。320 北京科技大学学报 第33卷 孔剂用量的增多，造孔剂的连续分布使骨料颗粒间 2.3烧结温度对显气孔率、吸水率和孔径分布的 接触的概率降低，造孔剂烧失后骨料不足以填补颗 影响 粒间的空隙，因而使烧结受阻，样品的烧结性能下 图3为烧结温度对显气孔率和吸水率的影响. 降，显气孔率增加，密度减小.此外，由于多孔陶瓷 从图3中可以看出，烧结温度越高，多孔陶瓷的显气 材料的断裂源主要来自孔隙，气孔的存在明显降低 孔率和吸水率就越小.烧结温度从1100℃提高到 了载荷作用的横截面积，也对多孔陶瓷的抗弯强度 1175℃，显气孔率和吸水率分别从53.71%和 产生了不利影响.当造孔剂用量大于35%后，抗弯 58.32%下降到43.389%和42.47%.同时也可以看 强度开始急剧下降，显气孔率的增幅则趋于平缓. 出，该变化趋势和抗弯强度及密度随烧结温度变化 考虑到造孔剂越多，对烧结越不利，且当造孔剂达到 的趋势有非常好的对应关系，即：显气孔率和吸水率 一定的量以后，显气孔率的增幅变小，所以在本实验 高的，抗弯强度和密度就低：显气孔率和吸水率低 条件下，造孔剂的用量应不大于35%. 的，抗弯强度和密度就高. 表3造孔剂用量对多孔陶瓷性能的影响 Tab 3 hfuence of he aount of the pore fom ing agent an the per fom ance of he porus cermics 55 造孔剂 抗弯 显气 吸水 密度/ 用量小 强度MPa孔率% 率% 45 (8r3) 25 7.55 4104 4326 1.31 35 30 7.02 4312 4607 118 35 35 627 47.90 5034 1.02 40 462 5003 5316 091 11001125115011751200 25 烧结温度 2.2烧结温度对抗弯强度和密度的影响 图3烧结温度对显气孔率和吸水率的影响 选择造孔剂用量为35%、保温时间为60m研 Fg 3 E ffects of sntering temperature on poosity and wa ter 究烧结温度对多孔陶瓷性能的影响.图2为烧结温 absoton 度对抗弯强度和密度的影响.由图2可知，随着烧 作为过滤用多孔陶瓷，在需要较高显气孔率的 结温度的升高，多孔陶瓷抗弯强度和密度都呈现上 升趋势，烧结温度从1100℃提高到1175℃，抗弯强 同时，也希望气孔孔径的分布范围不要太宽，平均孔 度从2.12MPa增加到9.14MPa密度也从0.94惩 径适中，以便获得较好的过滤性能.图4为不同烧 r3上升到1.12每mr3.适当地提高烧结温度可 结温度下烧制的多孔陶瓷孔径分布.由图4可知， 以使骨料颗粒的棱角变得圆滑，小颗粒间相互黏结 多孔陶瓷的平均孔径与显气孔率有着相似的变化趋 势，都是随着烧结温度的升高而逐渐下降，烧结温度 形成较大的颗粒，颗粒的长大填充了一部分气孔，使 分别为11001150.1175和1200℃的四种样品平 材料趋于致密，从而使多孔陶瓷的密度和抗弯强度 增大.当烧结温度高于1175℃后，多孔陶瓷的抗弯 均孔径依次为19.7716.9715.19和13.80μ四与 此同时，孔径分布的范围也随烧结温度的升高而逐 强度上升趋势减缓密度却急剧刷升高 步变窄，四种样品的孔径分布范围分别为0.40~ 3 21 -1750℃ -1150 11要 0.9 -0.7 11001125115011751200 烧结温度℃ 孔径，Dm 图2烧结温度对抗弯强度和密度的影响 图4烧结温度对孔径分布的影响 Fg 2 Effects of sinterng tempem tre on bend strength and densit Fg 4 hfluence ofsintering tm perature on pore size distrbution北 京 科 技 大 学 学 报 第 33卷 孔剂用量的增多, 造孔剂的连续分布使骨料颗粒间 接触的概率降低, 造孔剂烧失后骨料不足以填补颗 粒间的空隙, 因而使烧结受阻, 样品的烧结性能下 降, 显气孔率增加, 密度减小 .此外, 由于多孔陶瓷 材料的断裂源主要来自孔隙, 气孔的存在明显降低 了载荷作用的横截面积, 也对多孔陶瓷的抗弯强度 产生了不利影响 .当造孔剂用量大于 35%后, 抗弯 强度开始急剧下降, 显气孔率的增幅则趋于平缓 . 考虑到造孔剂越多, 对烧结越不利, 且当造孔剂达到 一定的量以后, 显气孔率的增幅变小, 所以在本实验 条件下, 造孔剂的用量应不大于 35%. 表 3 造孔剂用量对多孔陶瓷性能的影响 Table3 Influenceoftheamountofthepore-formingagentontheper￾formanceoftheporousceramics 造孔剂 用量 /% 抗弯 强度 /MPa 显气 孔率/% 吸水 率 /% 密度 / ( g·cm-3 ) 25 7.55 41.04 43.26 1.31 30 7.02 43.12 46.07 1.18 35 6.27 47.90 50.34 1.02 40 4.62 50.03 53.16 0.91 图 2 烧结温度对抗弯强度和密度的影响 Fig.2 Effectsofsinteringtemperatureonbendstrengthanddensity 2.2 烧结温度对抗弯强度和密度的影响 选择造孔剂用量为 35%、保温时间为 60 min, 研 究烧结温度对多孔陶瓷性能的影响 .图 2为烧结温 度对抗弯强度和密度的影响 .由图 2可知, 随着烧 结温度的升高, 多孔陶瓷抗弯强度和密度都呈现上 升趋势, 烧结温度从 1 100 ℃提高到 1 175 ℃, 抗弯强 度从 2.12 MPa增加到 9.14 MPa, 密度也从 0.94 g· cm -3上升到 1.12 g·cm -3.适当地提高烧结温度可 以使骨料颗粒的棱角变得圆滑, 小颗粒间相互黏结 形成较大的颗粒, 颗粒的长大填充了一部分气孔, 使 材料趋于致密, 从而使多孔陶瓷的密度和抗弯强度 增大.当烧结温度高于 1 175 ℃后, 多孔陶瓷的抗弯 强度上升趋势减缓, 密度却急剧升高 . 2.3 烧结温度对显气孔率 、吸水率和孔径分布的 影响 图 3为烧结温度对显气孔率和吸水率的影响. 从图 3中可以看出, 烧结温度越高, 多孔陶瓷的显气 孔率和吸水率就越小 .烧结温度从 1 100 ℃提高到 1 175 ℃, 显 气孔 率和 吸水 率分 别从 53.71%和 58.32%下降到 43.38%和 42.47%.同时也可以看 出, 该变化趋势和抗弯强度及密度随烧结温度变化 的趋势有非常好的对应关系, 即:显气孔率和吸水率 高的, 抗弯强度和密度就低 ;显气孔率和吸水率低 的, 抗弯强度和密度就高 . 图 3 烧结温度对显气孔率和吸水率的影响 Fig.3 Effectsofsinteringtemperatureonporosityandwater absorption 图 4 烧结温度对孔径分布的影响 Fig.4 Influenceofsinteringtemperatureonporesizedistribution 作为过滤用多孔陶瓷, 在需要较高显气孔率的 同时, 也希望气孔孔径的分布范围不要太宽, 平均孔 径适中, 以便获得较好的过滤性能 .图 4为不同烧 结温度下烧制的多孔陶瓷孔径分布.由图 4 可知, 多孔陶瓷的平均孔径与显气孔率有着相似的变化趋 势, 都是随着烧结温度的升高而逐渐下降, 烧结温度 分别为 1 100、1 150、1 175和 1 200 ℃的四种样品平 均孔径依次为 19.77、16.97、15.19和 13.80 μm.与 此同时, 孔径分布的范围也随烧结温度的升高而逐 步变窄, 四种样品的孔径分布范围分别为 0.40 ～ · 320·