1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
1.多孔碳化硅陶瓷支撑体概况
在高温气体分离除尘净化技术中,非对称过滤结构多孔陶瓷是高温过滤除尘应用多孔材料的一个重要发展方向。非对称过滤结构多孔陶瓷主要包含支撑体和过滤膜两部分。支撑体由粒径较大的陶瓷颗粒制备而成,它的作用是承载过滤膜。这就要求支撑体具有优良的高温强度、抗热震性、抗腐蚀能力以及高的渗透率。多孔碳化硅陶瓷是一种新型功能材料,因其具有通透性好、密度低、比面积大及耐高温、耐磨损、化学性质稳定等优良性能,兼具多孔陶瓷和碳化硅材料的优点,可广泛应用于化工、能源、环保、生物、军工等多个领域[1-2]。多孔碳化硅陶瓷的制备方法较多,如氧化黏结法[3]、燃烧合成法、聚碳硅烷转化法、碳热反应法、化学气相浸渍与反应法、溶胶凝胶/碳热还原法[4-5]等。包混/复合添加工艺[6,7]将包混工艺和添加复合烧结助剂相结,具有包混工艺的工艺简单、节能、高效、工艺可控和环境相容性好等优点。本文采用大粒径碳化硅颗粒为骨料,包混/复合添加粘结剂、造孔剂来制备弯曲强度更高,过滤压降更小的支撑体。
目前,国内外对采用al2o3(刚玉)、mas(堇青石)、钛酸铝等为骨料的多孔材料的研究已经取得了一定进展,但刚玉抗热震性差及价格昂贵、堇青石高温不耐腐蚀、钛酸铝因价格昂贵而难以推广使用。碳化硅是共价键性极强的化合物,它具有高温强度高、导热率高、耐腐蚀、抗氧化、抗热冲击性好等优点,使其在严酷的条件下可以保持很好的稳定性,并且价格低廉,是最佳的高温陶瓷材料之一。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
要研究解决的问题:陶瓷膜材料具有抗热震、耐高温、耐酸碱腐蚀等优点,利用材料的多孔性进行除尘,在高温气体除尘领域具有广阔的应用前景.以多孔sic为基体的陶瓷过滤材料,是目前应用于高温高压体系最好的候选材料之一.近年来国内外报道了许多sic陶瓷膜支撑体材料的制备方法,但是它们的抗弯强度都比较低,在工业化应用寿命短。
拟采用的研究手段本研究主要以碳化硅为骨料,高岭土和氧化铝为助烧剂,采用压片成型法制备出机械强度高的支撑体。
采用日本日立公司产s4800系列冷场发射扫描电镜观察支撑体的表面与断面的微观形貌;分别采用自制泡压装置、自制管式支撑体纯水通量装置以及自制耐腐蚀装置测定支撑体的平均孔径、渗透性能和耐腐蚀性能。
