分散剂及其在陶瓷制备中的应用

分散剂及其在陶瓷制备中的应用

一、分散剂及其在陶瓷制备中的应用(论文文献综述)

张炜[1](2021)在《α-Al2O3悬浮液体系稳定性及其失稳絮凝体破碎基础研究》文中认为胶态成型工艺不仅可以制备形状复杂的陶瓷材料部件,还可以有效抑制颗粒团聚并减少胚体缺陷。高固体含量、低粘度稳定悬浮液的制备是胶态成型工艺的基础,悬浮液稳定性不仅影响素胚的密实度和烧结性能,同时影响陶瓷材料的最终性能。然而,胶态成型工艺在分散剂种类、分散剂吸附量和吸附机理、粉体表面改性及悬浮液流变性等方面仍有待深入研究。本论文选用高纯度球形和片状α-Al2O3,基于ChemiBio 3D、Cryo-SEM、TEM、FT-IR、XPS、AES、Mathematica等研究手段,系统研究了无分散剂条件下α-Al2O3表面电荷-颗粒聚集方式-悬浮液稳定性三者之间的关系,采用添加杂多酸盐、添加聚电解质、物理剪切破碎等方法提升α-Al2O3悬浮液体系的稳定性,同时通过Mathematica软件对α-Al2O3絮凝体进行破碎动力学建模及计算,目的是揭示不同方法对α-Al2O3悬浮液稳定性的影响规律及机理。研究表明,无分散剂条件下α-Al2O3颗粒表面电荷-颗粒聚集方式-悬浮液稳定性三者之间存在一定的联系性,等电点时球形和片状α-Al2O3颗粒聚集体的分形维数值约为3.2和2.4,通过无晶格变量-Df模型获得的模拟分形维数值与试验值相同,且不同pH值条件下α-Al2O3悬浮液屈服应力值和固体体积分数值呈线性关系。球形α-Al2O3颗粒等电点为9.5,当悬浮液pH值大于11或pH值小于7时,悬浮液体系稳定性较好。片状α-Al2O3颗粒等电点为9.2,当片状α-Al2O3悬浮液pH值小于3时,悬浮液体系稳定性较好。不同悬浮液浓度条件下屈服应力值均与Zeta电位值的平方呈线性关系。杂多酸盐型分散剂对α-Al2O3悬浮液稳定性有明显影响,低pH值条件下杂多酸根离子与颗粒表面的正电荷离子产生了空位电荷吸引力,降低了悬浮液体系的稳定性,此时杂多酸根离子在颗粒表面的覆盖率是球形α-Al2O3悬浮液稳定性的决定性因素。片状α-Al2O3比表面积较小且不同表面的活性吸附位点数存在差异,不同杂多酸根离子表面覆盖率条件下悬浮液的最大屈服应力值相近。锂杂多钨酸盐(LST)与α-Al2O3颗粒表面产生了化学吸附,获得了较好的空间位阻效应。当球形或片状α-Al2O3悬浮液浓度为55wt%时,LST的最佳用量为0.6dwb%且最佳pH值为9.5,高剪切速率条件下片状α-Al2O3悬浮液出现了剪切增稠的现象。加入聚电解质分散剂是提升α-Al2O3悬浮液稳定性的重要方法,随着pH值的增大,阴离子聚电解质在颗粒表面的饱和吸附量下降,吸附阴离子分散剂后颗粒等电点向低pH值方向移动,碱性条件下更容易获得稳定的悬浮液。聚苯乙烯磺酸钠(PssNa)吸附在α-Al2O3颗粒表面产生了较好的分散效果,其在颗粒表面的饱和吸附量是柠檬酸(CA)和马来酸二异丁烯共聚物(DIBMA)的三倍,聚苯乙烯磺酸根离子与铝离子产生了化学吸附,并通过静电位阻作用稳定悬浮液。聚乙烯亚胺(PEI)吸附在α-Al2O3颗粒表面使颗粒等电点向高pH值方向移动,酸性条件下更易获得稳定的悬浮液,PEI中的氨基基团与颗粒表面产生了化学吸附,分子量较大的PEI获得了较好的分散效果。质量浓度为50wt%的球形α-Al2O3悬浮液中依次加入0.3dwb%DIBMA和0.1dwb%PEI,在适宜条件下获得了比单一聚电解质分散剂粘度值更低的悬浮液体系,高剪切速率条件下粘度值仅为0.016Pa·S,同时获得了更好的空间位阻效应,与无分散剂时相比悬浮液最大屈服应力值降低了约75%。α-Al2O3絮凝体破碎动力学研究表明高速剪切破碎降低了絮凝体的颗粒粒度,提升了悬浮液体系的稳定性。提出了一种絮凝体破碎后颗粒粒度的模拟计算方法,采用Mathematica软件建模并求解群体平衡方程和破碎动力学方程,模拟出的α-Al2O3絮凝体破碎后的颗粒粒度分布与真实试验结果有较好的吻合,破碎动力学函数值与破碎前和破碎后的絮凝体粒度有关。

许一文[2](2021)在《锆钛酸钡钙压电陶瓷的微观结构调制及其在功能器件上的应用研究》文中认为传统固相烧结法是陶瓷材料制备粉体常用的方法,该方法的工艺流程是需要对陶瓷粉末分别进行两次球磨工艺。本文以锆钛酸钡钙压电陶瓷作为研究对象,在陶瓷粉体进行二次球磨工艺前加入1 wt.%的改性添加物,经过长时间的二次球磨改性,研究了其不同改性添加物对陶瓷粉体的改性效果,主要以陶瓷粉体的粉径尺寸及分布,和陶瓷粉末表面对改性添加物的负载率来表征;研究了不同改性粉末的烧结行为,以及最终的陶瓷块体的介电、铁电及压电性能。冷冻取向法是对溶液或悬浮液中溶质和不溶物质取向排列的常用手段,本文利用冷冻取向法,将Tris-HCl改性陶瓷粉末制备成的陶瓷水悬浮浆料进行冷冻取向,研究了不同固体载荷量,陶瓷二维框架的结构特点;研究了陶瓷水悬浮浆料所使用的不同分散剂对陶瓷二维框架结构的影响;研究了不同聚合物填充液对陶瓷二维框架的填充情况;研究了热压成型后陶瓷复合材料的电性能、力性能以及热性能。主要研究结果如下:1.Tris-HCl的添加改性是预烧陶瓷粉末经长时间的二次球磨后具有100%的负载率,并且其平均粉径尺寸为82 nm,其他改性粉末平均粒径分别为0.132μm(SDS)、0.223μm(CTAB)、0.246μm(PEG),它们所对应的改性添加物在陶瓷粉末上的负载率分别为98%、90%、81%。2.SDS改性添加陶瓷粉末在1250-1300℃,2-6 h的烧结条件下,最终烧结成的0.6 BCZT陶瓷Ec随烧结温度(保温时长)的增大而减小,Pr和Ps随烧结温度(保温时长)的增大而增大。CTAB、PEG、Tris-HCl改性添加陶瓷粉末在同样的烧结条件下,部分样品在高烧结条件下获得的样品铁电性能却更差。3.陶瓷水悬浮浆料分散剂为CE64与Tris-HCl,固体载荷量为30 vol.%时,制得的陶瓷二维框架结构在铜板的冷冻方向上具有明显的片层状结构,且Tris-HCl的分散效果较CE64的好。4.室温下,陶瓷复合材料相对介电常数最大可达446(15-C),50 k V/cm外电场下,剩余极化强度最大为4.78μC/cm2(15-C);随着陶瓷复合材料中的PEI填充率增大,样品所能达到的最大应变值也增大;但随着陶瓷复合材料中的PEI填充率越大,样品所能承受的最大应力值却减小了。陶瓷复合材料在热性能上存在各向异性,面内导热系数是面间导热系数的2.12±0.27倍。

孙振豪[3](2021)在《Li7La3Zr2O12固态电解质陶瓷墨水的制备及理化性能研究》文中提出石榴石型固态电解质Li7La3Zr2O12(LLZO)因具有离子电导率高、环境稳定性好、电化学窗口宽、对电极材料稳定等优势,是全固态锂离子电池中最具发展前景的固态电解质材料之一。但存在韧性差、难于薄膜化加工、与电极材料结合力弱等缺陷,导致电解质和电极界面阻抗增大。将传统的固态LLZO制备成陶瓷墨水,利用3D技术可为解决LLZO难以加工的问题提供技术支持。但由于缺乏对基于LLZO可喷墨打印陶瓷墨水的研究,因此,本课题以符合喷墨打印LLZO陶瓷墨水的制备方法与技术开发为研究目标,首先进行LLZO的制备及成相影响因素的研究,在成功制备立方相LLZO的基础上,探究了蒸馏水、乙醇和N-甲基吡咯烷酮作为分散介质对立方相LLZO物相结构和离子导电性的影响规律,最后在此基础上制得PAM-H2O&LLZO、PVP-IPA&LLZO两种陶瓷墨水,研究了LLZO陶瓷墨水的最佳制备工艺、稳定性和理化性能。具体内容如下:(1)使用高温固相烧结法进行LLZO制备研究,系统研究了锂源及用量、烧结温度、烧结时间等因素对LLZO成相的影响。结果表明:当以分解温度较低的锂盐(Li NO3)为原料时,在800℃下得到四方相LLZO,900℃时呈立方相LLZO;当以分解温度较高的锂盐(Li2CO3)为原料时,900℃才能形成四方相LLZO。烧结时间的延长和温度升高均会导致锂的挥发损失,影响LLZO物相的形成。通过增加锂盐用量、改变烧结前驱体聚集特性与烧结时间可抑制锂的挥发。当以过量10%的Li2CO3为原料时,900℃烧结6 h可得到稳定的立方相LLZO。(2)为了寻找适合作LLZO陶瓷墨水的分散介质(除异丙醇外),在成功合成立方相LLZO的基础上,将其在不同分散介质中(H2O、C2H6O和NMP)浸泡并进一步干燥。结果表明:分散介质、干燥温度、浸泡时间均不影响LLZO粉末的物相结构。H2O处理对LLZO各晶面衍射峰峰位移动程度影响较大,其他两种分散介质(C2H6O和NMP)对其影响较小,不同样品晶面衍射峰向低角度移动程度均小于0.2°。在低温(85℃)干燥条件下,三种分散介质处理后的LLZO低角度晶面衍射峰向低角度移动程度越大,电导率越大(电导率数量级均为10-4 S·cm-1)。(3)利用球磨1、3、5、7、9天的LLZO制备PAM-H2O&LLZO陶瓷墨水时,最佳分散剂—固相含量组合分别为:0.310-0.430wt%、0.310-0.430wt%、0.310-0.537wt%、0.310-0.537wt%、0.310-0.537wt%;采用最佳配比制备的陶瓷墨水稳定性较好(不稳定指数<0.5),常规条件可稳定保存70天,同时发现LLZO的动态光散射(DLS)平均粒径越小,陶瓷墨水的稳定性越大。同理,利用球磨1、3、5、7、9天的LLZO制备PVP-IPA&LLZO陶瓷墨水时,最佳分散剂—固相含量组合分别为:6.891-0.638wt%、6.891-0.638wt%、7.948-0.505wt%、7.948-0.505wt%、8.982-0.500wt%;在最佳配比下制备的陶瓷墨水稳定性较好(不稳定指数<0.5),常规条件可稳定保存30天,不同样品因分散稳定性易受外界影响,因此与LLZO的DLS平均粒径无相关性。在最佳固液比条件下配制的两种陶瓷墨水,粒度、黏度、表面张力、流变性能均符合喷墨打印陶瓷墨水的相关行业标准。

骆嘉琪[4](2021)在《基于DLP光固化成型的ZrO2浆料的制备与性能研究》文中进行了进一步梳理氧化锆陶瓷材料由于其优异的稳定性、生物相容性、耐高温耐腐蚀性以及良好的硬度和强度,在航空航天、汽车、生物医学、电子元件等生产领域应用广泛。但由于陶瓷材料脆性大、硬度高,复杂形状结构零件的加工成型非常困难。传统陶瓷加工技术依赖于模具制造,其生产周期长、制造成本高等因素,更加无法满足几何结构复杂、精度要求高的个性化陶瓷零件定制的要求。为了克服传统陶瓷制造中的难点,本研究工作采用晶粒度小于400 A的微纳米3 mol.%钇稳定氧化锆粉体为研究对象,将围绕DLP-3D打印光固化成型工艺的要求,研究适用于DLP光固化工艺的ZrO2陶瓷浆料的制备技术。并通过优化光固化和脱脂烧结工艺,获得具有细晶强韧化效果的高性能ZrO2陶瓷体。开展的主要工作和得到的结论如下:(1)光固化ZrO2陶瓷浆料的制备与研究。研究钇稳定氧化锆陶瓷粉体在光敏树脂体系中的分散行为,分析不同分散剂的作用机理以及其对浆料性能的影响。研究表明分散剂DISPERBYK-110在添加量为2 wt.%~5 wt.%时可以获得流动性能良好的浆料。使用晶粒尺寸细小、球形度高的TZ-3YSE粉体更加有利于流动性好、低粘度浆料的制备。通过控制粉体体积分数,获得了满足DLP-3D打印需求的高固相量的浆料,且固含量与相对粘度之间的关系符合Krieger-Dougherty模型。最终制得固含量为40 vol.%、剪切速率30 s-1下粘度为1.79 Pa·s的浆料,满足光固化工艺对浆料粘度的要求。(2)ZrO2陶瓷浆料的光固化成型技术研究。通过分析陶瓷树脂基浆料光固化前后化学基团的变化,发现其原理主要是树脂中C=C双键与单体的裂解与聚合,在添加少量光引发剂的条件下使双键转化率达到90%以上,固化效果优异。通过控制固化时间探索了固化层厚与曝光时间的关系,通过Beer-Lambert方程对光固化动力学进行了研究,为设置固化参数提供理论基础。研究发现曝光时间一定时,固化层厚在30μm~50μm范围内可以得到固化性能好的陶瓷生坯。(3)ZrO2陶瓷坯体脱脂烧结工艺研究。针对光固化陶瓷脱脂烧结容易出现裂纹的问题,优化改进脱脂烧结程序,获得了致密性优良、无缺陷的烧结件。对烧结后的ZrO2陶瓷进行表征,结果表明:打印层厚为30μm、固含量40 vol.%的浆料打印得到的陶瓷件平均收缩率为23.5%±0.1,致密度为5.934 g/cm3,相对密度达到97.68%,晶粒尺寸为276nm,维氏硬度达12.94±0.186 GPa,断裂韧性为5.63±0.015 MPa·m1/2。

田丰源,刘江[5](2021)在《固体氧化物燃料电池的制备工艺》文中研究表明介绍了不同形状和类型的固体氧化物燃料电池的各结构部件的常用制备工艺方法,包括:用于平板式支撑体制备的干压法和流延成型法,制备平板膜的涂刷、丝网印刷、离心沉积和旋涂法,管式支撑体制备的注浆成型、挤出成型、热压注、浸涂、凝胶铸模和相转换法,以及用于管式膜制备的涂刷、浸涂、料浆喷涂、电化学气相沉积和热喷涂法。针对每种工艺方法,介绍了其原理和基本工艺操作流程及其在固体氧化物燃料电池制备中的应用,讨论了工艺影响因素。

黄广华[6](2020)在《改性丙烯酸类水性分散剂的合成及其用于制备水基陶瓷墨水的研究》文中研究指明现代陶瓷墨水主要以挥发性有机溶剂型为主,会影响到生态环境与人类健康。为此,人们已经着手开发和应用水基陶瓷墨水,其中,合成有效的水性高分子分散剂尤为重要。水性高分子分散剂具有结构灵活、分子量可控的特点,也具有一定的空间位阻效应,并可根据实际需要改变分子量和分子结构,常被应用于陶瓷色料颗粒的助磨和分散、染料分散、阻垢、助洗、水处理等领域。本论文主要是针对(甲基)丙烯酸单体进行改性合成具有颗粒助磨和分散稳定功能的不同类型水性高分子分散剂,并将其应用于陶瓷无机色料(即,镨掺杂硅酸锆(Pr-ZrSiO4)和铝酸钴(CoAl2O4))颗粒的超细研磨及其水性悬浮液的分散和稳定。另外,将合成的水性高分子分散剂和其他助剂作为添加剂制备出水基陶瓷墨水,并模拟了其在陶瓷板上喷墨打印适配性能,评价了其在丝网印刷和热转印膜煅烧的呈色效果。本论文的主要研究内容及结果如下:(1)采用水溶液自由基聚合的方法,合成了含不同官能团的I、V和S-系列的水性高分子分散剂和环氧酯改性丙烯酸类水性树脂,还采用可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)方法,合成了两种嵌段水性高分子分散剂(即,PMA-b-S和PV-b-G)。采用1H核磁共振(11H-NMR)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和凝胶渗透色谱(GPC)对上述所合成分散剂的分子量和官能团进行了测试表征。结果表明,在合成过程中,通过调节聚合反应条件,均可获得合适分子量的目标分散剂。(2)在添加不同系列的水性高分子分散剂(如,I、V和S-系列)或不同分子量的水性高分子分散剂的情形下,采用一种介质搅拌磨分别对镨掺杂硅酸锆和铝酸钴陶瓷色料颗粒的水性浆料进行湿法超细研磨,采用激光粒度仪、扫描电镜、X射线衍射仪和色度仪对研磨后的色料颗粒水性悬浮液产品进行了分析。结果表明,当添加2 wt.%的水性高分子分散剂聚丙烯酸钠-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯共聚物(PASH2)时,镨掺杂硅酸锆颗粒原料经超细研磨90 min后,可以获得具有较细颗粒粒度且较窄颗粒粒度分布的产品(d50=334 nm;n=2.61)。在相同研磨条件下,当添加2 wt.%的水性高分子分散剂聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸钠-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯共聚物(PMASH1)时,可获得较细颗粒粒度且较窄粒度分布的铝酸钴颗粒产品(d50=340 nm;n=2.62)。通过对分散剂吸附量、流变学特性和zeta电位测试以及颗粒间势能计算可知,PASH2和PMASH1分散剂可以产生更多有效的氢键,使得其易于吸附在色料颗粒表面而润湿,并且研磨过程中可有效地改善水性悬浮液的流变学性能(如,粘度和屈服应力)。而且,该分散剂还能使得色料颗粒间产生较强的静电排斥势能和空间位阻势能,从而有助于色料颗粒的破碎。采用离散(破碎)形式的粒数衡算模型(PBM)计算和分析了色料颗粒在研磨过程中的选择函数Si和破碎函数Bi,j。结果表明,在添加PASH2或PMASH1分散剂情形下,在介质搅拌磨中,对色料颗粒进行湿法超细研磨时主要依靠剪切和挤压应力破碎。(3)采用静置沉降的方法详细地研究和分析了在添加适量的PASGx水性高分子分散剂的条件下,亚微米粒级镨掺杂硅酸锆颗粒在水性悬浮液中的分散稳定规律。结果表明,添加3 wt.%的PASG1分散剂到颗粒固含量为35 wt.%和pH值为7.0的水性悬浮液中时,含较窄粒度分布亚微米粒级镨掺杂硅酸锆颗粒具有好的分散稳定性。通过傅里叶变换红外光谱、吸附热力学和动力学的研究分析表明,PASG1分散剂存在较多的吸附基团(-OH和-CO-NH-),它们能通过氢键作用吸附到镨掺杂硅酸锆颗粒表面,这增强颗粒间空间位阻势能。从而使色料颗粒能有效地分散和稳定在水性悬浮液中。另外,通过zeta电位测试分析表明,PASG1分散剂中的羧酸基团(-COO-)和磺酸基团(-SO3-)还能够提供较高的电荷密度,使得颗粒间具有较强的静电排斥势能,可促进水性悬浮液中的色料颗粒充分分散与稳定。再者,采用修饰的团聚形式PBM模型,模拟分析了在不同条件下的水性悬浮液中亚微米粒级镨掺杂硅酸锆颗粒的分散和团聚行为。从模拟和实验结果对比可知,在24h的静置沉降过程中,不同条件下水性悬浮液中镨掺杂硅酸锆颗粒中的粒度分布、体积平均径的预测结果与实验结果基本吻合,这表明该模型可预测高固含量水性悬浮液中陶瓷色料颗粒的团聚和分散行为。(4)采用静置和离心沉降方法研究在添加三种无规则共聚水性高分子分散剂、两种嵌段水性高分子分散剂和不同比例混合的两种嵌段水性高分子分散剂的情形下,水性悬浮液中亚微米粒级陶瓷色料颗粒的分散稳定性能。对各产品进行了颗粒粒度及粒度分布,分散剂吸附量,zeta电位以及X射线光电子能谱测试和分析。结果表明,当添加5 wt.%的质量比为9:1的PMA-b-S和PV-b-G混合的嵌段水性高分子分散剂时,水性悬浮液中的亚微米粒级陶瓷色料颗粒在840 h静置沉降或离心沉降时均表现出较优异的分散稳定性能。在上述的陶瓷色料颗粒的水性悬浮液中添加溶于水的难挥发性溶剂,防沉剂,消泡剂,润湿流平剂和水性树脂等助剂,制备出具有优异分散稳定性能的水基陶瓷墨水,并采用一种半经验模型(即,Re、We和Oh参数)对所制备的水基陶瓷墨水的喷墨打印适配性进行了模拟分析和评估。结果表明,所制备的具有适当粘度(即,13.4和19.0 mPa.s),表面张力(即,38和39 mN/m)和密度(即,1250和1450 kg/m3)的两种水基陶瓷墨水能够满足陶瓷喷墨打印的要求。另外,将两种水基陶瓷墨水通过丝网印刷和热转印膜低温煅烧方式装饰在陶瓷瓷板上的试验结果表明,显色效果均良好,同时也表明通过该方法所制备的水基陶瓷墨水具有好的应用前景。最后,本论文根据研究所获得的实验结果和各相关机理分析给出了主要结论,并对水性高分子分散剂应用于水基陶瓷墨水的后续研究和改进提出了展望。

仝永成[7](2020)在《氢分离用质子导体陶瓷膜的制备及应用研究》文中指出发展氢经济需要建立包括氢气生产、提纯、储存、利用和回收等在内的完整技术与产业链,从含氢混合气中选择性地提纯氢气仍然具有挑战性,特别是从稀释氢混合气中提纯氢气。与传统的氢气分离技术相比,氢分离用质子导体陶瓷膜具有耗能低、稳定性良好、机械强度高、操作简单和膜材料便宜等众多优点。目前研究的氢分离用陶瓷膜的性能受限于双极电导率特别是电子电导率的不足,不能满足实际工业应用的要求,迫切需要开发新型陶瓷膜材料,并优化氢分离用陶瓷膜的结构以降低质子体相传输阻抗和氢气的表面交换阻抗。本文以Ba Zr0.1Ce0.7Y0.2O3-?(BZCY)为质子导体采用“流延-层叠-热压-共烧结”的工艺路线分别制备了双相混合质子-电子导体陶瓷氢分离膜和质子导体电化学氢泵,实现了氢气的高效分离。首先,采用固相反应法和溶胶凝胶法制备了一系列质子导体燃料电池阴极材料粉体,利用X射线衍射、热膨胀分析以及电导率测定等手段从中遴选出合适的电子导体相,然后将电子导体相和质子导体相复合制备了“多孔|致密|多孔”结构的双相混合质子-电子导体氢分离膜,并对陶瓷膜的氢分离性能进行了研究。结果表明:(1)在所研究的几种电子导体材料中仅有Sr Fe0.75Mo0.25O3-?(SFM)和Gd0.2Ce0.8O2-?(GDC)可作为双相陶瓷氢分离膜的电子导体相,且BZCY/SFM复合陶瓷膜的氢分离性能约为BZCY/GDC复合陶瓷膜的2~3倍;(2)“多孔BZCY/SFM55|致密BZCY/SFM55|多孔BZCY/SFM555”结构的BZCY/SFM55双相陶瓷膜的氢分离性能远低于预期,原因是多孔BZCY/SFM55在高温烧结后具有较低的催化活性;(3)采用Ni O/BZCY作为多孔支撑层,由于原位还原得到的金属Ni具有优异的催化活性,大幅提升了该复合膜的氢分离性能,在750℃下的氢分离速率达到了3.1 m L·cm-2·min-1,即使在500℃的低温下,氢分离速率仍高达2.8 m L·cm-2·min-1。其次,由于双相陶瓷膜氢分离的驱动力为氢浓度差,当原料气中氢浓度较低时无法完成氢气的分离提纯;而质子导体电化学氢泵氢分离的驱动力为外部电场,可以实现逆浓度梯度的可控高效氢分离。故采用“流延-层叠-热压-共烧结”的工艺路线制备了“多孔Ni O/BZCY|致密BZCY|多孔Ni O/BZCY”结构的质子导体电化学氢泵,对该电化学氢泵的还原处理条件进行了优化,阐明了还原温度对电极微结构与催化活性以及氢泵工作特性的影响,研究了该电化学氢泵在低浓度稀释氢中的氢分离回收能力;最后制备了“多孔Ni O/BZCY|致密BZY|多孔Ni O/BZY”结构的电化学氢泵,并研究了其在含CO2气氛下的氢分离回收性能。结果表明:(1)低温还原得到的Ni颗粒上含有大量孔径约70nm的纳米孔,这些纳米孔增大了金属镍对H2的解离和复合反应的催化活性,随着还原温度的升高,Ni颗粒上的纳米孔不断坍塌消失,Ni颗粒的烧结收缩使得Ni颗粒与BZCY颗粒之间的间隙逐渐增大,阻碍了Ni颗粒和BZCY颗粒之间的电荷转移反应;(2)低温还原的电化学氢泵的氢分离性能比高温还原的电化学氢泵提高了~6倍;(3)低温还原的电化学氢泵在500℃下从50%H2-50%N2混合气中分离纯氢的最大速率可以达到15.8 m L·cm-2·min-1,在氢分离过程的法拉第效率几乎为100%,所需能耗仅为1.62k Wh/m3 H2;(4)氢分离性能随原料侧氢浓度的降低而下降,从10%H2-90%N2的稀释氢中回收纯氢,HP500在500℃和1.62V工作条件下的氢分离速率为6.4 m L·cm-2·min-1,回收率为68%;从10%H2-90%CH4的稀释氢中回收纯氢,HP500在500℃和1.3V的工作条件下的氢分离速率为3.65 m L·cm-2·min-1,回收率为39%;(5)“多孔Ni O/BZCY|致密BZY|多孔Ni O/BZY”电化学氢泵可以实现H2-CO2混合气中的长期稳定氢分离和回收,在连续50h的氢分离测试过程中没有观察到显着的泵氢电压上升现象,测试后未见Ba CO3杂质相的生成。最后,采用“流延-层叠-热压-共烧结”的工艺路线制备了“多孔Ni O/BZCY|致密BZCY|多孔BZCY”骨架,利用湿化学浸渍法将Ba Gd0.8La0.2Co2O6-?(BGLC)纳米颗粒负载到多孔BZCY中得到质子导体单电池,研究了该电池的放电-电解特性。结果表明:(1)该单电池具有非常优异的放电特性,750℃下的最大输出功率密度为1.20W·cm-2,即使在500℃低温下仍然具有0.43W·cm-2的最大输出功率密度;(2)该电池具有非常优异的电解性能,施加1.3V的电解电压在500℃和700℃下的电解电流分别达到了0.28和1.22A·cm-2;(3)该电池展示了良好的“燃料电池-电解池”循环稳定性,性能在5个循环(累计50h)操作后几乎没有衰减。

常仕博[8](2020)在《基于多孔空心微珠的多孔陶瓷制备及其性能研究》文中认为多孔陶瓷是一类兼有多孔材料和陶瓷材料性能的功能材料,具有开孔率高、比表面积大、耐高温腐蚀、隔热保温、孔结构分布均匀及使用周期长等优点,被广泛应用于制造分离过滤、吸音隔热、催化载体、敏感元件等材料。本研究以硅微粉和玻璃粉为原料通过专利技术制成多孔空心微珠;再以硅微粉多孔空心微珠为骨料,玻璃粉多孔微珠为粘接剂干压成型制备多孔陶瓷材料。探讨了骨料与粘接剂的配比对多孔陶瓷开气孔率、比表面积、中位孔径及抗压强度等性能的影响;利用颗粒稳定泡沫技术,探索了在浆料中加入有机分散剂及发泡剂优化硅微粉多孔空心微珠的结构;研究了烧结温度以及骨料与粘接剂的配比对多孔陶瓷性能的影响;基于上述经验探索,本研究在后续实验中将骨料原料硅微粉更换为硅藻土,系统的研究了发泡剂含量、烧结温度、骨料与粘接剂配比、保温时间等工艺参数对硅藻土基多孔陶瓷断面形貌、物相变化、开气孔率、中位孔径、比表面积及抗压强度的影响,同时设计了正交试验来优化工艺参数,最后探讨了该发泡硅藻土基多孔材料对河水的去污处理效果,得到结论如下:(1)以硅微粉多孔空心微珠为骨料,玻璃粉多孔微珠为粘接剂干压成型制备的多孔陶瓷材料孔径接近16μm、开孔率及比表面积较小分别为57.3%、0.69m2/g,无法满足实验对过滤材料的基本要求。(2)在浆料制备过程中引入颗粒稳定泡沫技术后,陶瓷骨料结构改善明显,以此制备的发泡硅微粉基多孔陶瓷孔径减小到10.5μm、开孔率及比表面积分别上为69%、1.92m2/g。(3)在发泡硅藻土基多孔陶瓷的工艺研究中,发现当发泡剂的用量为每3kg陶瓷粉体添加140m L、骨料与粘接剂配比为7:3、烧结温度为800℃、保温时间为2h时多孔陶瓷性能达到最佳,其开气孔率高达75%,中位孔径为7.40μm,比表面积达2.91m2/g,抗压强度为1.91±0.09MPa。(4)通过对比发泡硅藻土基多孔陶瓷和发泡硅微粉基多孔陶瓷来看,我们选择性能参数更好的发泡硅藻土基多孔陶瓷对河水进行细菌、浊度和色度的过滤测试,其结果显示:实验所制备的硅藻土基多孔材料对细菌总数的截留效率在99%以上,过滤后河水的浊度、色度达到了生活饮用水卫生标准。鉴于此,该技术及其产品具有良好的应用前景。

韩卓群[9](2020)在《光固化3D打印ZrO2陶瓷制备技术研究》文中研究指明氧化锆陶瓷材料凭借着良好的化学稳定性、高强度、高硬度以及优异的生物相容性等性能,在化学化工、航空航天、能源和生物医疗等领域广泛应用。但由于其本身强度高、脆性大的属性,传统的成型方式对于个性化的精密陶瓷零部件的成型加工成本高、周期长。作为3D打印技术之一的光固化成型尤其擅长精细化、复杂化陶瓷的高精度成型,克服了传统陶瓷成型工艺中的难点。本论文基于DLP光固化成型工艺,进行了光固化3D打印ZrO2陶瓷制备技术的研究,主要包括三部分工作:(1)Zr O2光固化料浆制备技术研究。围绕ZrO2颗粒在光固化树脂中的分散,系统地研究了粉体性质、分散剂类别与掺量以及料浆的固含量对光固化料浆的流变学性能的影响。使用比表面积小、球形度高的ZrO2粉体更有利于高固含量低粘度料浆的配制。通过实验优选出添加量为4 wt.%的X-100作为分散剂,更有利于低粘度高固含量料浆的制备,并对分散机理进行了分析。通过料浆的固含量实验发现,料浆的固含量与粘度之间的关系满足Krieger–Dougherty模型;(2)料浆光固化成型技术研究。在分析并研究光固化树脂的固化性能的基础上,依据Beer-Lambert定律对ZrO2光固化料浆的固化动力学进行了研究分析。通过控制曝光强度恒定,研究了料浆的固化厚度随不同曝光时间的变化。通过Beer-Lambert方程分析出该能量强度下ZrO2光固化料浆的界曝光能量为131.02 mJ/cm2,紫外光线的穿透深度为97.60μm,为后续的打印参数设置提供了理论指导;(3)陶瓷生坯脱脂技术研究。攻克了3D打印陶瓷脱脂难、易开裂的问题。依据TG-DTG曲线,根据观察总结的不同阶段的脱脂现象规律,将整个脱脂环节划分为三个阶段:脱脂初期、脱脂中期和脱脂后期,分别在这三个温度区间开展脱脂实验,分析脱脂过程中缺陷产生的原因,对这三个温度区间的脱脂工艺进行优化改进。采用优化后的脱脂烧结程序获得了完整无缺陷的陶瓷坯体。烧结后,对陶瓷的物理性能进行了检测表征,结果表明,陶瓷平均收缩率为28.17%,使用阿基米德法测得的密度为6.03 g/cm3,相对密度为98.85%,打印的标准Zr O2试条的平均弯曲强度为644 MPa,维氏硬度可达15.19 GPa,断裂韧性为9 MPa.m1/2,性能已经接近传统方法制备的氧化锆陶瓷性能。

程健[10](2020)在《基于3D打印技术制备无铅压电陶瓷的研究》文中提出超声换能器是超声检测仪器和超声治疗仪器的重要组成部分,它决定了超声成像的图像质量、超声能量的分布和强度。超声换能器主要包括压电层、匹配层与背衬层三部分,而压电层是决定换能器性能等参数的重要部分,其中大部分是含铅的锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷。然而,铅基压电陶瓷在制备、应用及废弃过程中容易污染环境,因此,近年来无铅压电陶瓷的研究及应用已成为研究的热点。此外,复杂结构压电陶瓷能更好的满足特种复杂器件的需求,是目前功能陶瓷科学研究的重点。但是由于压电陶瓷具有高硬度、易断裂的特点,传统机械加工工艺难以制备复杂结构的压电陶瓷。而3D打印技术具有成型速度快,精度高,无模具成型等特点,可满足个性化、精密化、复杂化的快速制造需求。为了提高复杂结构压电陶瓷器件性能从而满足广泛的应用需求,本课题对3D打印技术之一的光固化成型技术制备无铅压电陶瓷进行了以下三个方面的研究:1.研究(1-x)NaNbO3-xBaTiO3体系陶瓷浆料的光固化性能和粘度。主要针对(1-x)NaNbO3-xBaTiO3体系陶瓷浆料的在不同光照强度和曝光时间下固化深度合尺寸偏差的研究,最佳光照强度为10%,曝光时间为4s,此时既能确保固化深度又保证尺寸偏差最小。还对转速和分散剂对浆料粘度的影响的研究,得出转速在6r/min转速下粘度最低,这可应用到后续3D打印参数设置,分散剂含量在1%-1.5%时浆料粘度最低。2.采用光固化成型技术制备BaTiO3(BT)陶瓷,研究了不同BT陶瓷固含量(75%-86wt%)对烧结后的陶瓷的密度、微观结构、晶体结构以及电学性能的影响。结果表明,随着固含量增加,相应的烧结后的陶瓷密度越大,陶瓷均为钙钛矿结构,晶体结构无太大变化,而电学性能会提高。固含量为80wt%时,陶瓷性能达到最佳,压电常数d33,介电常数εr,介电损耗tanδ和机电耦合系数kt分别为166p C/N,2100,0.02和41%。为评估3D打印陶瓷性能,对一维聚焦阵列进行声场仿真,然后将其制备成中心频率为1.4MHz的超声换能器,换能器-6d B带宽为40%,插入损耗为50d B。3.研究Bi0.5Na0.5TiO3(BNT)模板的制备工艺对模板相貌的影响。利用熔盐法制备Bi4.5Na0.5Ti4O15模板,再由前驱体Bi4.5Na0.5Ti4O15模板经拓扑化学反应合成BNT模板。研究熔盐法第二步的不同温度和Na2CO3是否过量等不同制备条件下BNT模板的形貌差别。实验证明,熔盐法第二步最佳温度为980℃,加入90mol%过量Na2CO3制备的Bi0.5Na0.5TiO3模板形貌为矩形,适合作为种晶,此时BNT模板的平均厚度为2μm左右,平均尺寸大小为10-14μm。

二、分散剂及其在陶瓷制备中的应用(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、分散剂及其在陶瓷制备中的应用(论文提纲范文)

(1)α-Al2O3悬浮液体系稳定性及其失稳絮凝体破碎基础研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 陶瓷材料成型要求
    2.2 陶瓷材料成型工艺
    2.3 超细粉体的分散方法
        2.3.1 物理分散法
        2.3.2 化学分散法
    2.4 悬浮液稳定与絮凝机理
        2.4.1 DLVO理论及悬浮液稳定性分析
        2.4.2 空间斥力位阻稳定机理
        2.4.3 静电位阻稳定及空位稳定机理
        2.4.4 悬浮液体系絮凝机理
    2.5 悬浮液体系稳定性的评价方法
        2.5.1 流变性分析法
        2.5.2 Zeta电位分析法
        2.5.3 沉降分析法
    2.6 分形理论在陶瓷材料中的应用
        2.6.1 分形维数
        2.6.2 陶瓷材料的分形研究
    2.7 小结
3 研究内容与方法
    3.1 研究目标
    3.2 研究技术路线
    3.3 研究内容
    3.4 试验材料及研究方法
        3.4.1 试验材料及性质
        3.4.2 试验研究方法
        3.4.3 机理研究方法
        3.4.4 仪器设备
4 α-Al_2O_3表面电荷-颗粒聚集方式-悬浮液稳定性的关系
    4.1 碱洗前后α-Al_2O_3颗粒Zeta电位与pH值的关系
    4.2 pH值对不同浓度球形α-Al_2O_3悬浮液稳定性的影响
        4.2.1 球形α-Al_2O_3颗粒表面的电动特性
        4.2.2 球形α-Al_2O_3悬浮液屈服应力与pH值的关系
        4.2.3 颗粒表面电荷-颗粒聚集方式-悬浮液稳定性关系机理分析
    4.3 pH值对不同浓度片状α-Al_2O_3悬浮液稳定性的影响
        4.3.1 片状α-Al_2O_3颗粒表面的电动特性
        4.3.2 片状α-Al_2O_3悬浮液屈服应力与pH值的关系
        4.3.3 颗粒表面电荷-颗粒聚集方式-悬浮液稳定性关系机理分析
    4.4 α-Al_2O_3颗粒Zeta电位与悬浮液屈服应力的关系
    4.5 小结
5 杂多酸盐型分散剂对α-Al_2O_3悬浮液稳定性的影响
    5.1 杂多酸盐种类及浓度对球形α-Al_2O_3悬浮液稳定性的影响
        5.1.1 pH值对球形α-Al_2O_3-H_2O-杂多酸盐悬浮液稳定性的影响
        5.1.2 硅钨杂多酸钾对球形α-Al_2O_3悬浮液流变性的影响
        5.1.3 锂杂多钨酸盐对球形α-Al_2O_3悬浮液流变性的影响
        5.1.4 杂多酸盐浓度与等电点、最大屈服应力的关系
        5.1.5 杂多酸盐对球形α-Al_2O_3悬浮液稳定性的影响机理
    5.2 杂多酸盐种类及浓度对片状α-Al_2O_3悬浮液稳定性的影响
        5.2.1 pH值对片状α-Al_2O_3-H_2O-杂多酸盐悬浮液稳定性的影响
        5.2.2 硅钨杂多酸钾对片状α-Al_2O_3悬浮液流变性的影响
        5.2.3 锂杂多钨酸盐对片状α-Al_2O_3悬浮液流变性的影响
        5.2.4 杂多酸盐浓度与最大屈服应力的关系
        5.2.5 杂多酸盐对片状α-Al_2O_3悬浮液稳定性的影响机理
    5.3 小结
6 聚电解质分散剂对α-Al_2O_3悬浮液稳定性的影响
    6.1 阴离子聚电解质分散剂对α-Al_2O_3悬浮液稳定性的影响
        6.1.1 阴离子分散剂在α-Al_2O_3表面的吸附等温线
        6.1.2 pH值对α-Al_2O_3-H_2O-分散剂悬浮液体系稳定性的影响
        6.1.3 阴离子分散剂对α-Al_2O_3悬浮液流变性的影响
        6.1.4 阴离子分散剂浓度与等电点、最大屈服应力的关系
        6.1.5 阴离子分散剂在α-Al_2O_3颗粒表面的吸附机理
        6.1.6 基于ChemibBio3D分析阴离子分散剂结构及其作用机理
    6.2 阳离子聚电解质分散剂对α-Al_2O_3悬浮液稳定性的影响
        6.2.1 聚乙烯亚胺在α-Al_2O_3表面的吸附等温线
        6.2.2 pH值对α-Al_2O_3-H_2O-PEI悬浮液体系稳定性的影响
        6.2.3 聚乙烯亚胺浓度对α-Al_2O_3悬浮液流变性的影响
        6.2.4 聚乙烯亚胺浓度与等电点、最大屈服应力的关系
        6.2.5 聚乙烯亚胺对α-Al_2O_3悬浮液稳定性的影响机理
    6.3 阴、阳离子分散剂顺序吸附对α-Al_2O_3悬浮液稳定性的影响
        6.3.1 聚苯乙烯磺酸钠-聚乙烯亚胺顺序吸附试验研究
        6.3.2 马来酸二异丁烯共聚物-聚乙烯亚胺顺序吸附试验研究
        6.3.3 柠檬酸-聚乙烯亚胺顺序吸附试验研究
        6.3.4 不同吸附体系等电点、最大屈服应力对比分析
        6.3.5 阴、阳离子分散剂顺序吸附体系TEM图及机理分析
    6.4 小结
7 α-Al_2O_3絮凝体破碎动力学Mathematica模拟研究
    7.1 α-Al_2O_3颗粒的絮凝与分散
    7.2 希尔福森M5-MA絮凝体破碎过程模拟
    7.3 絮凝体粒度分布离散分析与连续分析
    7.4 群体平衡方程与破碎动力学方程Mathetmatica建模及计算
        7.4.1 群体平衡方程及破碎动力学方程建模
        7.4.2 Mathematica软件建模过程中的参数设定
        7.4.3 初始破碎粒度为10X_r的“S”方程参数分析
        7.4.4 破碎动力学方程Mathematica软件模拟计算
        7.4.5 建模及计算过程中需要满足的条件
    7.5 破碎动力学方程K_F与絮凝体破碎后颗粒粒度VP的关系
    7.6 小结
8 结论与创新点
    8.1 主要结论
    8.2 创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集

(2)锆钛酸钡钙压电陶瓷的微观结构调制及其在功能器件上的应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 压电陶瓷概述
        1.2.1 压电效应
        1.2.2 主要性能参数
        1.2.3 压电陶瓷的制备工艺
    1.3 钛酸钡基无铅压电体系
        1.3.1 无铅压电体系
        1.3.2 锆钛酸钡钙(BCZT)陶瓷材料
    1.4 陶瓷添加剂
        1.4.1 陶瓷添加剂的功能作用
        1.4.2 陶瓷分散剂及其作用
        1.4.3 分散剂的作用机理
    1.5 课题的提出及研究内容
第二章 改性锆钛酸钡钙陶瓷的制备及性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂和仪器
        2.2.2 锆钛酸钡钙陶瓷的样品制备
        2.2.3 陶瓷粉末及陶瓷样品的性能测试
    2.3 实验结果分析与讨论
        2.3.1 陶瓷粉末及陶瓷片的X射线衍射分析
        2.3.2 陶瓷粉末的微观结构分析及其热重-差示扫描量热分析
        2.3.3 陶瓷片的微观结构分析
        2.3.4 陶瓷的介电性能分析
        2.3.5 陶瓷的铁电性能分析
        2.3.6 陶瓷的压电性能测试
    2.4 本章小结
第三章 冷冻法制备陶瓷复合材料
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验设备和试剂
        3.2.2 二维陶瓷复合材料的制备
    3.3 实验结果分析
        3.3.1 微观形貌分析
        3.3.2 电学性能分析
        3.3.3 机械性能分析
        3.3.4 导热性能分析
    3.4 本章小结
第四章 总结与展望
参考文献
攻读学位期间取得与学位论文相关的成果
致谢

(3)Li7La3Zr2O12固态电解质陶瓷墨水的制备及理化性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 Li_7La_3Zr_2O_12固态电解质的制备方法
        1.2.1 高温固相法
        1.2.2 溶胶-凝胶法
        1.2.3 其他新型方法
    1.3 陶瓷墨水的基本组成
        1.3.1 陶瓷粉体
        1.3.2 分散介质
        1.3.3 分散剂
        1.3.4 其他助剂
    1.4 陶瓷墨水的制备方法
        1.4.1 分散法
        1.4.2 溶胶-凝胶法
        1.4.3 反相微乳法
    1.5 陶瓷墨水的理化性能要求
        1.5.1 粉体粒径
        1.5.2 粘度
        1.5.3 表面张力
        1.5.4 pH值
        1.5.5 流变性能
    1.6 分散稳定机理
        1.6.1 静电排斥稳定机理
        1.6.2 空间位阻稳定机理
        1.6.3 静电位阻稳定机理
    1.7 本论文的研究内容和研究思路
2 锂盐及制备工艺对固态电解质Li_7La_3Zr_2O_(12)成相的影响研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂及仪器
        2.2.2 LLZO粉末的制备
        2.2.3 制备工艺优化
        2.2.4 材料表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 锂源及烧结温度对LLZO成相的影响
        2.3.2 锂含量及烧结时间对LLZO成相的影响
        2.3.3 前驱体压片工艺、锂用量对LLZO样品及其晶面结晶的影响
    2.4 本章结论
3 分散介质浸泡—干燥对LLZO粉体物相及离子导电性的影响
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂及仪器
        3.2.2 不同分散介质浸泡—干燥处理的LLZO粉末的制备
        3.2.3 LLZO电解质片的制备
        3.2.4 样品的表征及性能测定
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 分散介质与干燥温度对LLZO物相结构及晶面衍射峰位置的影响
        3.3.2 浸泡时间对LLZO物相结构及晶面衍射峰位置的影响
        3.3.3 浸泡-干燥处理对LLZO电解质片离子导电性的影响
    3.4 本章结论
4 LLZO 陶瓷墨水的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂及仪器
        4.2.2 不同球磨时间LLZO粉体的制备
        4.2.3 两种纯分散剂-分散介质体系样品的制备
        4.2.4 LLZO陶瓷墨水的制备
        4.2.5 陶瓷墨水表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 球磨时间对LLZO粉体粒径的影响
        4.3.2 纯PAM—H_2O体系分散剂用量范围的确定
        4.3.3 PAM-H_2O&LLZO陶瓷墨水的研究
        4.3.4 纯PVP—IPA体系分散剂用量范围的确定
        4.3.5 PVP-IPA&LLZO陶瓷墨水的研究
    4.4 本章结论
5 结论
附录
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的研究成果
致谢

(4)基于DLP光固化成型的ZrO2浆料的制备与性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 氧化锆陶瓷简介
        1.1.1 氧化锆陶瓷的特点
        1.1.2 氧化锆陶瓷的相变增韧
    1.2 陶瓷材料快速成型技术
    1.3 DLP光固化陶瓷成型技术的研究现状
        1.3.1 浆料配制
        1.3.2 光固化成型工艺
        1.3.3 坯体脱脂烧结
    1.4 氧化锆陶瓷在增材制造中的应用
        1.4.1 生物医疗领域
        1.4.2 航空航天与汽车领域
        1.4.3 其他领域
    1.5 研究意义及内容
2 实验原料、实验设备及测试表征
    2.1 试验原材料
        2.1.1 氧化锆粉体
        2.1.2 分散剂
        2.1.3 光固化树脂体系
    2.2 实验仪器设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 陶瓷浆料配方设计
        2.3.2 光固化装置的制备
    2.4 测试与表征
        2.4.1 粉体性能表征
        2.4.2 浆料性能表征
        2.4.3 坯体及陶瓷件性能表征
3 氧化锆陶瓷浆料的制备与研究
    3.1 浆料制备工艺流程
    3.2 氧化锆粉体在浆料中的分散
        3.2.1 分散剂种类对浆料性能的影响
        3.2.2 分散剂的分散机制研究
        3.2.3 分散剂含量对浆料性能的影响
        3.2.4 粉体性质对浆料性能的影响
    3.3 粉体固含量对浆料性能的影响
    3.4 本章小结
4 氧化锆陶瓷浆料光固化性能研究
    4.1 光固化机理研究
    4.2 双键转化率分析
    4.3 光固化动力学
    4.4 光固化层厚对氧化锆生坯的影响
    4.5 本章小结
5 氧化锆陶瓷脱脂烧结性能研究
    5.1 热重分析
    5.2 光固化层厚对陶瓷件性能的影响
        5.2.1 形貌分析
        5.2.2 XRD物相分析
        5.2.3 收缩率与致密度
        5.2.4 硬度与断裂韧性
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果

(5)固体氧化物燃料电池的制备工艺(论文提纲范文)

1 平板式支撑体的制备
    1.1 干压法
    1.2 流延成型法
2 平板膜的制备
    2.1 涂刷法
    2.2 流延法
    2.3 丝网印刷法
    2.4 旋涂法
    2.5 离心沉积法
3 管式支撑体的制备
    3.1 注浆成型
    3.2 挤出成型
    3.3 热压注成型
    3.4 浸涂法
    3.5 凝胶铸模
    3.6 相转换法
4 管式膜的制备
    4.1 浸涂法
    4.2 料浆喷涂法
    4.3 电化学气相沉积法
    4.4 热喷涂
5 结论和展望

(6)改性丙烯酸类水性分散剂的合成及其用于制备水基陶瓷墨水的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 陶瓷墨水装饰技术
        1.2.1 喷墨打印
        1.2.2 丝网印刷
        1.2.3 热转印
        1.2.4 陶瓷墨水的种类和成分
        1.2.5 陶瓷墨水的制备方法
    1.3 陶瓷色料颗粒分散稳定方法
        1.3.1 颗粒表面改性
        1.3.2 高分子微胶囊包裹
        1.3.3 添加分散剂
    1.4 陶瓷墨水中色料颗粒的分散稳定机制
        1.4.1 静电排斥理论(双电层理论)
        1.4.2 空间位阻效应
        1.4.3 静电排斥-空间位阻效应
    1.5 分散剂
        1.5.1 分散剂的分类
        1.5.2 水性高分子分散剂
    1.6 水性高分子分散剂的合成
        1.6.1 水溶液自由基聚合
        1.6.2 RAFT聚合
        1.6.3 应用于颗粒超细研磨
        1.6.4 应用于颗粒分散与稳定
    1.7 颗粒破碎、团聚和分散行为的模拟
        1.7.1 粒数衡算模型(PBM)
        1.7.2 破碎动力学微分方程
        1.7.3 团聚动力学微分方程
    1.8 存在的问题
    1.9 研究目的、研究内容和技术路线以及创新点
        1.9.1 研究目的
        1.9.2 研究内容
        1.9.3 本论文的创新点
第二章 实验药剂和原料、仪器设备与测试表征方法
    2.1 药剂和原料
    2.2 仪器和设备
    2.3 测试与表征
        2.3.1 ~1H-核磁共振(~1H-NMR)
        2.3.2 红外光谱
        2.3.3 pH值
        2.3.4 GPC分子量
        2.3.5 颗粒粒度和粒度分布
        2.3.6 X射线衍射
        2.3.7 扫描电镜
        2.3.8 吸附性能
        2.3.9 吸附热力学及动力学
        2.3.10 流变学性质
        2.3.11 动电(zeta)电位
        2.3.12 色度值
        2.3.13 静置沉降测试
        2.3.14 离心沉降测试
        2.3.15 色料颗粒团聚行为模拟结果的相关性分析
        2.3.16 X射线光电子能谱
        2.3.17 水基陶瓷墨水的流变学性能
        2.3.18 水基陶瓷墨水的表面张力
        2.3.19 水基陶瓷墨水的密度测定
        2.3.20 水基陶瓷墨水的喷墨打印模拟分析
        2.3.21 水基陶瓷墨水的丝网印刷和热转印膜煅烧装饰
    2.4 本章小结
第三章 改性丙烯酸水性高分子分散剂的合成
    3.1 引言
    3.2 水性高分子分散剂的合成
        3.2.1 I-系列水性高分子分散剂
        3.2.2 V-系列水性高分子分散剂
        3.2.3 S-系列水性高分子分散剂
        3.2.4 两组分嵌段高分子分散剂
        3.2.5 水性环氧酯改性丙烯酸树脂
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 ~1H核磁共振
        3.3.2 红外光谱
        3.3.3 高分子官能团结构
        3.3.4 GPC测试
    3.4 本章小结
第四章 水性高分子分散剂用于陶瓷色料颗粒的超细研磨
    4.1 引言
    4.2 原料及研磨分散剂
        4.2.1 陶瓷色料原料
        4.2.2 研磨所用分散剂
    4.3 实验内容与步骤
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 颗粒粒度及粒度分布
        4.4.2 流变学性质
        4.4.3 颗粒粒度、晶粒度与色度
        4.4.4 添加自合成分散剂与商用分散剂的助磨效果对比
        4.4.5 分散剂的助磨机理
    4.5 颗粒破碎行为模拟
    4.6 本章小结
第五章 水性高分子分散剂用于陶瓷色料颗粒的分散稳定性研究
    5.1 引言
    5.2 分散剂
    5.3 镨掺杂硅酸锆水性悬浮液的制备
    5.4 实验内容与步骤
    5.5 结果与讨论
        5.5.1 分散和稳定效果
        5.5.2 分散剂的分散稳定机理
    5.6 颗粒团聚和分散行为模拟
    5.7 本章小结
第六章 水基陶瓷墨水的制备、评价和应用
    6.1 引言
    6.2 水基陶瓷墨水所需助剂
    6.3 实验内容与步骤
        6.3.1 镨掺杂硅酸锆和铝酸钴色料水性悬浮液的制备
        6.3.2 水基陶瓷墨水的制备
    6.4 结果与讨论
        6.4.1 陶瓷色料颗粒的分散稳定
        6.4.2 颗粒分散稳定机理
    6.5 水基陶瓷墨水性能评价
        6.5.1 粘度,表面张力和密度
        6.5.2 分散稳定性
        6.5.3 喷墨打印适配性
    6.6 水基陶瓷墨水的应用装饰效果
        6.6.1 丝网印刷效果
        6.6.2 热转印膜低温煅烧的效果
    6.7 本章小结
结论
展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(7)氢分离用质子导体陶瓷膜的制备及应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 高温陶瓷氢分离膜的氢分离机理
    1.3 高温陶瓷氢分离膜的研究现状
        1.3.1 质子-电子混合导体陶瓷膜(MPEC)的研究现状
        1.3.2 电化学陶瓷氢泵(HPEC)的研究现状
        1.3.3 高温陶瓷氢分离膜的稳定性
    1.4 高温陶瓷氢分离膜的应用
        1.4.1 固态电化学传感器
        1.4.2 涉氢膜反应器
        1.4.3 高温质子导体燃料电池和电解池
    1.5 本论文的研究思路和主要研究内容
第2章 实验仪器及表征测试方法
    2.1 实验常用试剂及原料
    2.2 实验仪器与设备
    2.3 材料的表征技术
        2.3.1 X射线粉末衍射
        2.3.2 扫描电子显微镜
        2.3.3 X射线光电子能谱
        2.3.4 热膨胀分析
        2.3.5 阿基米德法测孔隙率
        2.3.6 压汞法测孔径分布
    2.4 陶瓷氢分离膜电化学性能测试和氢分离性能测试
        2.4.1 电导率测试
        2.4.2 电化学阻抗谱
        2.4.3 陶瓷氢分离膜的氢分离性能测试
第3章 BZCY/SFM双相陶瓷氢分离膜的制备与性能研究
    3.1 引言
    3.2 双相陶瓷氢分离膜电子导体材料的筛选
        3.2.1 备选电子导体粉体的制备
        3.2.2 电子导体氧化物粉体在氧化和还原气氛下的稳定性
        3.2.3 电子导体与质子导体BZCY的化学相容性
        3.2.4 电子导体与质子导体BZCY的热膨胀匹配性
        3.2.5 电子导体及双相质子-电子混合导体在还原气氛下的电导率
    3.3 BZCY/SFM55 双相陶瓷氢分离膜的制备与氢分离性能研究
        3.3.1 BZCY/SFM55 双相陶瓷氢分离膜的制备
        3.3.2 BZCY/SFM双相陶瓷氢分离膜的微观形貌
        3.3.3 BZCY/SFM55 双相陶瓷氢分离膜的氢分离性能
    3.4 本章小结
第4章 还原温度对电化学陶瓷氢泵微结构及氢分离性能的影响
    4.1 引言
    4.2 电化学陶瓷氢泵的制备
    4.3 还原温度对电极微结构的变化
    4.4 还原温度对陶瓷氢泵电化学阻抗的影响
    4.5 还原温度对电化学氢泵性能的影响
    4.6 本章小结
第5章 工作条件对电化学陶瓷氢泵氢分离性能的影响
    5.1 引言
    5.2 工作条件对电化学陶瓷氢泵氢分离性能的影响
        5.2.1 操作温度对电化学陶瓷氢泵氢分离性能的影响
        5.2.2 原料侧氢浓度对电化学陶瓷氢泵氢分离性能的影响
        5.2.3 气体湿度对电化学陶瓷氢泵氢分离性能的影响
    5.3 电化学陶瓷氢泵在稀释氢混合气中的工作特性
    5.4 本章小结
第6章 BZY 基电化学陶瓷氢泵的制备氢分离性能研究
    6.1 引言
    6.2 BZY粉体的制备、烧结与电导行为测试
    6.3 BZY 基电化学陶瓷氢泵的制备和氢分离性能研究
    6.4 本章小结
第7章 中低温可逆质子导体电池制备与性能研究
    7.1 引言
    7.2 对称电池和单电池的制备及BGLC浸渍量的优化
        7.2.1 对称电池和单电池骨架的制备
        7.2.2 BGLC的制备和浸渍量的优化
    7.3 可逆燃料电池-电解池性能研究
        7.3.1 单电池的放电特性
        7.3.2 单电池的可逆燃料电池-电解池性能
    7.4 本章小结
第8章 全文总结与展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的论文和研究成果

(8)基于多孔空心微珠的多孔陶瓷制备及其性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 多孔陶瓷的研究背景
        1.1.1 多孔陶瓷研究背景与意义
        1.1.2 多孔陶瓷概述
        1.1.3 多孔陶瓷分类
    1.2 多孔陶瓷的制备工艺及其研究进展
        1.2.1 多孔陶瓷传统的制备工艺
        1.2.2 多孔陶瓷制备的新方法
        1.2.3 多孔陶瓷国内外研究现状
    1.3 多孔陶瓷在水处理中的应用
        1.3.1 多孔陶瓷应用于饮用水处理
        1.3.2 多孔陶瓷应用于污水处理
    1.4 课题的研究意义与内容
第二章 实验用料及材料表征
    2.1 引言
    2.2 实验原料
        2.2.1 硅微粉
        2.2.2 玻璃粉
        2.2.3 硅藻土
    2.3 主要实验设备
    2.4 样品的分析与表征
        2.4.1 粒径分布
        2.4.2 差热热重(TG-DTA)分析
        2.4.3 扫描电子显微(SEM)分析
        2.4.4 XRD物相分析
        2.4.5 开气孔率的测定
        2.4.6 BET比表面积
        2.4.7 中位孔径的测定
        2.4.8 抗压强度的分析
第三章 样品的制备
    3.1 引言
    3.2 多孔空心微珠的制备
        3.2.1 硅微粉多孔微珠
        3.2.2 发泡硅微粉多孔微珠
        3.2.3 玻璃粉多孔微珠
        3.2.4 发泡硅藻土多孔微珠
    3.3 多孔陶瓷的制备
第四章 硅微粉基和发泡硅微粉基多孔陶瓷的性能研究
    4.1 引言
    4.2 骨料与粘接剂配比对硅微粉基多孔陶瓷性能的影响
        4.2.1 配比对多孔陶瓷断面形貌的影响
        4.2.2 配比对多孔陶瓷比表面积及中位孔径的影响
        4.2.3 配比对多孔陶瓷开气孔率及抗压强度的影响
    4.3 烧结温度对发泡硅微粉基多孔陶瓷性能的影响
        4.3.1 烧结热力学与动力学
        4.3.2 烧结温度对多孔陶瓷物相的影响
        4.3.3 烧结温度对多孔陶瓷断面显微形貌的影响
        4.3.4 烧结温度对多孔陶瓷中位孔径及比表面积的影响
        4.3.5 烧结温度对多孔陶瓷开气孔率及抗压强度的影响
    4.4 骨料与粘接剂配比对发泡硅微粉基多孔陶瓷性能的影响
        4.4.1 配比对多孔陶瓷断面显微形貌的影响
        4.4.2 配比对多孔陶瓷物相变化的影响
        4.4.3 配比对多孔陶瓷中位孔径及比表面积的影响
        4.4.4 配比对多孔陶瓷开气孔率及抗压强度的影响
    4.5 本章小结
第五章 发泡硅藻土基多孔陶瓷的性能研究
    5.1 引言
    5.2 不同工艺参数对多孔陶瓷显微结构的影响
        5.2.1 烧结温度对多孔陶瓷显微结构的影响
        5.2.2 配比对多孔陶瓷显微结构的影响
        5.2.3 发泡剂含量对多孔陶瓷显微结构的影响
        5.2.4 保温时间对多孔陶瓷显微结构的影响
    5.3 不同工艺参数对多孔陶瓷物相变化的影响
        5.3.1 烧结温度对多孔陶瓷物相变化的影响
        5.3.2 配比对多孔陶瓷物相变化的影响
        5.3.3 保温时间对多孔陶瓷物相变化的影响
    5.4 不同工艺参数对多孔陶瓷中位孔径的影响
        5.4.1 烧结温度对多孔陶瓷中位孔径的影响
        5.4.2 配比对多孔陶瓷中位孔径的影响
        5.4.3 发泡剂含量对多孔陶瓷中位孔径的影响
        5.4.4 保温时间对多孔陶瓷中位孔径的影响
    5.5 不同工艺参数对多孔陶瓷比表面积的影响
        5.5.1 烧结温度对多孔陶瓷比表面积的影响
        5.5.2 配比对多孔陶瓷比表面积的影响
        5.5.3 发泡剂含量对多孔陶瓷比表面积的影响
        5.5.4 保温时间对多孔陶瓷比表面积的影响
    5.6 不同工艺参数对多孔陶瓷开气孔率及抗压强度的影响
        5.6.1 烧结温度对多孔陶瓷开气孔率及抗压强度的影响
        5.6.2 配比对多孔陶瓷开气孔率及抗压强度的影响
        5.6.3 发泡剂含量对多孔陶瓷开气孔率及抗压强度的影响
        5.6.4 保温时间对多孔陶瓷开气孔率及抗压强度的影响
    5.7 正交试验确定工艺参数
        5.7.1 正交试验设计
        5.7.2 正交试验结果分析
        5.7.3 确定最优方案
    5.8 最优参数下多孔陶瓷的过滤性能研究
    5.9 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢

(9)光固化3D打印ZrO2陶瓷制备技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 论文研究目的和意义
    1.2 研究背景
        1.2.1 氧化锆陶瓷材料
        1.2.2 陶瓷材料快速成型技术
    1.3 陶瓷光固化成型原材料
        1.3.1 陶瓷粉
        1.3.2 低聚物
        1.3.3 稀释剂
        1.3.4 光引发剂
        1.3.5 分散剂
    1.4 陶瓷光固化成型技术的研究进展
        1.4.1 非氧化物陶瓷光固化成型技术的研究现状
        1.4.2 氧化物陶瓷光固化成型技术的研究现状
    1.5 本文主要研究内容
第2章 实验原材料与实验方法
    2.1 引言
    2.2 实验原材料、仪器设备与制备方法
        2.2.1 氧化锆粉体
        2.2.2 分散剂
        2.2.3 化学试剂
    2.3 实验仪器设备
    2.4 测试与表征
        2.4.1 粉体性能表征
        2.4.2 料浆性能表征
        2.4.3 陶瓷体性能表征
第3章 氧化锆光固化料浆制备及流变性能研究
    3.1 引言
    3.2 光固化料浆制备工艺流程
    3.3 氧化锆粉体性质对流变学特性的影响
    3.4 分散剂对料浆流变学特性的影响
        3.4.1 分散剂种类对料浆流变性能的影响
        3.4.2 分散剂添加量对料浆流变性能的影响
        3.4.3 分散剂种类对料浆稳定性能的影响
        3.4.4 分散剂作用机理分析
    3.5 固含量对料浆流变性能的影响
    3.6 本章小结
第4章 料浆固化性能研究
    4.1 引言
    4.2 光固化树脂固化特性研究
    4.3 光固化树脂的双键转化率测试
    4.4 固化动力学方程
    4.5 本章小结
第5章 光固化成型陶瓷件的脱脂烧结与性能研究
    5.1 引言
    5.2 脱脂机理及坯体结构变化
    5.3 陶瓷生坯脱脂工艺研究
        5.3.1 热重分析
        5.3.2 脱脂初期
        5.3.3 脱脂中期
        5.3.4 脱脂后期
    5.4 陶瓷部件性能
        5.4.1 陶瓷部件力学性能测试
        5.4.2 陶瓷部件物相及微观形貌分析
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录

(10)基于3D打印技术制备无铅压电陶瓷的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 压电陶瓷材料概述
    1.2 无铅压电陶瓷研究进展
        1.2.1 钛酸钡基无铅压电陶瓷
        1.2.2 钛酸铋钠基无铅压电陶瓷
    1.3 压电陶瓷织构化工艺
        1.3.1 织构化压电陶瓷制备方法
        1.3.2 BNT织构化压电陶瓷国内外研究现状
    1.4 复杂结构压电陶瓷的制备方法
        1.4.1 机械加工成型
        1.4.2 凝胶注模成型
        1.4.3 立体光固化成型
    1.5 课题来源、研究内容与研究意义
        1.5.1 课题来源
        1.5.2 研究内容与研究意义
第二章 实验材料、设备和方法
    2.1 引言
    2.2 实验材料和实验设备
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验仪器
    2.3 实验过程
        2.3.1 干压法制备BT压电陶瓷
        2.3.2 3D打印制备BT压电陶瓷
        2.3.3 TGG法制备BNT-6BT织构化陶瓷
        2.3.4 超声换能器的制备
    2.4 样品表征和性能测试
        2.4.1 密度测试
        2.4.2 物相结构分析
        2.4.3 微观结构分析
        2.4.4 电学性能测试
        2.4.5 超声换能器声学性能测试
第三章 BaTiO_3基陶瓷浆料光固化成型研究
    3.1 引言
    3.2 光固化成型原理
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 曝光时间和光照强度对光固化成型影响
        3.3.2 BaTiO_3含量对浆料粘度的影响
        3.3.3 分散剂含量对浆料粘度的影响
    3.4 本章小结
第四章 3D打印BaTiO_3 陶瓷及其在超声换能器的应用
    4.1 引言
    4.2 3D打印BT陶瓷和超声换能器的应用
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 固含量对收缩率的影响
        4.3.2 固含量对显微结构的影响
        4.3.3 固含量对物相结构的影响
        4.3.4 固含量对电学性能的影响
        4.3.5 超声换能器设计和声学仿真
        4.3.6 超声换能器性能表征
    4.4 本章小结
第五章 BNT模板粉体制备工艺的研究
    5.1 引言
    5.2 模板的形成机理
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 NBiT模板粉体的特性
        5.3.2 BNT模板粉体的特性
        5.3.3 不同温度对BNT模板粉体的影响
        5.3.4 过量Na_2CO_3对模板粉体的影响
    5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与专利
致谢

四、分散剂及其在陶瓷制备中的应用(论文参考文献)

  • [1]α-Al2O3悬浮液体系稳定性及其失稳絮凝体破碎基础研究[D]. 张炜. 北京科技大学, 2021(08)
  • [2]锆钛酸钡钙压电陶瓷的微观结构调制及其在功能器件上的应用研究[D]. 许一文. 广东工业大学, 2021
  • [3]Li7La3Zr2O12固态电解质陶瓷墨水的制备及理化性能研究[D]. 孙振豪. 中北大学, 2021(09)
  • [4]基于DLP光固化成型的ZrO2浆料的制备与性能研究[D]. 骆嘉琪. 重庆理工大学, 2021(02)
  • [5]固体氧化物燃料电池的制备工艺[J]. 田丰源,刘江. 硅酸盐学报, 2021(01)
  • [6]改性丙烯酸类水性分散剂的合成及其用于制备水基陶瓷墨水的研究[D]. 黄广华. 华南理工大学, 2020
  • [7]氢分离用质子导体陶瓷膜的制备及应用研究[D]. 仝永成. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2020(03)
  • [8]基于多孔空心微珠的多孔陶瓷制备及其性能研究[D]. 常仕博. 大连交通大学, 2020(05)
  • [9]光固化3D打印ZrO2陶瓷制备技术研究[D]. 韩卓群. 济南大学, 2020(01)
  • [10]基于3D打印技术制备无铅压电陶瓷的研究[D]. 程健. 广东工业大学, 2020

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分散剂及其在陶瓷制备中的应用
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