原位反应烧结莫来石/碳化硅多孔陶瓷的制备与性能

发布时间：2022-02-16 13:43

　　碳化硅基多孔陶瓷具有耐高温、比表面积高、机械强度高、抗化学腐蚀性强和良好的过滤性能等一系列优异性能,在高温烟尘过滤领域具有广阔的应用前景。本文以SiC微粉为基体材料,广西白泥和Al2O3作为陶瓷添加剂,石墨、活性炭和炭黑作为造孔剂,通过原位反应烧结工艺制备莫来石/碳化硅多孔陶瓷。系统研究了制备工艺、原料初始粒径、莫来石理论含量和造孔剂对莫来石/碳化硅多孔陶瓷显微结构、相组成、气孔率和体积密度以及弯曲强度的影响,得到了以下研究成果:（1）研究了制备工艺对莫来石/碳化硅多孔陶瓷性能的影响。结果表明烧结温度在1250℃到1450℃的范围内变化时,随着烧结温度的升高,莫来石/碳化硅多孔陶瓷的气孔率先升高后逐渐降低,而体积密度增大,弯曲强度先略有降低后逐渐增大;当烧结温度为1450℃时,样品的气孔率为27.0%、弯曲强度为40.4 MPa。当保温时间从2 h增加为4 h时,样品内形成的液相量增加,使得气孔率逐渐减小,体积密度和弯曲强度逐渐增大,最佳的保温时间为3 h。随着成型压力的增大,样品的气孔率逐渐减小,而体积密度和弯曲强度增加,不同成型压力下,气孔率-弯曲强度的关系符合Rice公式。（2）... 

【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 高温烟尘过滤的应用领域
    1.3 高温除尘技术和过滤机制
        1.3.1 高温除尘技术
        1.3.2 过滤机制
    1.4 多孔陶瓷
        1.4.1 多孔陶瓷概述
        1.4.2 多孔陶瓷的制备方法
    1.5 原位反应制备莫来石/碳化硅多孔陶瓷
        1.5.1 碳化硅和莫来石的性能
        1.5.2 原位反应烧结技术
        1.5.3 国内外研究现状
    1.6 本文的研究目的、意义和内容
        1.6.1 研究目的与意义
        1.6.2 研究内容
2 实验
    2.1 实验原材料
    2.2 实验方案
        2.2.1 原料配比设定
        2.2.2 实验过程
    2.3 性能测试与结构表征
        2.3.1 X射线衍射分析
        2.3.2 扫描电镜和能谱分析
        2.3.3 气孔率和体积密度的测试
        2.3.4 弯曲强度的测试
    2.4 实验设备
3 制备工艺对莫来石/碳化硅多孔陶瓷性能的影响
    3.1 烧结温度对莫来石/碳化硅多孔陶瓷性能的影响
        3.1.1 相组成
        3.1.2 断口形貌分析
        3.1.3 气孔率和体积密度
        3.1.4 弯曲强度
    3.2 保温时间对莫来石/碳化硅多孔陶瓷性能的影响
        3.2.1 相组成
        3.2.2 断口形貌分析
        3.2.3 气孔率和体积密度
        3.2.4 弯曲强度
    3.3 成型压力对莫来石/碳化硅多孔陶瓷性能的影响
        3.3.1 气孔率和体积密度
        3.3.2 弯曲强度
        3.3.3 气孔率-弯曲强度的关系
    3.4 本章小结
4 原料对莫来石/碳化硅多孔陶瓷性能的影响
    4.1 原料粒径对莫来石/碳化硅多孔陶瓷性能的影响
        4.1.1 相组成
        4.1.2 断口形貌分析
        4.1.3 气孔率和体积密度
        4.1.4 弯曲强度
    4.2 莫来石含量对莫来石/碳化硅多孔陶瓷性能的影响
        4.2.1 相组成
        4.2.2 断口形貌分析
        4.2.3 气孔率和体积密度
        4.2.4 弯曲强度
    4.3 本章小结
5 造孔剂对莫来石/碳化硅多孔陶瓷性能的影响
    5.1 造孔剂种类对莫来石/碳化硅多孔陶瓷性能的影响
        5.1.1 断口形貌分析
        5.1.2 气孔率
        5.1.3 弯曲强度
    5.2 石墨含量对莫来石/碳化硅多孔陶瓷影响
        5.2.1 气孔率和体积密度
        5.2.2 弯曲强度
        5.2.3 气孔率-弯曲强度的关系
    5.3 本章小结
6 结论
参考文献
硕士研究生期间发表论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]烧结工艺对原位反应莫来石/碳化硅多孔陶瓷性能的影响[J]. 石鑫,张军战,张颖,黄晶.  兵器材料科学与工程. 2016(03)
[2]CaCO3掺杂下原位反应制备SiC/莫来石复相多孔陶瓷的性能研究[J]. 石雯怡,邓湘云,李建保,杨仪潇,张伟,尹沛羊.  中国陶瓷. 2015(11)
[3]多孔碳化硅复合陶瓷的制备与性能研究[J]. 刘张敏,邓湘云,白成英,李誉,刘鹏玮,王丰喜.  中国陶瓷. 2015(10)
[4]氟化铝添加量对碳化硅/莫来石复合多孔陶瓷性能的影响[J]. 杨仪潇,刘张敏,邓湘云,李建保,石雯怡,张伟,尹沛羊.  硅酸盐通报. 2015(08)
[5]原位反应烧结制备莫来石-锌铝尖晶石多孔陶瓷研究[J]. 段锋,高云琴,尹洪峰.  人工晶体学报. 2015(08)
[6]碳化硅陶瓷膜管对PM2.5捕集性能的实验研究[J]. 王军,邹姝姝,田蒙奎,陶文亮.  环境工程. 2015(06)
[7]多孔大通量莫来石相碳化硅陶瓷的制备与表征[J]. 徐慢,王亮,祝云,王树林,沈凡,季家友.  武汉工程大学学报. 2015(02)
[8]高温过滤材料的现状及发展[J]. 蒋吉众,张如全,张爱军.  轻工科技. 2014(08)
[9]高温气体净化用纤维过滤材料的性能[J]. 徐超,徐艺冬,金江.  硅酸盐通报. 2014(06)
[10]冶金烟气微孔陶瓷管膜研制及深度除尘应用的研究[J]. 袁章福,吴燕,吴湖,徐红艳,周舟,刘绍辉,黄乃乔.  有色金属科学与工程. 2014(03)

博士论文
[1]高温过滤用碳化硅多孔陶瓷结构设计与性能研究[D]. 李俊峰.清华大学 2011

硕士论文
[1]多孔碳化硅陶瓷及复合材料的制备与性能[D]. 靳宁宁.东北大学 2014
[2]碳化硅多孔陶瓷支撑体和过滤膜的制备与性能测试[D]. 王依山.天津师范大学 2013
[3]多孔石英质陶瓷膜支撑体的制备与性能研究[D]. 朱素娟.海南大学 2011
[4]工艺条件对自增韧莫来石相组成和显微结构的影响[D]. 卢琳琳.西安建筑科技大学 2010



本文编号：3628072