Design and Processing of Hollow Ceramic Microspheres and Hybrid Ceramic/Polymer Microparticles

空心陶瓷微球和杂化陶瓷/聚合物微粒的设计与加工

基本信息

  • 批准号:
    13555175
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.32万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Design and processing of hollow ceramic microspheres and hybrid ceramic/polymer microparticles were attempted as below.1. Preparation of ceramic microspheres by utilizing a mechanofusion system Core/shell structure was prepared by a mechanofusion system by employing several kinds of spherical polymers as a core material and Al_2O_3 powder or a mixture of Al_2O_3 and SiO_2 powder as a shell material. A large fraction of hollow alumina microspheres reflecting the shape and the particle size distribution of the core polymer could be fabricated after sintering at 1600℃ for 3h, when highly cross-linked PMMA microspheres with a gel fraction of ca. 99% were used as a core polymer and abrupt firing at temperatures higher than 500℃ was adopted to remove the PMMA microspheres. Titania microspheres were also prepared by employing the similar technique.2. Preparation of ceramic microspheres by utilizing a hybridization system Hybrid alumina/PMMA microparticles were prepared by utilizing a hybridiz … More ation system by employing PMMA microparticles and Al_2O_3 powder as a raw material. However, hollow microspheres were scarcely obtained even after calcination at 1600℃, because the Al_2O_3 powder could not be coated around the PMMA microparticles sufficiently.3. Preparation of ceramic microspheres by ultra-spray pyrolysis Alumina microsphreres were successfully fabricated by ultrasonic spraying of 0.5 M Al(NO_3)_3 aqueous solution, followed by instantaneous thermal decomposition and calcination at 1300℃. The crystal phase of as-prepared microspheres was δ-Al_2O_3, but turned into α-Al_2O_3 after post-calcination at 1300℃ for 2h. In addition, some microspheres were changed from solid to hollow structure by the post-calcination. The fraction of hollow microspheres in the resultant products was less than 30% and the mean diameter of these microspheres was 0.7 μm under these preparation conditions. However, the fraction could be increased up to 80% by the addition of a small amount of a surfactant to the precursor solution.4. Fabrication of aluminum/hollow alumina microspheres composites Aluminum/hollow alumina microspheres composites were fabricated by a liquid forging technique by employing aluminum ingot (ADC-12 ; Al>84.4%) and hollow alumina microspheres prepared by a mechanofusion system. The composites showed the highest flexural strength, compared with those prepared from commercially produced alumina bubbles, fly ash and silas balloons. Less
本文对空心陶瓷微球和陶瓷/聚合物杂化微球的设计和制备进行了如下尝试.机械力熔融法制备陶瓷微球以几种球形聚合物为核材料,以Al_2O_3粉末或Al_2O_3与SiO_2的混合粉末为壳材料,采用机械力熔融法制备了核/壳结构陶瓷微球。在1600℃烧结3 h后,可以得到大部分反映核聚合物形貌和粒径分布的中空氧化铝微球。99%的PMMA微球作为核聚合物,采用高于500℃的突然烧成去除PMMA微球。采用类似的方法制备了二氧化钛微球.利用杂化体系制备氧化铝/聚甲基丙烯酸甲酯杂化微球 ...更多信息 以PMMA微粒和Al_2O_3粉末为原料,通过对PMMA微粒和Al_2O_3粉末的复合改性,制备了一种新型的PMMA/Al_2O_3纳米复合材料。但在1600℃煅烧后,由于Al_2O_3粉末不能均匀包覆在PMMA微球周围,几乎不能得到空心微球.超声波喷雾热分解法制备陶瓷微球以0.5M Al(NO_3)_3水溶液为原料,经超声喷雾、瞬时热分解和1300℃煅烧,成功地制备了氧化铝微球。微球的晶相为δ-Al_2O_3,经1300℃煅烧2 h后,微球的晶相转变为α-Al_2O_3。此外,通过后煅烧,部分微球由实心结构转变为空心结构。在此条件下制备的空心微球的平均粒径为0.7 μm,空心微球的含量小于30%。然而,通过向前体溶液中添加少量表面活性剂,可以将分数增加至80%。铝/空心氧化铝微球复合材料的制备采用液态模锻工艺,将机械熔融法制备的空心氧化铝微球与ADC-12(Al>84.4%)铝锭复合,制备了铝/空心氧化铝微球复合材料。与工业氧化铝泡沫、粉煤灰和塞拉斯球制备的复合材料相比,该复合材料具有最高的弯曲强度。少

项目成果

期刊论文数量(46)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Sasahara, Kazuhiro: "Macroporous and Nanosized Ceramic Films Prepared by Modified Sol-Gel Method with PMMA Microsphere Templates"J.Eur.Ceram.Soc.. in press.
Sasahara、Kazuhiro:“采用 PMMA 微球模板通过改进的溶胶-凝胶法制备大孔和纳米陶瓷薄膜”J.Eur.Ceram.Soc.. 正在出版。
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Kato, Takayuki: "Preparation of core/shell microspheres of polymethylmethacrylate/alumina by mechanofusion as a precursor of hollow alumina microspheres"Mol.Crys.Liq.Crys.. 376. 101-106 (2002)
Kato, Takayuki:“通过机械融合制备聚甲基丙烯酸甲酯/氧化铝的核/壳微球作为空心氧化铝微球的前体”Mol.Crys.Liq.Crys.. 376. 101-106 (2002)
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  • 通讯作者:
T.Kato: "Preparation of Hollow Alumina Microspheres by Ultrasonic Spray Pyrolysis"Journal of Ceramic Society of Japan. (in press). (2002)
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Takeo Hyodo:“创造功能陶瓷 - 纳米和微米结构的控制 -”九州材料的谈话秀 12-15 (2002)。
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  • 通讯作者:
Kato, Takayuki: "Effect of Core Materials on the Quality of Hollow Alumina Microspheres Fabricated via Mechanofusion"J.Am.Ceram.Soc.. submitted.
Kato, Takayuki:“核心材料对通过机械融合制造的空心氧化铝微球质量的影响”提交给 J.Am.Ceram.Soc.。
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