耐火材料

作者：李鑫, 曹岳岐, 张强, 郭安然

单位：1)中国航发北京航空材料研究院 先进高温结构材料重点实验室 北京 100095；2)天津大学材料科学与工程学院 先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室 天津 300072

关键词：多孔陶瓷,莫来石纤维,3D打印,隔热材料,

基金：国家自然科学基金资助项目(No.52172072)。

传统的成型技术已经无法满足各行业对高精度、复杂结构莫来石纤维基多孔陶瓷的需求,光固化3D打印技术可以直接制得近净尺寸的陶瓷材料,是制备复杂结构陶瓷的理想技术。以莫来石纤维(基体)和纳米SiO2粉(高温黏结剂)为主要原料,采用光固化3D打印技术成功制备了莫来石纤维基多孔陶瓷。研究了纳米SiO2粉加入量(加入质量分数分别为0、20%、27%、33%和38%)对纤维浆料的分散稳定性、流变特性和光敏性能的影响,以及对莫来石纤维基多孔陶瓷的显微结构和物理性能的影响。结果表明:SiO2粉使纤维浆料的黏度显著提升,这有助于缓解纤维的沉降、团聚,获得均匀的打印浆料;但过量的SiO2粉将导致浆料黏度过大,不利于3D打印过程顺利进行。当SiO2粉加入量为33%(w)时,纤维浆料的性能最适合3D打印,其在1 h内的沉降率小于9.7%,黏度为3.95 Pa·s(剪切速率为30 s-1);采用上述浆料打印的莫来石纤维基多孔陶瓷表现出最佳的物理性能(体积密度为0.56 g·cm-3,显气孔率为72%,室温下的热导率为0.135 W·m-1·K-1)。

来源：2023年第6期

《耐火材料》期刊编辑部

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