碳化硅微孔陶瓷过滤板的制备.pdfVIP

维普资讯 碳化硅微孔陶瓷过滤板的制备 张奖池 ，z 伍 协 z 张援 明 李玉平 郭 剑 杨 敏 (1中国石化催化剂长岭分公司 湖南 岳阳 414012 2湖南大学材料科学与工程学院 湖南 长沙 410082) 摘 要 本文考察了烧成温度、成形压力、烧成时间、成孔剂的加入量和玻璃相加入量对 SiC微孔 陶瓷过滤板孔隙率及微观结构 的影响 。研究表明：烧成温度为 1300C、成形压力为40kN、烧成时 间为 4h、成孔剂加入量为 16．5％时，制备出的SiC微孔 陶瓷过滤板有着更为优 良的性能。 关键词 SiC微孔陶瓷过滤板 ，孔隙率 ，烧结温度 ，成孔剂 ，玻璃相 l 引 言 3 结果与讨论 碳化硅主要为共价键化合物 ，碳化硅结晶中存在呈 3．1烧成温度对 SiC陶瓷过滤板孔隙率的影响 四面体空间排列的杂化键 sp。，s—p电子的迁移 ，使其能 按配方制备制品，不同烧成温度对 SiC陶瓷过滤板 量稳定 ，存在牢固的共价键，从而形成具有金刚石晶体结 孔隙率的影响如图 1所示。由图可知 ，在 1200 1300℃范 构的碳化硅n]。用 SiC作骨料制备的微孔陶瓷过滤器 ，有 围内随着温度的升高 ，SiC微孔陶瓷过滤板的孔隙率呈逐 较高的孔隙率，耐高温 、导热率高 、导电性好，有优 良的抗 渐下降的趋势，下降的幅度为 5．5％左右。这是因为粘结剂 化学腐蚀性能和冷加工性能l2]。因此 ，碳化硅微孔陶瓷过 在约 1200℃时开始熔融 ，较低温度时粘结剂所接触的局 滤器可以用于液体和气体过滤、布气材料、催化剂载体l3]和 部区域出现液相，成孔剂挥发的气体沿坯体内在成形过 吸音材料 ．还可用作敏感元件吲、隔膜材料[、生物工程 程中残余 的气体通道向表面扩散 。形成较多的开口气孔， 材料同等。 表现出较高的孔隙率。随着温度的升高 。玻化程度提高， 本文采用多孔 陶瓷常用制备方法嘲之一的固态烧结 同时出现液相 ．使粘结剂润湿 。溶解骨料并与骨料发生作 法制备 sic微孔陶瓷，考察烧成温度 、成形压力、烧成时 用形成低共熔物 ．溶于液相中促进烧结。当温度较高时 ， 间、成孔剂的加入量和玻璃相无机粘结剂的数量等因素 对 sic微孔陶瓷过滤板孔隙率及微观结构的影响 ，从而 为制备性能良好的sic微孔陶瓷过滤器提供理论依据。 2 实 验 实验仪器有 ：电子天平 、球磨机 、万能材料实验机 、马 弗炉、电炉 、电子显微镜。试验所用的原材料有 ：工业纯的 sic骨料 、粘 土 (18um)、长石 、甲基纤维素和化学纯 的 烧威 盛度 (℃) Al(0H)3(2um)。 ‘ 图 1 不同烧成温度对 SiC陶瓷过滤板孔隙率的影响 维普资讯 ^96v瓣嚣 豇 ∞ 盼 船 盯 艚 衢 艇 船 舵 样品中玻璃相增加 ，玻璃相 的粘度下降，流动性增加 ，较 多地填充空隙，此时，已接近完全烧结阶段 ，故孔隙率会 有所下降。所以，要提高孔隙率，烧结温度不能太高。这样 既能保证 SiC陶瓷过滤板有一定的强度 ，又有较高的孔 隙率，故选用1300~C作为烧结温度较为恰当。 3．2成形压力对 SiC微孔陶瓷过滤板孔隙率的影响 固定配方在 1300℃下烧成并保 温 3h，研究成形 压力对制品性能 的影 响。 从图2中可 以看 出，随着成形压力的增大 ，材料的孔 烧成时间 (h) 隙率大体上呈下降趋势 ，由50．0％减小到 42．7％