一种燃烧发热元件的支撑嵌套材料研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

泡沫陶瓷是一种三维的立体网络骨架结构的陶瓷制品，其结构均匀且存在相互贯通的微孔，因而具有密度小、气孔率较高、比表面积大、低热传导率、耐高温、耐腐蚀等优点。此外，泡沫陶瓷制造工艺简单，通过选择不同的材质和控制加工工艺的过程，可以制成适合于不同用途的泡沫陶瓷产品。近年来，泡沫陶瓷被广泛应用于隔热隔音材料、工业污水处理、汽车尾气处理、电工电子领域、医用材料领域以及生物化学领域。泡沫陶瓷的制备工艺较多，其中应用比较成功且开发年代较早的有：添加造孔剂工艺、发泡工艺、有机前驱体浸渍工艺、sol-gel工艺、固态颗粒烧结工艺等。

本文主要探索利用添加造孔剂的方法制备一种多孔相变蓄热陶瓷材料，通过造孔剂的类型和添加量的优选实验，获得隔热性能适宜的一种燃烧发热元件支撑嵌套材料。基于对嵌套件表面温度和导热系数的测试，以及燃烧发热元件吸燃性和阴燃性的燃烧稳定性实验的优化方法，具体原理包括，在陶瓷配料中添加不同的造孔剂，利用造孔剂在坯体中占据一定的空间，然后经过烧结，造孔剂离开基体而形成气孔来制备泡沫陶瓷。其中，制备泡沫陶瓷的关键工艺在于造孔剂种类和用量的选择。本课题主要选用蛋白质、既定的热塑性粉体（含量）、淀粉、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛等。在实验中通过选用不同的造孔剂及其用量并经模压成型和氮气保护750℃碳化烧结工艺，获得不同性能的多孔陶瓷支撑嵌套材料。套件材料主要是包裹在加热元件周围的多孔材料，主要作用是通过物理化学反应降低碳棒燃烧过程中有害物质的吸收，主要成分包括氧化铈、氧化铁、电气石、硝酸铁以及粘结剂组成，需要模具挤压管状成型，其中需要确定各成分的比例。通过对支撑嵌套材料进行吸燃性和阴燃性的燃烧稳定性实验，导热系数及表面温度测试；确定适宜的造孔剂及其用量。并探讨造孔剂的类型、添加量、模压成型参数与支撑嵌套材料的燃烧稳定性和导热系数之间的影响关系。通过实验研究并制备出热稳定性良好的燃烧发热元件的支撑嵌套材料。

2. 研究的基本内容与方案

1.原料

（1）组分：电气石，相变蓄热粉体，低温玻璃粉（作粘结剂），热塑性粉体。

（2）造孔剂：蛋白质，既定的热塑性粉体（含量），淀粉，聚乙烯醇，聚甲基丙烯酸甲酯，聚乙烯醇缩丁醛。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备，确定技术方案，并完成开题报告。

第4－6周：按照设计方案，准备多种造孔剂。

第7－10周：模压成型、氮气保护碳化烧结制备嵌套材料。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]泡沫陶瓷材料制备方法及应用的研究进展，董毅峰等人，陶瓷，2007.no.7：50~52.

[2]sic泡沫陶瓷及其增强al基复合材料的制备与结构控制，杨莹，武汉理工大学硕士学位论文，2011.4.

[3]蛋白发泡工艺制备泡沫陶瓷及其性能研究，柴宇新，哈尔滨工业大学硕士学位论文，2013.6.