真空冷冻干燥技术在材料科学方面有哪些应用
真空冷冻干燥技术在材料科学方面的应用还有如下几点。
① 低压、低温注模制造陶瓷和金属制品。对于陶瓷或金属制品的低温低压注模制造方法,将含有无机烧结颗粒、非水溶性液态载体和分散剂的泥浆,于6.89×106Pa压强下注入特定形状密闭模中,然后冷却至载体的凝固点以下形成固体块,再在一定温度和压强下升华干燥,紧接着在低于常温下烧结得到制品,由此制得的产品组成均匀、表面光滑、微孔结构致密均匀、精度高,有关资料还举出四叶转子发动机的制造过程实例。

② 氧化铝在氧化锆粉末上的黏附。采用直径0.5~3mm的喷嘴,将ZrO2粉末与铝盐水溶液的混合液喷入冷冻介质中,冷冻干燥、热处理得到粘有Al2O3的ZrO2与SiO2发生反应。
③ 自由流动烧结型氧化硅粉末和氧化硅陶瓷的制取。把平均粒径0.1~1nm的Si3N4粉末与铝、碱土金属、钇、稀土金属或第Ⅳ副族金属的硝酸盐,按1千克Si3N4与5mol的金属盐配比,用有机溶剂配成悬浮液,然后经冷冻真空干燥机制得氮化硅粉末,^后经成型和焙烧得到烧结型陶瓷。
④ 冷冻干燥法合成超导粉。对于合成超导氧化物粉YBa2Cu3O7的冷冻干燥方法,由此法制得均匀的、高纯度的超细粉。有关资料中还叙述了盐的选择,溶液浓度的pH值对于加工过程的影响。
⑤ 用于隔热的多孔无机颗粒的制造。将一种可膨胀的薄片状复合物和一种水溶性聚合物分散在溶剂中,此分散液迅速干燥以保持片状复合物呈分散态,经烧结后得到微孔无机颗粒,可采用冷冻干燥。把聚乙烯醇加入到含2%高岭石钠的水分散液中(聚乙烯醇与高岭石钠的质量比为1∶1),在20℃下混合搅拌2h,真空下冷冻干燥3d,700℃下烧结,压制成1.5mm厚的薄板,其密度为0.18g/cm3,热导率0.033W/(m·K),而不含聚乙烯醇的薄板的密度是0.35g/cm3,热导率0.042W/(m·K)。
⑥ 具有多微孔结构的白土颗粒的制造。通过对天然或合成的白土与水的混合物,在无融化条件下冷冻干燥,冷冻速率F(mL/s)控制在lgF≥0.1~0.7C(C是指白土在混合物中的质量百分数),所制得的颗粒其连续孔孔径小于50nm,且有很窄的孔径尺寸分布,此颗粒可作为吸附剂和催化剂的载体。
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