新型多孔碳化硅陶瓷膜管的制备与性能表征

以SiC为骨料,选用低共熔混合物作为烧结助剂,用液相烧结技术制备出单通道多孔陶瓷支撑体,采用悬浮粒子浸涂法对支撑体涂覆氧化铝膜.考察了氧化铝膜、烧成温度对支撑体孔径分布和空气渗透通量等性能的影响.结果表明:涂膜后膜管的孔径分布变窄,空气渗透通量略有下降;随着烧结温度的提高,结合剂的高温特性使得支撑体的开孔率和空气渗透通量分别下降了1.9%和17.9 m3/(m2·h),孔径分布变宽,平均孔径增大.     

陶瓷膜用于气固分离的研究现状和前景

简要介绍陶瓷膜除尘分离的原理和应用技术的现状,并展望其应用和发展前景．陶瓷膜高温气体净化器和收尘、除尘技术及设备前途广阔,特别是在国内,是值得大力发展的一种高新技术。     

多孔SiC陶瓷膜的制备与废水处理性能的表征

以碳化硅(SiC)粉末为原料,氧化铝(Al₂O₃)和氧化钇(Y₂O₃)为添加剂,石墨粉、聚甲基丙烯酸甲酯(PMAA)为造孔剂,采用氧化烧结技术制备了多孔SiC陶瓷膜。采用XRD、SEM分析了多孔SiC陶瓷膜的物相组成及微观形貌,研究了造孔剂对多孔SiC陶瓷膜孔隙率、孔径分布、挠曲强度的影响。结果表明,PMAA作为造孔剂制备的P-SiC陶瓷膜具有良好的孔隙率、孔径分布、挠曲强度,孔隙率可达51%(质量分数)、平均孔径为0.69μm、挠曲强度为(28.04±0.48)MPa。XRD和SEM结果显示,P-SiC陶瓷膜主要晶相为SiC、Al₂O₃和YAlO₃;P-SiC陶瓷膜中SiC晶体以球形颗粒为主,颗粒间间距均匀,颗粒与颗粒间相互结合形成牢固的多孔结构,颗粒直径大于气孔孔径。油水分离试验结果表明,试验开始前10 min,膜通量急速下降,50 min后,膜通量趋于稳定,达到平衡。当乳液流速为2 L/min、压力为2.0 bar时,P-SiC...     

莫来石-刚玉多孔陶瓷膜支撑体的制备

通过沉淀法制备碳酸铝按超细粉体均匀包襄的氧化铝粉体,煅烧后,继令其与纳米二氧化硅按一定比例球磨混合,预烧,添加适当的粘结剂和造孔剂,再经捏合、陈腐、挤出成型、烘坯、烧结,制备膜支撑体.结果表明,二氧化硅加入-1为12%(质童分数)、1550℃烧结所得的膜支撑体综合性能较好:纯水通童为22.2 m3 /(M2·h) ;爆...     

低成本新型多孔陶瓷膜支撑体的制备及性能

本工作以黄土及粉煤灰为骨料,羧甲基纤维素(CMC)为粘结剂,甲基丙烯酸甲脂(PMMA)为造孔剂,采用滚压成型法和粒子烧结法制备粉煤灰/黄土复合无机陶瓷膜支撑体.通过X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)、压汞法、三点弯曲法、质量损失法以及自制装置对支撑体的物相组成、显微结构、孔隙率及孔径分布、抗折强度、酸碱腐蚀率及纯水通量进行表征和测试,系统分析了支撑体的结构和性能.结果表明:随着PMMA含量增加,支撑体的孔隙率、纯水通量及酸碱腐蚀率逐渐上升,抗折强度逐渐降低;在烧结温度为1130℃、保温时间为2.5 h、PMMA添加量为8％时,制备出纯水通量达到3165.13 L/(m2·h·MPa),孔隙率达到26.43％,平均孔径为4.88μm,抗折强度达到27.33 MPa,酸/碱腐蚀率为1.15％/1.10％的低成本、高性能复合无机陶瓷膜支撑体.     

粉煤灰-城市污泥基多孔陶瓷材料的制备及性能

为了提高工业废弃物的综合利用效率,以粉煤灰和城市污泥为主要原料,利用添加造孔剂法制备了多孔陶瓷。利用XRD、SEM表征了陶瓷的晶相和显微结构,并研究了粉煤灰和城市污泥的配比对多孔陶瓷显气孔率、抗折强度等性能的影响。结果表明,当粉煤灰和城市污泥的配比在1∶1~3∶1之间可制备出性能优良的多孔陶瓷;当配比为3∶2时,可制得显气孔率为41.91%、抗折强度为10.06MPa、体积密度为1.32g/cm~3的多孔陶瓷材料。     

以磷石膏为发泡剂制备的粉煤灰基多孔陶瓷及其性能

以粉煤灰、钾长石粉和钠长石粉为原料,磷石膏为发泡剂,采用高温烧结法制备多孔陶瓷;实验研究烧成温度、粉煤灰和磷石膏的用量对多孔陶瓷结构与性能的影响。结果表明：随着烧成温度和粉煤灰用量的增加,多孔陶瓷的密度和抗压强度减小,吸水率和孔隙率增加,增加磷石膏的用量会使样品的导热系数和抗压强度先减小后增大;当粉煤灰的质量分数为35%,磷石膏的质量分数为9%,烧成温度为1 250℃时,可以制备出综合性能良好的多孔陶瓷,密度为1.05 g/cm³,质量吸水率为5.84%,导热系数为0.517 W/(m·K),抗压强度为12.76 MPa,孔隙率为54.8%。     

多孔陶瓷支撑体膜材料的制备与性能表征

研究了α－Ａｌ２Ｏ３多孔陶瓷的性能与起分的粒径、成孔剂的用量等因素的关系，取得了一些规律性的认识，开发了以有机聚合物先驱物挤压成型工艺，在成功地制备出具有实用价值的单通道和多道的管状支撑体陶瓷膜，研究了烧成制度对性能的影响，测定了管膜的孔径颁孔隙率、透气和爱水性以及机械强度 。     

多孔Al2O3陶瓷的修饰及其蒸汽分离性能的研究

采用原子层控制生长化学气相淀积方法对多孔γ－Ａｌ２Ｏ３陶瓷膜进行给孔修饰研究，多孔陶瓷膜表层孔中淀积的Ａｌ２Ｏ３大大减小了薄膜的孔径，用缩孔修饰后的γ－Ａｌ２Ｏ３陶瓷膜进行长蒸气分离实验，获得极好的分效果，相对湿度为１２％时，水蒸气与氧气的分离系数达到７１。     

基于低品位凹凸棒石黏土的陶瓷膜支撑体制备

多孔陶瓷膜支撑体是陶瓷膜制备与应用的基础,是支撑膜层的关键因素,为陶瓷膜提供一定的机械强度和耐腐蚀性能。由于支撑体材质单一,原料不易烧结且造价成本高等原因,各国学者开始寻找一些新的、更廉价的原料(如硅藻土、粘土、高岭土、粉煤灰等)来代替氧化铝作为制备支撑体的原材料,并取得了一定的进展。本工作采用低品位凹凸棒石黏土制备多孔陶瓷膜支撑体,系统研究了原料配比、成型压力、烧结温度和添加剂对支撑体性能的影响。结果表明:凹凸棒石黏土中加入适量的氧化铝作为骨料,能够有效阻止支撑体在烧结过程中的过度收缩,使其收缩率由(30±0.12)%降低到(3.1±0.05)%,支撑体的机械强度和孔隙率大幅增加。支撑体孔隙率随造孔剂添加量增加而增大,机械强度随造孔剂添加量增加而降低。支撑体的机械强度随成型压力增加而变大,孔隙率随成型压力增加而减少。支撑体的机械强度随烧结温度的升高而增大,当烧结温度超过750 ℃时,凹凸棒石黏土结构开始坍塌,支撑体致密化开始形成,孔隙率显著降低。当凹凸棒石黏土含量为 63%,氧化铝含量为 29%,造孔剂含量为6%,干压压力为10 MPa,烧结温度700 ℃时,支撑体性能最优,平均机械强度为(18.11±1.83) MPa,孔隙率为(45.94±0.49)%。     

水热法合成NaP1型粉煤灰沸石的性能表征

通过碱性介质中的水热反应,由粉煤灰合成了单一沸石矿物种的NaP1沸石,并对合成产品进行了表征.经粉晶X射线衍射鉴定,合成产物中主要矿物成分为NaP1沸石,另有少量尚未反应的石英和莫来石.在电子显微镜下,粉煤灰颗粒呈球形且表面光滑,而合成产物颗粒表面粗糙.粉煤灰合成沸石含有大量的交换性Ca2 ,且与粉煤灰原料相比,SiO2含量明显减少,Al2O3稍有增加,SiO2/Al2O3比值由3.3降至1.8.红外光谱分析和差热分析证实了合成的粉煤灰沸石中沸石水的存在.NaP1型粉煤灰沸石的阳离子交换容量(CEC)达213 cmol/kg,比表面积达29 m2/g,分别比粉煤灰高约100倍和26倍.     

MMA-粉煤灰漂珠体系凝胶注模成型制备多孔陶瓷

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,粉煤灰漂珠为骨料,采用非水基凝胶注模成型工艺制备多孔陶瓷。考察了MMA含量对浆料性能的影响、MMA预聚合方式对浆料成型的影响以及生坯的排胶与烧结方法,并对多孔陶瓷性能进行了表征。研究表明:微波预聚合可缩短诱导期、加速MMA本体聚合;过高的微波功率和引发剂用量使反应加速,不利于聚合稳定;提高预聚合程度有助于缩短浆料固化时间、降低生坯体积收缩;为保证浆料的流动性及生坯的完整性,应将MMA预聚液含量控制在45wt%~60wt%;生坯(MMA 50wt%)在380℃排胶1h、1050℃烧结2h,得到的多孔陶瓷抗弯强度为40.35MPa,显气孔率为42.03%,平均孔径为1.12μm。     

空心微珠表面化学镀Ni-Co-P合金镀层研究

用化学镀的方法将空心微珠改性,使它具有电、磁等性能,是拓宽空心微珠应用领域的一种新方法.以AgNO3代替常见的贵金属盐PdCl2为活化剂,在空心微珠表面化学镀Ni-Co-P合金镀层,用X射线衍射仪、能谱仪和扫描电镜对其进行了分析表征.结果表明,以AgNO3活化剂代替常用的PdCl2活化剂,可在空心微珠表面得到Ni-Co-P合金镀层,同时分析了以AgNO3代替常用的PdCl2活化剂制备Ni-Co-P合金镀层的形成机理.本方法能改善Ni-Co-P合金镀层的性能,成本低,具有良好的应用前景.     

炭辅助的固态粒子烧结工艺制备多孔TiO2/不锈钢膜

提出了一种炭辅助的固态粒子烧结工艺, 可在大孔烧结金属载体表面直接制得无过渡层的多孔陶瓷膜。以纳米TiO₂为成膜粒子, 以大孔不锈钢滤管为载体, 以聚乙烯醇(PVA)为粘结剂, 采用浸渍提拉法在载体表面涂覆。考察了不同烧结气氛(氮气和空气)对陶瓷膜制备的影响。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、热重分析和孔径测试对材料进行表征。实验发现, 试样在空气中烧结后膜层发生严重剥落, 而在氮气中烧结后膜层完整。这是由于PVA在氮气中高温碳化生成炭, 所形成的TiO₂和炭的混合结构削弱了因载体表面状况差和陶瓷—金属间热膨胀系数不匹配而引起的陶瓷层烧结应力。待陶瓷颗粒烧结后, 涂层中的炭经空气热处理脱除。所制备的多孔TiO₂/不锈钢膜的膜层厚度约10 μm, 平均孔径为0.21 μm, 室温下氮气通量为1.72 m³/(m²·h·kPa)。     

双层陶瓷膜共烧结制备过程中的应力分析

依据“受限烧结”理论,分析计算刚性支撑体上单层陶瓷膜在烧结过程中受到的应力.结果表明：单层膜在受限烧结过程中受到来自支撑体的拉应力作用,导致烧结推动力较自由烧结时降低,所需要的烧结温度比无支撑材料的烧结温度高.对于α-Al₂O₃单层膜和ZrO₂单层膜,分别计算其在受限烧结过程中受到的推动力,通过与膜层强度相关联,确定各自合适的烧结温度分别为1350和1180℃.进一步采用层状材料的共烧结应力模型计算双层膜在共烧结过程中顶层ZrO₂膜对底层α-Al₂O₃膜的压应力,当底层α-Al₂O₃膜的厚度为15μm时,顶层ZrO₂膜厚度需大于10μm,压应力的促进作用才能实现ZrO₂/α-Al₂O₃双层膜在1200℃下共烧结.     

粉煤灰对再生建筑石膏性能的影响

实验室模拟再生石膏的生成条件制备出含粉煤灰的再生二水石膏样品,对经煅烧后得到含粉煤灰的再生建筑石膏进行了力学性能实验,并进而研究了粉煤灰对再生建筑石膏性能的影响及其作用机理。结果表明,相比未掺粉煤灰的原生建筑石膏(POP)而言,掺粉煤灰原生建筑石膏(POAP)的需水量降低,56d强度增加;相比未掺粉煤灰的再生建筑石膏(R-P),掺粉煤灰的再生建筑石膏(RAP)的标稠需水量降低,56d强度变化不大,但它的凝结时间却延长,2h强度逐渐降低。相比POP和POAP,R-P与R-AP的力学性能均降低,且R-AP的抗压、抗折强度降幅更大。由于粉煤灰的不完全水化,使得再生建筑石膏中依旧含有部分未水化的粉煤灰,它会在后期继续水化,从而使再生建筑石膏56d强度基本不变。     

陶瓷中空纤维透氧膜的制备与性能

应用相转化法制备了La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3-α(LSCF)氧离子-电子混合传导陶瓷中空纤维膜, 该陶瓷中空纤维膜具有由多孔层和致密层组成的非对称结构. 经 1300℃的4h烧结后, 可得到致密的LSCF陶瓷中空纤维膜. 烧结后, LSCF粒度变大而其钙钛矿型晶相结构没有发生变化. LSCF中空纤维膜的透氧速率大大高于一般管式膜的氧透量.     

氧乙炔火焰喷涂制备粉煤灰复合涂层的研究

用氧乙炔火焰喷涂在Q235钢表面制备粉煤灰复合涂层。采用SEM和XRD分析了涂层的界面形貌和物相组成,并测试了粉煤灰复合涂层的耐蚀性和耐磨粒磨损性能。结果表明,涂层表面致密,结合性良好,且有3Al2O3·2SiO2、Ca2SiO4、TiB2等新相产生;涂层具有良好的耐酸性和耐磨性,其耐酸性、耐磨粒磨损性分别比基体提高了11.8倍、7.67倍。