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摘要纳米Al2O3微孔陶瓷具有比表面积大，孔径小的特点，可用于物质载体以及分离器件，有广泛的应用前景。本文通过一次无压快速升温烧结以30nm粒径的Al2O3 粉末骨架材料，配合硅溶胶、去离子水以及聚丙烯酸铵，成功制备了膜状纳米Al2O3微孔陶瓷；并同理，用30nm粒径的Al2O3 粉末、去离子水及聚丙烯酸铵，注浆,、干燥后，一次无压快速升温烧结制备了块状纳米Al2O3微孔陶瓷。用几何测量的方式探究了不同烧结温度下的块状体表观收缩率和表观孔隙率。用扫描电镜对膜状和不同烧结温度下的块状材料进行了表征，对比分析。
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关键词： 无压烧结 快速升温 纳米微孔 Al2O3陶瓷20258
毕业论文设计说明书（论文）外文摘要
Title Preparation of Nano-porous Alumina Materials
Abstract
Nano-porous alumina materials have large specific surface areas and narrow pore size distribution, and can be used as functional material carriers and segregators. In this project dissertation, a nano-porous alumina material was prepared by a simple method of non-pressure sintering. A thin film was prepared with Al2O3 powders of 30nm in size, silica sol , deionized water and ammonium polyacrylate . In the same way, the nano-porous bulk material was made with the same raw materials. It was grouted and dried before being sintered. Then the shrinkage and apparent porosity of the bulks sintered at different temperatures were measured. The microstructure of the films and the bulks sintered at different temperatures were characterized by the scanning electron microscopy (SEM). Structural differences between the flims and bulks were revealed and discussed.
Keywords: Non-pressure sintering with fast heating rate Nano-porous alumina materials
目次
1.引言 1
1.1 课题背景 1
1.2 团聚现象及处理 1
1.2.1 团聚现象 1
1.2.2 团聚的消除方法 2
1.3 纳米烧结研究 4
1.3.1纳米烧结特点 4
1.3.2 纳米烧结方法 4
2.实验部分 7
2.1 实验原理 7
2.2 实验方案设计 7
2.2.1 膜状纳米Al2O3微孔陶瓷的制备 7
2.2.2 块状纳米Al2O3微孔陶瓷的制备 9
2.3 实验表征方法 11
2.4 实验仪器和药品 12
2.4.1 实验仪器 12
2.4.2 实验药品 12
2.5 实验结果及分析 13
2.5.1 膜状纳米Al2O3微孔陶瓷 13
2.5.2 块状纳米Al2O3微孔陶瓷 14
2.5.3 纳米Al2O3微孔陶瓷的应用 20
结论 23
展望 24
致谢 25
参考文献 26
1 引言
1.1 课题背景
先进材料的开发已成为关系国家综合国力和社会竞争力的关键领域，对于国民经济的发展起着重要作用。特别的，纳米微孔材料，其所具有的纳米级孔径和分布拥有区别于同类常规材料的特殊效应。而陶瓷基体的这类材料在发挥孔的纳米尺寸效应的过程中，具有耐酸碱腐蚀，高强度等特殊的优越性。
纳米微孔Al2O3陶瓷材料作为先进纳米材料中的一类，其是以Al2O3纳米级颗粒为原料，通过配料、烧结得到含有微孔结构特征的材料，具有较为理想的孔隙率、较大的比表面积以及较窄的孔径分布，有广泛应用价值。例如，将其作为纳米过滤器[1]，其强度和耐腐蚀性明显优于常规的分子筛如金属微孔材料等；将其作为催化剂载体，可附着在在纳米孔洞壁上，特异性地快速催化反应，经济效益明显；再者作为当今一种重要的非常规天然气资源的页岩气[2]，其是从页岩层中开采出来的可燃性气体，目前各国对其开发火热，但技术上还有待突破，而器件化的纳米微孔Al2O3陶瓷材料具有和页岩相似的结构特征，可以作为仿页岩结构对开发页岩气进行深入研究，促进技术革新，为能源危机解决做出贡献。
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