固相量和冷冻温度对冷冻浇注SiC多孔陶瓷结构和性能的影响

摘要

多孔陶瓷是一种具有高比表面积、高渗透、耐腐蚀和生物相容性等优良性能的新型功能材料,在过滤分离、催化剂载体、多孔电极以及生物工程等领域具有广阔的应用前景。相较于传统的多孔陶瓷制备方法,冷冻浇注法具有工艺简单、环境友好以及材料适应强等优点,可以得到形状复杂且具有独特孔隙结构的多孔陶瓷部件。以叔丁醇为模板,通过冷冻浇注法制备了具有六方孔道结构的高气孔率碳化硅多孔陶瓷。利用扫描电子显微镜(SEM)分析了多孔陶瓷的孔结构特征,研究了固相量和冷冻温度对碳化硅多孔陶瓷显气孔率和强度的影响。结果表明:采用冷冻浇注工艺制备的SiC多孔陶瓷显气孔率均在65%以上,随着固相量的增加,多孔陶瓷的孔径与显气孔率减小,孔道数量增加,耐压强度增加;冷冻温度的降低造成多孔陶瓷的孔径尺寸减小,孔道数量增加,但显气孔率差别不大。当冷冻温度为-65℃时,多孔陶瓷沿着冷冻方向上形成较为明显的梯度孔分布。