造孔剂法制备多孔陶瓷及其影响因素(2)

孔隙率 0.164 0.228 0.239 0.275

图1：烧结制度对陶瓷的吸水率的影响（以溶胀淀粉为造孔剂）

图2：烧结制度对陶瓷的表观密度的影响（以溶胀淀粉为造孔剂）

图3：烧结制度对陶瓷的孔隙率的影响（以溶胀淀粉为造孔剂）

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如图1、2、3所示，当造孔剂为溶胀的淀粉时，在烧结制度一和烧结制度三下，可以得到如下结论：

（1）根据图1可得到，烧结制度三的条件下，得到的陶瓷片具有更高的吸水率，吸水率高，表明陶瓷片中气孔含量高，即此时气孔率更高；

（2）根据图2可得到，烧结制度三的条件下，得到的陶瓷片具有更低的表观密度，表观密度低，表明陶瓷片中气孔含量高，即此时气孔率高；

（3）根据图3可以得到，烧结制度三的条件下，得到的陶瓷片具有更高的孔隙率，即此时具有更高的气孔率；

（4）综上所述，可以得到结论，烧结制度对多孔陶瓷具有很大的影响，不同的烧结制度得到的多孔陶瓷气孔率有很大的不同。在本实验中烧结制度三条件下烧结得到的多孔陶瓷具有更高的气孔率；

（5）烧结制度三的条件下，随着造孔剂含量的增加，得到的陶瓷片的表观密度随着减小；吸水率和孔隙率随之增加，说明在烧结制度3的条件下随着造孔剂含量的增加，气孔率增加；烧结制度1的条件下，出造孔剂含量为10%时出现反常外，也可得到上述结论。

2、烧结制度对以K2CO3为造孔剂的多孔陶瓷性能的影响

图4：烧结制度对陶瓷的吸水率的影响（以K2CO3为造孔剂）

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图5：烧结制度对陶瓷表观密度的影响（以K2CO3为造孔剂）

图6：烧结制度对孔隙率的影响（以K2CO3为造孔剂）

如图4、5、6所示，当造孔剂为K2CO3时，在烧结制度二和烧结制度三下，可以得到如下结论：

（1）根据图4所示，烧结制度三的条件下，当造孔剂含量在10%-20%时，得到的陶瓷片具有更高的吸水率，即在此条件下得到的陶瓷片气孔率更高；而当造孔剂含量低于10%或高于20%时，得到的陶瓷片具有更低的吸水率，即在此条件下得到的陶瓷片气孔率更低； （2）根据图5所示，烧结制度三的条件下，当造孔剂含量在10%-20%时，得到的陶瓷片具有更低的表观密度，即此条件下得到的陶瓷片气孔率高；而当造孔剂含量低于10%或高于20%时，正好相反。根据图6可得出相同结论；

（3）烧结制度对以K2CO3为造孔剂的多孔陶瓷的性能影响很大，不同的烧结制度得到的陶瓷片具有不同的气孔率，且陶瓷片的气孔率多少与造孔剂的含量有关。根据上述分析可以得到，当造孔剂含量在10%-20%时，在烧结制度三的条件下得到的陶瓷片具有更高的气孔率。

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（4）图4、5、6中，在造孔剂含量为15%时，出现了一个很明显的峰。造成该峰出现的原因是，当造孔剂含量比较低时，得到的烧结完成后，K2CO3相对比较完全，但是由于造孔剂含量较少，得到的陶瓷片气孔率小。随着造孔剂的增加，气孔率增加，但是与此同时，在烧结过程中会出现K2CO3颗粒被包覆的现象，从而形成了含有K2CO3颗粒的闭孔，在随后的溶出过程中，闭孔中的K2CO3不能被水溶解出来，且随着造孔剂含量的增加，形成的闭孔增多，所以气孔率降低。而随着造孔剂含量的进一步增加，由于造孔剂的作用，影响到了陶瓷坯体的烧结，形成了较多的连通的孔，导致了多孔陶瓷气孔率的增大。 3、多孔陶瓷的释放性能

图7：陶瓷片释放性能的比较，横坐标为造孔剂质量含量，纵坐标为溶液透过率

在0%，10%，15%，20%，25%的烧结制度二条件下，以K2CO3为造孔剂得到的多孔陶瓷样品上分别滴加三滴甲基红试剂，吸收5min后分别置于盛有50ml蒸馏水的烧杯中，静置10min后，取溶液分别测其透过率，如图7所示。

将甲基红试剂滴入陶瓷片后，会被陶瓷片吸收，静置一段时间后，陶瓷片将甲基红试剂完全吸收。然后放入水中后，试剂的释放速度与孔的多少有关，气孔率越高，试剂释放越快。

根据图示可知，造孔剂含量为0%时，具有最高的透射率，含量为20%时居其次，然后分别是10%、15%、25%。这表明该组陶瓷片的气孔率大小依次为：25%，15%，10%，20%，0%，这与图5得到的实验结果相似。

4、不同造孔剂对陶瓷性能的影响

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图8：不同造孔剂对陶瓷的表观密度的影响（在烧结制度三条件下）

根据图8所示，造孔剂为溶胀的淀粉时，得到的陶瓷片具有最低的表观密度；造孔剂为不溶胀淀粉时，陶瓷片表观密度其次；造孔剂为K2CO3时，陶瓷片的表观密度最高；即溶胀淀粉陶瓷片气孔率最高、不溶胀淀粉陶瓷片气孔率居其次、K2CO3陶瓷片气孔率最低。综上所述，可以得到，造孔剂的种类不同，得到的多孔陶瓷气孔率差别较大。K2CO3如为造孔剂时的多孔陶瓷气孔率比淀粉为造孔剂时的多孔陶瓷气孔率小得多，而相同的造孔剂，经过不同地处理，得到的多孔陶瓷气孔率也有差别。在本实验中，最理想的造孔剂应为溶胀淀粉。

四、全文总结

从上述的数据分析可以得到以下结果：

（1）从造孔剂种类来看，根据烧结制度三条件下的三种造孔剂样品的比较，可以得到，溶胀淀粉作为造孔剂时，可以得到气孔率更大的陶瓷片；

（2）从烧结制度来看，根据溶胀淀粉做造孔剂时，在烧结制度一和烧结制度三下的样品比较可以得到，烧结制度三条件下可以得到气孔率更大的陶瓷片：根据K2CO3做造孔剂时，在烧结制度二和烧结制度三条件下的样品可以得到，造孔剂含量为10%-20%时，烧结制度三条件下可以得到气孔率更大的陶瓷片；综上所述，本实验中，最理想的多孔陶瓷烧结条件应该是以溶胀淀粉作为造孔剂，淀粉含量为25%，在烧结制度三下进行烧结。

（3）由于本实验设计的原因，淀粉做造孔剂时，含量设定只在5%-25%，大于25%的含量并未涉及，所以淀粉含量大于25%时，陶瓷片的性能如何、有何变化趋势并不知晓； （4）以K2CO3作为造孔剂时，实验设计中，造孔剂含量到达30%，但是在烧结过程中，烧结制度二和烧结制度三的条件下，陶瓷片确实烧结成功，但是强度明显不够，在用煮沸法测量其吸水率过程中，陶瓷片全部涨开碎裂，说明K2CO3作为多孔陶瓷的造孔剂时，在烧结制度一和烧结制度三的条件下，造孔剂含量应小于30%，才能保证烧结出的多孔陶瓷强度合格；

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