人类文明的问题。环境的承载能力和环境容量是有限的，如果人口的增长、生产的发展不考虑环境条件的制约作用，超出了环境的容许极限，就会导致环境的污染与破坏，造成资源的枯竭和人类健康的损害。

3.2树立可持续发展的生态建材观

可持续发展正是从环境污染对人类生存与发展的关系角度提出的，人类的发展要注意与经济、人口、社会、资源环境的协调发展， 不能以经济快速增长来代替人类社会的发展和进步，必须审时度势，走可持续发展的道路。经济发展水平以及发展中面临的环境和所要解决的问题的差异，决定了当前发展中国家的可持续发展具有“弱可持续性”，发达国家的可持续发展则具有“强可持续性”。

泡沫陶瓷篇9

粘海绵须用海绵专用胶，海绵胶水广泛应用于高档家具、家用电器、仪器仪表、工艺礼品、木制品、玻璃陶瓷、建筑防水、地毯夹层、隔音、旅游箱包、精密零配件、各种管道保温等领域。如果少量使用，比如自作工艺品，小手工制作等，用塑料胶棒加热枪来粘接（市场有卖很廉价）也是可以的。

现在各品牌胶种类繁多，如果不了解胶的成分和特点或没有标注可以粘泡沫海绵等说明的胶，一定要慎用，或用之前在不要的边角余料的海绵上先试粘一下，看看效果是否能令人满意，在进行使用，因为有些胶对海绵及泡沫是有严重腐蚀性的。

（来源：文章屋网 ）

泡沫陶瓷篇10

在秦始皇帝陵博物院与陕西省考古研究院近期的联合考古发掘中，首次发现了秦代陶俑新的类制以及其所蕴含的文化元素。考古人员在秦始皇陵发掘约880平方米，共清理出晚期墓葬15座、扰坑9座。出土的文物中，尤以近30件陶俑最引人注目。此次发掘出土的陶俑通体涂有彩绘，上身的彩绘保存较好，但颜色偏黄。通过观察彩绘，均可观察出彩绘涂刷的方向与纹路，能从这批秦代陶俑新的类制中揭示秦代丰富多彩的杂技艺术及神秘的宫廷娱乐文化。新出土两类陶俑，其中一类俗称“泡钉俑”。俑身上首次发现的“宫藏”文字表明其身份尊贵，为研究“秦俑家族”和秦宫制度、尤其是娱乐艺术和时尚生活等提供了鲜活的珍贵资料。

在“百戏俑坑”第三过洞中命名为2012第4号俑的陶俑，即是泡钉俑。其修复后通高1.57米（不含头部），其中身高1.54米，脚踏板厚0.03米。该俑整体呈站立姿，身体稍向左侧扭转，左手臂上举，右臂搭于胸前右侧，双腿分离，略呈小弓步；上身着衣，下身着裳。

科学家发现最古老昆虫化石

近日，科学家发现了最为古老的昆虫化石，那是一对生活在侏罗纪时期的昆虫。1.65亿年前，在目前的中国东北部，一对沫蝉在时不幸被困身亡，在石头中保存下来。沫蝉是一种小型昆虫，喜好在庄稼间蹦蹦跳跳，犹如小青蛙一样。昆虫的化石极为稀少，给研究昆虫进化和昆虫生殖器插入方式的科学家们带来了挑战。这对多情的沫蝉当时正在以肚皮对肚皮的进行，在很大程度上跟现在沫蝉时的相同。这块化石保存得极其完好，显示了那只雄性沫蝉的生殖器插入雌性的体内，而且雄性沫蝉的体节表明，时它的身体在不断地弯曲摆动。

福建福州挖出千年古墓 陪葬品与茶薰有关

在福建福州仓山万春巷，一座唐中期之前的千年古墓近日完整地呈现在大家眼前。出土的30多件陪葬品，囊括了各种生活用品，主要是唐代青瓷，有五盅盘、盘口壶、四系罐、双耳罐、香炉、陶灶等，其中不少与喝茶、熏香有关。由于墓葬没有被破坏，出土的器物都很完整，整体看来就是一个微缩的社会场景。此次考古发现对研究唐代福州的风俗文化以及制瓷工艺等有着重要价值。关于唐代福建历史发展情况的文字记载极少，这座墓葬及陪葬品的出土，是难得的研究实物。这座墓葬规制较大，可推测墓主生前比较富裕。这座两米多深的青砖墓穴横卧在两栋居民楼中间，长方形的墓室宽1.8米、长约5米、高约2.2米，墓砖上有钱纹、莲花纹、叶脉纹3种纹饰。

四川宜宾出土东汉石棺群：刻荆轲刺秦王图案

四川宜宾市江安县发掘出土的东汉魏晋时期的古石棺已达七具，其中3具获安全转移。而如此规模的石棺群落的出土极为罕见，七具石棺已全被鉴定为国家一级文物。目前已出土的东汉魏晋石棺群落分布在该县留耕镇黄龙村、任家坝、周家咀等地。出土石棺用当地盛产的白石制成，古石棺大部分完好无损少数略有残损。石棺外侧的四周与棺盖，均为浮雕工艺刻制，雕饰有众多生动的社会生活场景与神话传说故事图案。

其中，汉棺身左侧前部刻有“荆轲刺秦王”图案，后部刻有戴冠着袍人物，旁有一龙，棺右侧刻宴饮百戏图，宴饮者6人，百戏动作有弄丸、掷剑、钻圈、舞蹈等。石棺图案生动地反映了东汉魏晋时期的社会生活景象，是研究魏晋时期社会生产生活与科学艺术水平不可多得的实体文物。不久前，国家、省文物部门已派出专家对江安县出土东汉魏晋石棺进行鉴定，认为川南江安县发现此石棺实属举世罕见，七具石棺已经全部被鉴定为国家一级文物作为重点保护。

湖南新化发现260余年清代石拱桥

湖南新化县近日在该县发现有260余年的清代石拱桥，其中桥上的石雕蜈蚣，为湘中地区最大，也是保存最生动、完整的文物。这座乾隆十二年（1748）建成的油溪石拱桥，桥长53.3米，宽8米，高度为22米。油溪桥单孔跨度为28米，为娄底最大的单孔跨度的古桥。该桥全用巨石砌成，桥头边有一只石狮镇守，张嘴瞪眼。石栏中阳刻一条巨大的蜈蚣，大眼怒看青天。整个桥上半身均被藤荆缠绕，一年四季，青翠欲滴。石雕蜈蚣长为1.72米，宽为61厘米。蜈蚣为阳刻，摇头摆尾，有21只脚。“蜈蚣避水，寓意庇佑桥体平安。”文物专家说，蜈蚣是比较常见的桥体吉祥物。

日本奈良县发现平安时代将棋的驹醉象

日本奈良县立原考古学研究所发表消息称，在日本奈良市兴福寺的旧址附近发现了11世纪末（平安时代）将棋的驹4个“醉象”。最新发现的“醉象”在当今主流的将棋中已经不再使用，该考古发现比之前的发现早了约250年。原研究所表示：‘醉象’有可能是代表僧侣或寺院相关人员。这对研究平安将棋来说是非常重要的资料。据悉，该“醉象”长2.5cm、宽1.5cm，表面上还残留着墨水书写的“醉象”笔迹。另外2个“醉象”上面写的是“桂马”和“步兵”。还有1个“醉象”上面所写的字已经无法辨认。

加勒比海底发现500年前沉船宝藏

据英国《每日邮报》报道，潜水员在加勒比海海底发现了1540年沉没的匿名帆船，船上发现1200种高品质的文物。这些产于16世纪的宝藏在多米尼加共和国的加勒比海海底发现，在沉船上的多种优质英国锡餐具，至今仍完好无损。这艘船当时是从塞维利亚运送西班牙大使到他们的新殖民地伊斯帕尼奥拉岛，即现在的多米尼加共和国和海地，船上载有成千上万的高品质餐具。但是，在蓬塔卡纳的最东端，帆船撞到岩石上沉没了。专家称，大使是唯一的幸存者，帆船残骸在2011年才被发现，挖掘工作仍在进行，四分之三的文物将保留在发现地多米尼加共和国，其余的会送给寻宝潜水员，这些文物与当时制造时一样完美。

这些宝藏中有三分之一被认为出自16世纪英国著名锡匠汤姆斯・柯蒂斯之手，这些文物中的一部分将在约克郡威尔金森拍卖行出售，价值高达20万英镑，其中出自伦敦锡匠Edward Cacher之手的16英寸的盘子是价格最高的，高达1.5万英镑，一对出自汤姆斯之手的八角形盘子价值5000英镑。

陕西西安南郊发现罕见古墓群

2013年7月，陕西西安市文物保护考古研究院在西安南郊配合羊头镇住宅小区的基建过程中发掘了18座古墓，其中汉墓7座、唐墓9座、宋墓1座，尤其是发掘的唐墓中有5座出土墓志，墓志纪年明确，内容丰富，为西安地区唐墓研究提供了重要资料。

一、汉代墓葬 7座，其中竖穴墓道砖室墓5座，斜坡墓道砖室墓2座。7座汉墓共出土器物28件（不含铜钱），其中以陶器数量最多，陶质有泥质灰陶和红胎釉陶，器类有鼎、盒、壶等仿铜陶礼器以及罐、仓、灶、釜、甑、盆、樽、饼等日常生活明器。铜器有铜镜、铜钱（五铢），铁器为铁剑，玉石器主要为口。