非金材081张渤 毕业论文 - 图文(4)

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A

B

C

图2-2 A、B、C是干燥成型待烧的坯体图样

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§2.3.5烧成制度的制定

烧成制度的制定对产品的性能有重要影响，直接影响到最终产品的性能。 烧成制度不合理在烧结过程中坯体会出现掉渣、坍塌的现象，所以必须要求制定合理的烧成制度。

在烧成过程中，有两个重要阶段，即低温阶段和高温阶段。在低温阶段，应缓慢升温以使有机泡沫体缓慢而充分的挥发排除，如果升温过快，会因有机物剧烈氧化而在短时间内产生大量气体而造成坯体开裂坍塌，此阶段多采用氧化气氛让有机物通过氧化途径而排除，升温制度应根据有机泡沫体的热重分析曲线来制定。在高温烧结阶段，此时因有机泡沫体己排除干净，所以可加快升温速率。由于坯体是高气孔率材料，体积的烧成温差较大，有时会碰到制品烧不透的问题，对于此类问题一般可以通过延长保温时间以及采用适当的垫板以加大受热面的方式来解决。

烧结的关键足：在200°～600°C范围内，采用慢速升温．使有机物缓慢而充分地挥发排除。若低温阶段升温过快，泡沫塑料的烧蚀会集中造成大量气体，易使陶瓷坯体产生较大应力而造成破坏。之后在600℃保温1h，目的还是要保证泡沫体充分排除干净。600℃到烧成温度可加速升温，在烧成温度下保温3h。烧成制度曲线如图2-3：

烧成制度曲线2000温度/°C15001000500001020时间/h30401450°C保温2个小时1450°C保温3个小时1450°C保温4个小时

图2-3 烧成制度曲线

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§2.4 性能检测

§2.4.1热震性能的检测

热震性，是反映材料承受温度急剧变化而不致破坏的能力。由于其使用环境，泡沫陶瓷要经受温度的剧烈变化，作为熔融金属过滤材料的泡沫陶瓷必须能够经受高温钢水的冲击，因此抗热震性能使其重要的指标之一。

本实验是把试样（大致规格为20×20×10mm）置于900℃下保温20min后放入室温下的冷水中，重复以上步骤，直至制品破碎，记录下实验次数。§2.4.2 抗压强度

常温抗压强度是评价过滤器常温下抵抗破坏能力的指标[18]。其抗压性能在生产应用中极其重要。

在常温抗压试验中，选用一个标准压头，该压头规格为Φ20×10mm，材质为45钢，在压头的端面用502胶水粘上几层橡胶，以保证与试样充分接触。

本试验采用岛津AG-I250KN型精密万能试验机，在试样（规格为20×20×10mm）下面垫上一层橡胶皮，把压头放在试样中心，施加载荷直至把试样压碎为止。根据每个试样的抗压曲线确定其最大抗压强度。

其计算公式为：

P?FS (2-1)

式中，P—常温抗压强度，F—表面施加的压力，S—压头面积。 §2.4.2 泡沫陶瓷孔隙率和容重的测定

试样的烧结后的重量（M）与试样体积（V）之比称为容重，用g?cm-3

表示，容重是泡沫陶瓷过滤器的主要性能参数。本实验先将试样在天平上称取重量，记为M．再用游标卡尺分别量取试样长、宽、高三个方向上的尺寸，每个尺寸读三个读数并求平均值，三个平均值的乘积就是试样的总体积V0。

泡沫陶瓷的孔隙率是指泡沫陶瓷中孔穴的总体积占泡沫陶瓷总体积的百分数。孔隙率决定了单位体积内的泡沫陶瓷过滤板的过滤能力，孔隙率越大，

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说明过滤板过滤流量越大，过滤能力就越强。根据阿基米德定律来求取过滤板中孔穴的体积，即向带溢流管的玻璃烧杯中注水，直至水从溢流管中流出，当水不再流出后，将待测样品全部轻轻置于水中，这时水从溢流管中流出，测出此部分的水的体积，用过滤板的物理体积减去溢流出来的水的体积V水，就是过滤板中孔穴的总体积。最后按下式计算容重和空隙率。

容 重

?0?MV0 (2-2)

孔隙率 Pt?VV水0?10%0 (2-3)

本实验在标准大气压下，通过测定一定量的水通过泡沫陶瓷的时间长短来衡量泡沫的通透率。实验时，要注意做每次实验时恩氏粘度仪中加水的高度一定要一致，以确保水流下时的压力一定。

§2.4.3扫描电镜形貌分析

陶瓷材料的性能不仅取决于化学成分，在很大程度上还取决于材料内部的显微结构。扫描电镜是观察颗粒形貌和颗粒分布的一种有效而直观的工具，它具有较高的分辨率，放大倍数可在很大范围内调整（50～40000倍）。

在本实验中使用在抗压性能实验中的碎片，取断口处制成合适的试样。先用超声波清洗试样表面，由于该实验样品属非导电材料，进行扫描电镜观察前需在试样表面蒸镀一层导电层。在这里是进行喷金处理，最后用JSM—5610LV型扫描电镜观察其断口形貌特征。

§2.5实验仪器

本实验用到的主要实验仪器及相关设备有： 1.箱式电阻炉 型号：SRJX-4-13 2.电阻炉 型号：DXX-4-13A 3.干燥箱 型号：DL101-13A

4.扫描电镜 型号：JSM—5610LV型扫描电镜 5.BM系列搅拌球磨机 型号：BM—76

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6.搅拌机 型号：NRJ-411A

7.岛津精密万能试验机 型号：AG－1 250KN 8.电子天平 型号：T1000型 9.行星式齿轮球磨机 型号：QM-1SP-4-CL 10.电子恒温不锈钢水浴锅 型号：DZKW 8

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