多孔RE-Si-O三元陶瓷的制備與性能表征.pdf

1、隨著航空航天等領域的發(fā)展，對于綜合性能優(yōu)良的多孔陶瓷隔熱材料的需求日益突出。為了開發(fā)新型多孔陶瓷隔熱材料，本工作在RE-Si-O體系中選取熔點高、熱導率極低且高溫熱學和化學穩(wěn)定性較好的Y2SiO5和Yb2SiO5作為基礎材料，采用水基冷凍干燥法制備具有高孔隙率的多孔陶瓷，并通過復合SiO2氣凝膠和添加莫來石纖維的方式優(yōu)化多孔陶瓷的性能。
　　以自制的Y2SiO5粉末為原料，采用水基冷凍干燥法制備多孔坯體，將坯體高溫燒結后成功制備出

2、了具有高孔隙率的Y2SiO5多孔陶瓷。所制備的樣品是有著明顯方向性通孔和片層狀結構的多孔陶瓷，孔徑尺寸分布在10～30μm且孔隙分布均勻。本文研究了漿料的固相含量和坯體的燒結溫度對Y2SiO5多孔陶瓷性能的影響，在漿料固相含量為15vol％、燒結溫度為1400℃情況下制備出綜合性能優(yōu)良的多孔陶瓷，具有較高的孔隙率(83.9％)和壓縮強度(1.62MPa)，較低的熱導率(0.142W/(m·K))和密度(0.723g/cm3)。以同樣工藝

3、制備了Yb2SiO5多孔陶瓷，樣品也具有較為優(yōu)良的力學性能和熱學性能，當漿料的固相含量從10vol％增加到25vol％時，樣品對應的孔隙率為85.4％～70.6％時，壓縮強度為1.75～6.92MPa，室溫熱導率為0.107～0.302W/(m·K)。
　　采用SiO2氣凝膠填充Y2SiO5多孔陶瓷的孔隙，制備出了SiO2氣凝膠復合Y2SiO5多孔陶瓷。SiO2氣凝膠的加入抑制了氣相傳熱、對流傳熱和輻射傳熱，明顯改善了Y2SiO5

4、多孔陶瓷的熱學性能，使熱導率降低20％以上;同時SiO2氣凝膠加固了多孔骨架結構，改善了Y2SiO5多孔陶瓷的力學性能，使壓縮強度提高了50％以上。
　　將莫來石纖維加入Y2SiO5多孔陶瓷，制備出了莫來石纖維增韌Y2SiO5多孔陶瓷。適量莫來石纖維的加入改善了Y2SiO5多孔陶瓷的力學性能，當加入10vol％的莫來石纖維時，樣品的壓縮強度從1.62MPa上升到了1.76MPa，熱導率從0.142W/(m·K)降低到了0.123W