基于Nano-CT技术研究多孔陶瓷材料的三维结构

摘要

陶瓷中空纤维膜材料体内的多孔结构对其性能影响很大，因此研究陶瓷的多孔结构具有十分重要的意义，不过现有的中空陶瓷表征手段均不能够观察这种孔的三维结构。本实验采用Nano-CT成像技术对相转化制备的陶瓷中空纤维膜的多孔结构进行了三维观察，获得了膜内部孔的形状、孔隙率、孔径分布等重要参数，并大致计算了孔的大小大约为0.4-1.5μm，孔隙率为38.31％，这些重要实验数据可以为改善其制造工艺、优化结构参数提供了基本依据，从而能够使其更好地在化工、能源、环保等多个领域得到更广泛的应用。本工作是在合肥国家同步辐射实验室U7A硬x-射线成像实验站完成的，我们主要开展了以下几个部分的工作：
　　 第一：利用Nano-CT技术进行中空陶瓷材料的二维图像的研究，获得了中空纤维膜的表面信息；
　　 第二：对YSZ-LSM陶瓷中空纤维壁内形貌进行了无损的三维观察，获得了膜内部孔的形状、孔的走向、孔径分布以及中空纤维膜内部详实的三维结构，同时计算了孔的大小和孔隙率。利用Nano-CT对YSZ-LSM进行表征技术可为改善制造工艺、优化结构参数提供准确数据，制备得到我们所需的微观结构，获得可以广泛应用于化工、能源、环保等领域所需性能的陶瓷中空纤维；
　　 第三：通过反复实验和样品的前期处理，不断提高中空陶瓷纤维膜样品制备方法，以求取得更完善的实验数据。

目录

文摘

英文文摘

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第1章 X射线三维显微成像技术概述

1.1引言

1.2 X射线光源

1.2.1同步辐射光源

1.2.2自由电子激光

1.2.3等离子体X射线源

1.3 X射线的发现及发展历史

1.4 X射线显微成像技术

1.4.1 TXM

1.4.2 STXM

1.5软x-ray三维成像技术

1.5.1软x-ray对真核细胞进行量化三维研究

1.5.2软x-ray成像技术对细胞蛋白质定位研究

1.6硬x-ray相位衬度成像技术

1.6.1 X射线干涉相位衬度成像工作原理

1.6.2硬X-射线成像技术应用进展

1.7 x-ray断层成像技术

1.8透射X射线显微技术

1.9本章小结

参考文献

第二章 X射显微成像光束线与实验站

2.1 x射线成像介绍

2.2 X射线显微成像光束线的设计

2.3陶瓷中空纤维膜的特性

2.4多孔陶瓷的众多用途

2.4.1催化剂的载体

2.4.2过滤及分离

2.4.3生物工程相关材料

2.5中空纤维膜的性能表征

2.6本章小结

参考文献

第三章 Nano-CT技术在陶瓷学上的研究

3.1陶瓷中空纤维氧分离膜的研究和发展现状

3.2制备过程研究

3.3实验样品的准备

3.4陶瓷的表征

3.5陶瓷材料三维结构及内部信息

3.6中空陶瓷材料三维重构方法过程探讨

3.7本章小结

参考文献

致谢!

在读期间发表的学术论文和取得的研究成果