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泡沫陶瓷可以应用于保温隔热、过滤隔音、生物材料等领域,随着泡沫陶瓷应用领域的扩宽,制备结构可控、孔径均匀、性能稳定的泡沫陶瓷体是十分必要的。泡沫陶瓷制备的关键是发泡工艺,直接发泡法是制备宏孔陶瓷材料的常用发泡法,具有工艺简单,发泡量大,成本低廉等特点,但结构可控性差。本文拟采用阴、阳离子及阴阳离子复配方式,通过调控颗粒表面的电荷及表面疏水化程度,实现孔结构(通孔、闭孔及孔径)可控。本文以二氧化硅为原料,加入表面活性剂,通过机械搅拌方法引入气泡发泡,研究分析不同表面活性剂体系、浆料的粘度以及烧结温度对孔结构及材料性能的影响,确定影响陶瓷结构的实验参数。测试了浆料的发泡率,最终烧结体的密度气孔率,并通过扫描电子显微镜观察样品的孔结构。实验结果表明:(1)分别用阴离子(SDS、ABS)、阳离子(CTAB)和阴阳离子复配(SDS/CTAB)三种表面活性剂体系制备泡沫陶瓷,阴离子具有良好的发泡性但稳泡性差,阳离子具有优异的稳泡性但发泡能力差,将阴阳离子表面活性剂复配使用则可实现同时具备优异的发泡和稳泡能力。(2)在阴阳离子复配体系中,提高SDS的加入量可以提高发泡能力,制备的孔结构慢慢从闭孔转化为开孔结构,孔径变大,孔壁变薄。提高CTAB的浓度可以明显改善稳泡性能,随着CTAB浓度的提高孔结构从开孔慢慢转化为闭孔结构,孔径变小,孔壁变厚。(3)固相含量和一些添加剂的加入都会使浆料的粘度增大,固相含量的增大和添加剂的加入都有助于提高泡沫的稳定性。固相含量从35%变化至45%,发泡量先增加后减少,随着固相含量的升高,烧结体中孔径分布均匀性提高,孔径减小,同时孔壁厚度增加,气孔开裂的现象减少,闭气孔数量增加。当固相含量达到45%时,由于引入气泡困难导致发泡率降低。加入添加剂不仅可以提高泡沫的稳定性,同时这些添加剂也可作为粘结剂从而帮助提高培体的强度。