多孔Ti-45Nb合金的微观组织与力学性能研究

新型多孔Ti-Nb合金因为具有良好的生物相容性,在硬组织植入材料领域中受到关注。本文利用纯Ti和Nb粉采用粉末烧结法制备多孔Ti-45Nb合金。通过造孔剂NH4HCO3调控多孔钛合金的孔隙度、孔隙尺寸、孔隙形貌、弹性模量和抗压强度。研究结果表明:随着造孔剂含量的增加,多孔Ti-45Nb合金的孔隙度和孔隙尺寸增大,孔隙连通性增加;弹性模量和抗压强度减小。多孔Ti-45Nb合金的孔隙特性和力学性能满足硬组织植入材料的基本要求。     

基于氮磷废水处理的沸石多孔吸附材料制备

以改性沸石粉体为原料,采用添加黏结剂和造孔剂方法制备多孔颗粒沸石,重点研究了黏结剂种类、用量、造孔剂种类和用量,水添加量等对颗粒沸石散失率及吸附氨氮、磷酸盐性能的影响.结果表明:聚乙烯醇(PVA)黏结效果优于水泥和羧甲基纤维素钠(CMC),造孔剂碳酸氢钠相比较活性炭效果更佳.扫描电镜(SEM)结果发现添加碳酸氢钠后,颗粒沸石孔径增大,孔隙结构得到明显改善.在改性沸石粉体中添加1.2%PVA、4%碳酸氢钠、40%水制备所得颗粒型沸石散失率为0,且具有较高氮磷吸附性能,对水中氨氮、磷酸盐的去除率高达88.55%和83.11%.吸附动力学实验表明,多孔颗粒型沸石对氮磷的吸附更加符合拟二级动力学模型.     

聚乳酸多孔支架的制备研究

分别采用粒子滤出法和冷冻干燥粒子滤出复合法制备了聚乳酸多孔支架.在粒子滤出法中,采用氯化钠和碳酸氢铵作为造孔剂制备多孔支架;在冷冻干燥法中,采用碳酸氢铵和冰颗粒作为造孔剂制备多孔支架.实验结果表明:采用氯化钠或碳酸氢铵做造孔剂,生成的多孔支架有造孔剂残留;采用冰颗粒造孔则无残留.研究认为,采取适当的工艺措施,加速造孔剂向环境的传质过程,是降低支架中造孔剂残留的有效途径,并提出了在实际中可采取的改进措施,包括选用易于滤出的材料、提高氯仿和造孔剂含量、提高温度和真空度、采用特殊气氛、提高过滤溶液的流动性.     

氯化钠作为造孔剂制备含氯多孔羟基磷灰石实验研究

采用化学沉淀法,制备纳米HA粉体.采用造孔剂法,首次利用Na Cl作造孔剂,将纳米HA粉体和Na Cl颗粒按一定比例混合压制成型,经高温烧结制备出多孔含Na Cl的HA材料.利用XRD、SEM、EDX手段研究多孔HA的组成成分、微观形貌、孔径尺寸及孔隙率.研究结果表明:Na Cl是比较理想的造孔剂材料,可制备孔隙率、孔径尺寸、形貌可控的多孔材料.造孔剂含量为30%,尺寸在160~200目时,造孔效果最好;在烧结温度1200℃烧结时,Na Cl会与HA发生反应,生成Ca5(PO4)3Cl,Ca9.54P5.98O23.58Cl1.6(OH)2.74等新的物相.     

氧化锆基NOx传感器扩散障研究

以Al2O3为主要原料,添加适量ZrO2和储氧剂,以超细炭粉作造孔剂,制备氧化锆基NOx传感器的多孔扩散障,对其附着状态、孔隙率、形貌和测试信号等进行分析。结果表明,随着扩散障造孔剂含量的增加,扩散障与基体附着下降,孔隙率增加;造孔剂含量为15%时,扩散障与基体附着良好,孔隙分布均匀,其传感器的测量泵对NO呈现出良好的极限电流趋势,测试灵敏度和精度高。     

不同成分Ni-Al合金去合金化过程中的结构演化与机理

采用真空熔炼与快速凝固相结合的方法制备Ni(原子分数)为15%~40%的Ni-Al前驱体合金薄带,通过不同去合金化工艺制备纳米多孔镍,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析多孔镍的相组成和微观形貌,研究前驱体Ni-Al合金成分与去合金化工艺对纳米多孔镍微观结构的影响及其形成机理.结果表明:镍原子分数为15%~30%时,可通过化学去合金化形成纳米多孔Ni,镍原子分数为25%~40%时,可通过电化学去合金化形成纳米多孔结构.相同成分的Ni-Al合金,电化学去合金化较化学去合金化获得的多孔结构更为均匀,骨架尺寸相对较小.2相的协同腐蚀作用对去合金化具有促进作用,且对纳米多孔镍的形貌及多层次纳米多孔结构的形成有重要影响.     

微孔碳化硅过滤材料的研究

研究了分别用锯末、碳粉和石油焦粉作为造孔剂，制备了氧化物结合碳化硅微孔陶瓷的工艺，并讲座了制备工艺与性能的关系，研究结果表明，碳硅颗粒通过莫来石结合成基本相,随着造孔剂质量分数的增加，材料的孔率增加，抗弯强度下降，而减小毛坯成型压力与增加造孔剂具有同样的效果，此外，增加氧化物结合剂的加入量和使用较细的碳化硅颗粒，会提高微孔陶瓷的强度，通过工优化，制备了满足使用要求的微孔碳化硅过滤材料。     

PEG/WCl6添加比例对WO3薄膜形貌及气敏特性的影响

以氯化钨(WCl₆)、无水乙醇(C₂H₅OH)和二甲基甲酰胺(C₃H₇NO)为前驱体,以聚乙二醇(PEG-1000)为造孔剂,采用非水解溶胶-凝胶法制备WO₃多孔薄膜,考察了PEG与WCl₆添加比例对薄膜形貌结构和气敏特性的影响.结果表明,在PEG与WCl₆添加比例为0.5时可获得形貌均一、孔隙率高、比表面积大的WO₃多孔薄膜.所获WO₃薄膜具有单一的单斜晶系结构,主要由直径为20~60nm的纳米颗粒所构成.气敏特性研究结果表明,WO₃多孔薄膜呈现n型半导体特性,在最佳工作温度100℃时表现出对NO₂良好的气敏性能;WO₃薄膜的成膜机理表明,造孔剂PEG-1000引导无机材料形成高孔隙率和高比表面积的三维多孔薄膜结构,该多孔结构有望作为NO₂气体的潜在气敏材料.     

粉煤灰基多孔陶瓷过滤材料的制备和性能

以粉煤灰为骨料,采用添加造孔剂法制备粉煤灰基多孔陶瓷过滤材料,研究了造孔剂用量和烧结温度对其性能的影响.通过压汞仪、X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜等分析测试技术对试样进行了性能表征.结果表明:随着造孔剂用量的增加,显气孔率和吸水率升高,抗弯强度和密度下降.提高烧结温度可以有效提高抗弯强度,而不影响材料的主要物相组成;当烧结温度大于1 175℃时,显气孔率和透气度显著下降.造孔剂用量为35%,烧结温度为1 175℃时,可制得抗弯强度大、气孔发达及高比表面积的多孔陶瓷过滤材料.     

煤矸石和用后耐火材料合成多孔堇青石

以煤矸石、用后滑板砖和用后镁碳砖为原料,采用石墨、淀粉和复合添加剂为造孔剂,制备出多孔堇青石材料,并研究造孔剂种类、造孔剂加入量和合成温度对材料合成和材料性能的影响.实验结果表明:采用煤矸石和用后耐火材料为原料,在1350～1400℃高温下可以合成高纯度的堇青石材料;复合添加剂为最佳造孔剂,其合适加入量为15%～25%;当复合添加剂加入量为20%,在1350℃保温3h条件下,合成材料的气孔分布均匀贯通,其显气孔率为44.9%,热膨胀系数为2.14×10-6K-1,荷重软化点为1290℃,综合性能良好,具有优良的高温使用性能.