探究烧结制度和造孔剂对黄土基陶瓷膜支撑体性能的影响
发布时间：2021-02-01 14:27
文章以洛川黄土为原料,淀粉、煤粉、尿素为造孔剂,采用添加造孔剂、滚压成型法和固态粒子烧结法制备黄土基陶瓷膜支撑体。通过对不同烧结温度和不同保温时间进行探究,从而确定支撑体制备的烧结制度,探究了造孔剂的种类和添加量对支撑体性能的影响,设计正交实验进一步优化支撑体制备的工艺参数。通过三点弯曲法、压汞法、质量损失法、热重差热分析、扫描电镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）及自制装置对支撑体的抗折强度、孔隙率、酸碱腐蚀率、表面微观形貌、晶相组成和纯水通量等性能进行分析表征,得到结论如下:支撑体制备的最佳烧结制度为:在低温脱水阶段以2℃/min从室温升温到200℃,并保温120min;在中温分解阶段以以1℃/min从200℃升温到500℃,再以2℃/min从500℃升温到780℃,并保温120min;在高温烧成阶段以1℃/min从780℃升温至1100℃,并保温120min,此法制备出支撑体的纯水通量890L/m2·h·MPa,抗折强度32.4MPa,酸碱质量腐蚀0.42/0.24%,孔径分布范围为1.6-6.3um。为优化支撑体的性能,增加其纯水通量,对造孔剂淀粉、煤粉、...
【文章来源】：西安工程大学陕西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2-1支撑体制备的工艺流程图
定的烧结制度对干燥好的湿坯进行烧结，烧成后的支撑体随炉降温，冷却至出。在烧结过程中升温速率、保温时间和烧成温度对支撑体的成型和性能都影响。升温速率过快，导致支撑体容易开裂、破损；升温速率过慢，导致样期过长，增加了能耗，提高了制备成本。保温时间对样品晶型的形成有很大保温时间过短，烧结不均匀；保温时间过长，不仅增加了样品的制备周期还二次结晶，堵塞原有孔隙，从而造成支撑体平均孔径变小。若烧成后立即取下支撑体遇到冷空气热胀冷缩，会引起其变形或开裂。. 支撑体的性能表征.1. 抗折强度测定抗折强度：陶瓷材料在受到一定的压力时，弯曲负荷的作用是样品破坏时的。一般用破坏弯曲的力矩(N·m)和断裂处的截面阻力矩（m3）的比值来表示的反应支撑体的机械强度，单位为兆帕（MPa）。
品折断时负荷，N；支承刀口间距离，mm；品断口处内径，mm；品断口处壁厚，mm。验采用深圳市新三思材料检测有限公司的 CMT5105 型微机控制电荷叶刀口以恒定 0.5 mm/min 的速度向样品均匀施压使其断裂，对负荷值支记录，测试结果参照国标 GB/T 2833-1996 对黄土基陶瓷进行计算。水通量测定通量：在一定压力下，纯水在单位时间内垂直通过样品的单位横截反映支撑体的渗透性能，单位 L/m2·h·MPa。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国水资源的污染及对策分析[J]. 高荣伟. 环境研究与监测. 2018(04)
[2]烧结温度对氧化铝陶瓷膜支撑体性能的影响[J]. 同帜,刘婷,王丹,高婷婷,王佳悦. 化学工程. 2018(12)
[3]烧结制度对添加CuO-TiO2制备的Al2O3陶瓷膜支撑体性能的影响[J]. 同帜,高婷婷,高丹,行静. 膜科学与技术. 2018(01)
[4]烧结制度及造孔剂用量对粉煤灰基多孔陶瓷膜支撑体性能的影响[J]. 张杰,田蒙奎,张云飞. 硅酸盐通报. 2017(03)
[5]无机陶瓷膜在水处理中应用研究综述[J]. 刘栋梁. 化工设计通讯. 2017(02)
[6]添加剂法低温烧制氧化铝陶瓷进展[J]. 花开慧,赵静,陈湜满,李景明,王悦,税安泽. 材料研究与应用. 2015(04)
[7]我国水污染现状及防治策略[J]. 仝军生. 统计与管理. 2015(12)
[8]烧结助剂对氧化铝陶瓷支撑体性能的影响[J]. 同帜,李迎,胡敏盾,霍乐乐,李海红,王丹. 膜科学与技术. 2015(05)
[9]造孔剂种类及含量对高孔隙率多孔陶瓷性能的影响[J]. 陶艳平,何方,李颖锐,程娟,赵亚庆. 佛山陶瓷. 2015(08)
[10]氧化物多孔陶瓷制备工艺的研究进展[J]. 郭坚,张超,徐鹏,范德蔚,丁艳,曾俐,邹景良,张伟儒. 硅酸盐通报. 2013(11)
博士论文
[1]氧化铝陶瓷微滤膜的一步法制备技术[D]. 秦伍.华南理工大学 2016
[2]超高纯石英纯化制备及机理研究[D]. 钟乐乐.武汉理工大学 2015
[3]中空纤维陶瓷膜制备过程与性能表征的研究[D]. 韩灵凤.华东理工大学 2012
硕士论文
[1]黄土基陶瓷膜支撑体的烧结制度探究[D]. 高婷婷.西安工程大学 2018
[2]以CuO为助烧剂的支撑体与SiO2膜及其复合膜的结合性研究[D]. 张帅.西安工程大学 2017
[3]多孔氧化铝陶瓷膜支撑体的改性研究[D]. 王丹.西安工程大学 2016
[4]稀土离子掺杂YAG激光透明陶瓷的制备及性能研究[D]. 谢腾飞.上海师范大学 2014
[5]低成本无机陶瓷膜的制备及机械增强研究[D]. 曹静杰.华南理工大学 2014
[6]多孔氧化铝陶瓷膜支撑体的制备及其性能表征[D]. 朱庆鹏.西安工程大学 2011
[7]多孔氧化铝陶瓷的制备及性能研究[D]. 宋咸雷.西安理工大学 2008
[8]Al2O3-ZrO2复合陶瓷微滤膜的制备及表征[D]. 赵静.南京工业大学 2006
本文编号：3012914
【文章来源】：西安工程大学陕西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2-1支撑体制备的工艺流程图
定的烧结制度对干燥好的湿坯进行烧结，烧成后的支撑体随炉降温，冷却至出。在烧结过程中升温速率、保温时间和烧成温度对支撑体的成型和性能都影响。升温速率过快，导致支撑体容易开裂、破损；升温速率过慢，导致样期过长，增加了能耗，提高了制备成本。保温时间对样品晶型的形成有很大保温时间过短，烧结不均匀；保温时间过长，不仅增加了样品的制备周期还二次结晶，堵塞原有孔隙，从而造成支撑体平均孔径变小。若烧成后立即取下支撑体遇到冷空气热胀冷缩，会引起其变形或开裂。. 支撑体的性能表征.1. 抗折强度测定抗折强度：陶瓷材料在受到一定的压力时，弯曲负荷的作用是样品破坏时的。一般用破坏弯曲的力矩(N·m)和断裂处的截面阻力矩（m3）的比值来表示的反应支撑体的机械强度，单位为兆帕（MPa）。
品折断时负荷，N；支承刀口间距离，mm；品断口处内径，mm；品断口处壁厚，mm。验采用深圳市新三思材料检测有限公司的 CMT5105 型微机控制电荷叶刀口以恒定 0.5 mm/min 的速度向样品均匀施压使其断裂，对负荷值支记录，测试结果参照国标 GB/T 2833-1996 对黄土基陶瓷进行计算。水通量测定通量：在一定压力下，纯水在单位时间内垂直通过样品的单位横截反映支撑体的渗透性能，单位 L/m2·h·MPa。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国水资源的污染及对策分析[J]. 高荣伟. 环境研究与监测. 2018(04)
[2]烧结温度对氧化铝陶瓷膜支撑体性能的影响[J]. 同帜,刘婷,王丹,高婷婷,王佳悦. 化学工程. 2018(12)
[3]烧结制度对添加CuO-TiO2制备的Al2O3陶瓷膜支撑体性能的影响[J]. 同帜,高婷婷,高丹,行静. 膜科学与技术. 2018(01)
[4]烧结制度及造孔剂用量对粉煤灰基多孔陶瓷膜支撑体性能的影响[J]. 张杰,田蒙奎,张云飞. 硅酸盐通报. 2017(03)
[5]无机陶瓷膜在水处理中应用研究综述[J]. 刘栋梁. 化工设计通讯. 2017(02)
[6]添加剂法低温烧制氧化铝陶瓷进展[J]. 花开慧,赵静,陈湜满,李景明,王悦,税安泽. 材料研究与应用. 2015(04)
[7]我国水污染现状及防治策略[J]. 仝军生. 统计与管理. 2015(12)
[8]烧结助剂对氧化铝陶瓷支撑体性能的影响[J]. 同帜,李迎,胡敏盾,霍乐乐,李海红,王丹. 膜科学与技术. 2015(05)
[9]造孔剂种类及含量对高孔隙率多孔陶瓷性能的影响[J]. 陶艳平,何方,李颖锐,程娟,赵亚庆. 佛山陶瓷. 2015(08)
[10]氧化物多孔陶瓷制备工艺的研究进展[J]. 郭坚,张超,徐鹏,范德蔚,丁艳,曾俐,邹景良,张伟儒. 硅酸盐通报. 2013(11)
博士论文
[1]氧化铝陶瓷微滤膜的一步法制备技术[D]. 秦伍.华南理工大学 2016
[2]超高纯石英纯化制备及机理研究[D]. 钟乐乐.武汉理工大学 2015
[3]中空纤维陶瓷膜制备过程与性能表征的研究[D]. 韩灵凤.华东理工大学 2012
硕士论文
[1]黄土基陶瓷膜支撑体的烧结制度探究[D]. 高婷婷.西安工程大学 2018
[2]以CuO为助烧剂的支撑体与SiO2膜及其复合膜的结合性研究[D]. 张帅.西安工程大学 2017
[3]多孔氧化铝陶瓷膜支撑体的改性研究[D]. 王丹.西安工程大学 2016
[4]稀土离子掺杂YAG激光透明陶瓷的制备及性能研究[D]. 谢腾飞.上海师范大学 2014
[5]低成本无机陶瓷膜的制备及机械增强研究[D]. 曹静杰.华南理工大学 2014
[6]多孔氧化铝陶瓷膜支撑体的制备及其性能表征[D]. 朱庆鹏.西安工程大学 2011
[7]多孔氧化铝陶瓷的制备及性能研究[D]. 宋咸雷.西安理工大学 2008
[8]Al2O3-ZrO2复合陶瓷微滤膜的制备及表征[D]. 赵静.南京工业大学 2006
本文编号：3012914
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