20 世紀70年代以來, 人們進行了大量選擇助燒劑的研究，有B-C、Al2O3-Y2O3(YAG)、Al-B-C等,而且複合添加的比單一的燒結效果好。
SiC是一種共價鍵性很強的化合物,其自擴散係數極小,可燒結性很差。添加助燒劑後可使SiC在較低的溫度發生燒結。
基本介紹
- 中文名：助燒結劑
- 舉例：Al2O3-Y2O3(YAG)、Al-B-C等
- 效果：符合添加更好
- 領域：工程技術
不同助燒結劑及造孔劑對SiC多孔陶瓷的影響,納米氧化鋁製備氧化鋁陶瓷膜支撐體,
不同助燒結劑及造孔劑對SiC多孔陶瓷的影響
對於以Al2O3-Y2O3為助燒劑的SiC多孔陶瓷,根據Al2O3-Y2O3-SiO2相圖,此三元系統中液相出現的溫度均較Al2O3-Y2O3的1760℃和Y2O3-SiO2的1650℃要低得多,再加上SiO2的活性很高,所以出現液相的溫度可能更低,可以達到1400℃以下。因此可以認為,在本試驗的1550℃的燒結溫度下,Al2O3-Y2O3-SiO2形成了液相,屬於液相燒結。
向SiC中添加一定配比的Si粉,意在使Si能夠與SiC表面的C發生反應,生成新的SiC相,從而將SiC顆粒彼此連線起來。在本實驗條件下,真空燒結的溫度為1550℃,高於Si的熔點(1420℃),使Si發生熔融。熔融的Si更有利於降低Si C燒結的溫度和增加燒結驅動力,使Si和C反應生成新相的過程更加完全,促進SiC的燒結。
以Al2O3-Y2O3及Si為助燒劑的試樣中均有液相生成的特徵。雖然如此,但同時也可以看出,以Al2O3-Y2O3為燒結劑的SiC多孔陶瓷中的孔洞較小,結構較為緊密;而以Si為燒結劑的SiC多孔陶瓷中出現了較大的孔洞,而且陶瓷顆粒結合疏鬆。未加入造孔劑的試樣由於SiC顆粒間的間隙具有一定的氣孔率。由此可見,加入Al2O3-Y2O3助燒結劑後,經過預氧化處理,比Si更能有效地促進SiC的燒結,有利於提高Si C陶瓷的孔結構穩定性。
納米氧化鋁製備氧化鋁陶瓷膜支撐體
陶瓷無機膜具有如耐高溫、耐酸鹼和生物腐蝕、機械強度高、可反覆清洗再生利用、使用壽命長等許多的優點，在石油化工、微生物化工、醫藥和食品等領域的獲得廣泛套用。為滿足特定使用環境的需要和提高陶瓷膜的滲透通量，通常採用大粒徑的Al2O3用作陶瓷膜支撐體的製備材料。由於Al2O3的熔點為 2050℃，大粒徑的 α-Al2O3陶瓷膜支撐體的燒結需要1700℃以上，因此，陶瓷膜支撐體的能耗極大。儘管以高嶺土 - 白雲石，天然沸石，SiO2為主要原料可在較低的燒結溫度下製備出陶瓷膜支撐體，但這種陶瓷膜支撐體不適用於苛性環境中使用。無論是以紫木節、滑石粉、膨潤土和高嶺土、滑石為助燒結劑，還是以TiO2和TiO2/Cu(NO3)2為燒結助劑，均是通過形成液相促進α-Al2O3顆粒的燒結來製備多孔α-Al2O3氧化鋁支撐體。受毛細管力的作用，高溫液相的物質會堆積在氧化鋁顆粒的頸部，這樣所得的陶瓷膜支撐體，儘管酸鹼腐蝕的質量損失率不高，但強度卻因氧化鋁顆粒頸部連線的減弱而明顯下降。為此，黃肖容提出使用納米氫氧化鋁溶膠作為燒結助劑，可有效降低基體的燒結溫度，而不引入其它物質。但這種方法只適於小粒徑的氧化鋁粉體，因為小粒徑的氧化鋁粉體才易於與納米氫氧化鋁溶膠均勻混合，通過納米氫氧化鋁溶膠的燒結促進小粒徑的氧化鋁粉體的燒結。對於大粒徑的 α-Al2O3粉體，納米氫氧化鋁溶膠會大粒徑的α-Al2O3顆粒堆積的間隙中聚集，在燒結過程中優先燒結成大粒徑顆粒，而無法起到助燒結作用，如何解決粒徑差距非常大的粉體間的混合成為需要研究的問題。
