多孔陶瓷过滤板的制备及性能研究

论文摘要

本工作采用有机泡沫前躯体浸渍工艺制备了氧化铝质与堇青石质多孔陶瓷过滤板,利用先进的材料表征手段(DSC、XRD),系统地研究了过滤板的性能,测试了氧化铝质与堇青石质多孔陶瓷过滤板的孔隙率,探讨了CeO2掺杂对堇青石质多孔陶瓷的烧结相变过程、烧结性能和力学性能的影响。本研究对于开发高孔隙率、高力学性能的多孔陶瓷有一定的指导意义。试验结果证明,有机前躯体浸渍法适于制取高气孔率且气孔相互贯通的制品,其工艺简单,成本低廉。制备过程中前躯体的选择,烧成温度与保温时间都影响着最终制品的性能。多孔陶瓷的压缩与弯曲强度随着孔隙率升高而下降。氧化铝质多孔陶瓷的主晶相为刚玉;以30 ppi的前驱体制备的过滤板为例,孔隙率为88.9 vol %的氧化铝质泡沫陶瓷压缩强度为3.31 MPa,弯曲强度为1.69 MPa,孔隙率为86.8 vol %的氧化铝质泡沫陶瓷压缩强度达到3.50 MPa,弯曲强度为1.91 MPa。抗热震性能良好。堇青石质多孔陶瓷的主晶相为堇青石,掺杂CeO2后,当前躯体为30ppi时,制品的平均压缩与平均弯曲强度分别由原来的4.01MPa,2.03MPa提高到4.20MPa与2.10MPa,制品具备良好的抗热震性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 多孔陶瓷概述
• 1.1.1 多孔陶瓷材料分类
• 1.1.2 多孔陶瓷的制备方法
• 1.1.3 多孔陶瓷的性能
• 1.1.4 多孔陶瓷的应用
• 1.2 多孔陶瓷过滤材料的发展概况
• 1.2.1 多孔陶瓷过滤材料国外的发展概况
• 1.2.2 多孔陶瓷过滤材料国内的发展概况
• 1.3 选题意义及研究内容
• 第二章 研究方法
• 2.1 制备过程
• 2.1.1 工艺流程
• 2.1.2 有机泡沫前驱体的选择和预处理
• 2.1.3 陶瓷浆料的制备
• 2.1.4 浆料浸渍过程
• 2.1.5 干燥与烧成
• 2.2 陶瓷组成相、孔隙率和性能测试
• 2.2.1 相分析
• 2.2.2 差热分析
• 2.2.3 孔隙率测定
• 2.2.4 压缩强度的测试
• 2.2.5 弯曲强度的测试
• 2.2.6 抗热震性能测试
• 第三章 氧化铝多孔陶瓷过滤板的相组成与性能研究
• 3.1 烧成机理的研究
• 3.1.1 DSC 差热分析
• 3.1.2 XRD 衍射分析陶瓷组成相
• 3.1.3 烧结助剂对陶瓷相变的影响
• 3.2 开气孔率的测定
• 3.3 压缩与弯曲强度测定
• 3.4 抗热震性能测试
• 第四章 堇青石多孔陶瓷过滤板的相组成与性能研究
• 4.1 烧成机理的研究
• 4.1.1 DSC 差热分析
• 4.1.2 XRD 衍射分析陶瓷组成相
• 4.1.3 烧结助剂对陶瓷相变的影响
• 4.2 开气孔率的测定
• 4.3 压缩与弯曲强度测定
• 4.4 抗热震性能测试
• 4.5 工艺探讨
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文