基于燃燒合成制備多孔材料研究.pdf

1、多孔材料是一種功能復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，其依據(jù)孔結(jié)構(gòu)不同可以分為通孔和閉孔兩種。多孔材料制備工藝有很多，但研究者認(rèn)為現(xiàn)有生產(chǎn)工藝幾乎都未達(dá)到完善的成熟階段，其研究還僅處于實驗及初步應(yīng)用階段，多孔材料的制備工藝及應(yīng)用領(lǐng)域，仍需進一步研究和拓展。燃燒合成已逐步發(fā)展成為材料科學(xué)與燃燒化學(xué)之間的新邊緣學(xué)科，有極大應(yīng)用前景和前瞻性。
　　 課題基于燃燒合成制各多孔泡沫材料，重點研究反應(yīng)物配比、發(fā)泡劑加入量、球磨速度、球磨時間、冷壓成型壓力、加熱爐

2、溫等參數(shù)對燃燒合成過程及產(chǎn)物孔結(jié)構(gòu)的影響；在上述實驗的基礎(chǔ)上，探索性研究了不同產(chǎn)地和粒徑的鋁粉對燃燒合成反應(yīng)的影響，初步確定基于燃燒合成制備多孔材料主要參數(shù)的變化范圍，對該課題研究的進一步擴展及深化，奠定了基礎(chǔ)。實驗結(jié)果表明：
　　 (1)粉末冶金工藝制備預(yù)制體，多種粉狀原料按一定配比混合、球磨、冷壓成型后燃燒合成制備多孔材料。原材料粒徑及制備工藝對反應(yīng)生成物有極大影響，原材料粒徑或目數(shù)應(yīng)大致相同；此外原材料的化學(xué)活性必須考慮，

3、盡量選擇生成日期較晚的原材料。工業(yè)化成本和原材料準(zhǔn)備方面考慮，原材料粒徑控制在200目到600目。
　　 (2)球磨混粉工藝中，球磨轉(zhuǎn)速及時間對燃燒合成影響不明顯，但較細(xì)原材料（粒徑＜4μm）較長時間球磨時出現(xiàn)團聚。行星式球磨機球磨混粉轉(zhuǎn)速20r/min，時間為40min。冷壓成型制備預(yù)制體，成型壓力過大或過小，對燃燒合成均有不利影響。一般根據(jù)原材料特征及反應(yīng)現(xiàn)象，在200-300MPa之間進行調(diào)節(jié)。
　　 (3)基于N

4、i-Al-Ti-B4C系燃燒合成制備多孔鎳鋁金屬間化合物中，發(fā)泡劑含量6％、250MPa冷壓成型、預(yù)制體密度約為1.96g/cm3、選用產(chǎn)地為日本的鎳粉，燃燒產(chǎn)物孔隙率可達(dá)85％，孔結(jié)構(gòu)大小分布較好，但預(yù)制體整體形狀變化較大。
　　 (4)基于Al-Si-Ti-B4C-TiH2系燃燒合成反應(yīng)制備泡沫鋁實驗，冷壓成型壓力控制280MPa、發(fā)泡劑氫化鈦加入量1.5g、鋁粉粒度為11-24μm、爐溫680攝氏度時，燃燒合成反應(yīng)效果最好