太阳能吸热器用莫来石--碳化硅陶瓷的原位合成(英文)

采用半干压成型和无压烧成技术,原位合成了用于太阳能热发电吸热器的莫来石结合碳化硅(SiC)吸热陶瓷。研究结果表明:经1 520℃烧成的样品B2(粒径≤61μm SiC 72%,粒径≤20μm SiC 18%,工业氧化铝4.64%,苏州高岭土5.36%)的综合性能最佳,其显气孔率、吸水率、体积密度和抗折强度分别为28.40%、13.35%、2.13g/cm3和44.20MPa;热震试验30次(1 100℃~室温,风冷),样品无裂纹,强度增加率达52.30%;在1 300℃氧化100h后,样品的氧化增重为25.43mg/cm2,氧化动力学常数为1.80×10--7kg2/(m4·s)。物相分析表明,样品的相组成为碳化硅、莫来石、石英和刚玉。显微结构分析表明,原位合成的莫来石结合于碳化硅颗粒间,赋予样品较好的抗折强度。热震试验30次后,可在样品中观察到更加致密的结构,碳化硅晶粒被树枝状微晶紧密联接,改善了样品的抗热震性。莫来石--碳化硅复相陶瓷可作为塔式太阳能热发电吸热器的潜在应用材料。     

去除As(V)的赤泥基环境修复材料的研究

针对重金属污染这一课题,文中采用溶胶-凝胶法、浸渍镀膜法在赤泥基多孔陶瓷滤球上涂覆Eu-Ce共掺杂纳米TiO2膜,利用多孔陶瓷的吸附作用及稀土共掺杂TiO2膜的光催化剂强还原作用去除电镀废水中的As(V)离子.研究了浸渍时间、涂覆次数、涂覆方式及膜热处理制度对膜与赤泥基多孔陶瓷滤球结合性及光催化性的影响,进行了涂覆Eu-Ce共掺杂纳米TiO2膜的赤泥基多孔陶瓷滤球对As(V)离子去除试验.结果表明,浸渍10 min、涂覆2次、550℃热处理的赤泥基环境修复滤球材料对As(V)离子去除率可达95.96％.通过SEM、TG-DTA、UV-Vis吸收光谱等现代测试技术对样品的结构及性能进行了表征,探讨了赤泥基多孔陶瓷滤球上涂覆Eu-Ce共掺杂纳米TiO2膜的赤泥基环境修复材料的成膜机理和去除重金属As(V)离子的作用机理.     

去除As(Ⅴ)的赤泥基环境修复材料的研究

针对重金属污染这一课题,文中采用溶胶-凝胶法、浸渍镀膜法在赤泥基多孔陶瓷滤球上涂覆Eu-Ce共掺杂纳米TiO2膜,利用多孔陶瓷的吸附作用及稀土共掺杂TiO2膜的光催化剂强还原作用去除电镀废水中的As(Ⅴ)离子。研究了浸渍时间、涂覆次数、涂覆方式及膜热处理制度对膜与赤泥基多孔陶瓷滤球结合性及光催化性的影响,进行了涂覆Eu-Ce共掺杂纳米TiO2膜的赤泥基多孔陶瓷滤球对As(Ⅴ)离子去除试验。结果表明,浸渍10min、涂覆2次、550℃热处理的赤泥基环境修复滤球材料对As(Ⅴ)离子去除率可达95.96%。通过SEM、TG-DTA、UV-Vis吸收光谱等现代测试技术对样品的结构及性能进行了表征,探讨了赤泥基多孔陶瓷滤球上涂覆Eu-Ce共掺杂纳米TiO2膜的赤泥基环境修复材料的成膜机理和去除重金属As(Ⅴ)离子的作用机理。     

聚磷酸钙晶型与聚合度的调控

聚磷酸钙（calcium polyphosphate,CPP）是具有生物活性、可控生物降解性和适当力学性能的新型骨修复材料。以磷酸二氢钙粉末试剂为起始原料,通过热处理制备了不同晶型及聚合度的CPP,并探讨了热处理制度与晶型转变和聚合度的关系。用X射线衍射分析、热重–差示扫描量热分析、扫描电子显微镜、核磁共振分析等测试手段对制备的粉体的组成、性能及微观结构进行了研究。结果表明：在室温～1 000℃之间,CPP以3种晶型出现,分别为γ-CPP、β-CPP、α-CPP。聚合度的大小主要取决于在400℃附近保温时间的长短,CPP从150℃至1000℃,聚合反应一直在进行,直至形成无定型态,并熔化为玻璃。最佳的热处理工艺是400℃保温6h,然后800℃保温2h。     

SiC基太阳能热发电吸热陶瓷制备及热性能分析(英文)

吸热材料是塔式太阳能热发电中的核心部件,其热性能起着至关重要的作用。本工作研究了以红柱石、SiC、高岭土以及石英为原料,采用陶瓷制备工艺无压烧结制备SiC基吸热陶瓷。测试和分析了烧结样品的抗折强度、热膨胀系数、抗热震性、热导率、耐火度、氧化增重率、物相组成以及显微结构。结果表明:SiC基吸热陶瓷样品具有高耐火度和热导率、低热膨胀系数和氧化增重率以及良好的抗热震性和均匀的微观结构。经1460℃烧结后,最佳配方样品的抗折强度为32.52 MPa、热膨胀系数为6.32×10–6℃–1、30次热震无裂纹且强度增加率为11.15%、室温热导率为10.03W/(m.K)、耐火度为1 650℃、1 300℃氧化3 h后样品氧化增重率为2.769 mg/cm2。样品主晶相为α-SiC、莫来石和石英,存在较多连通气孔,孔径为10～20μm。如果将吸热器材料用SiC基吸热陶瓷替代,吸热器将会表现出更好的稳定性,可望用于塔式太阳能热发电高温吸热器用吸热材料。     

太阳能热发电用堇青石-莫来石复相陶瓷的制备及抗热震性

以合成莫来石和合成堇青石为原料,采用常压烧结制备了太阳能热发电用堇青石-莫来石复相陶瓷。研究了质量比、烧结温度等对样品的吸水率、气孔率、体积密度、抗折强度及抗热震性等的影响。结果发现,最优配方是1 440℃烧结的A3样品,堇青石和莫来石质量比为7∶3,气孔率为0.30%,吸水率为0.12%,体积密度为2.487g/cm3,抗折强度达68.49MPa,抗热震循环(室温～1 100℃)30次无裂纹。通过XRD和SEM分析发现样品由低温堇青石、高温堇青石和莫来石组成。该复相陶瓷可作为潜在的太阳能输热管道材料。     

用于RTO蓄热的红柱石陶瓷的研究

采用蓄热材料将高温烟气的余热回收利用于预热助燃空气可以提高垃圾焚烧炉的效率,降低能耗。本文以红柱石为主要原料制备了用于垃圾焚烧炉的红柱石陶瓷蓄热体材料。测试了样品的吸水率、气孔率、体积密度、抗折强度和抗热震性能,采用X射线衍射仪(XRD)、扫面电子显微镜(SEM)和热膨胀仪等现代测试手段研究了样品相组成、结构和性能。结果表明:1420℃烧成的A5和A8配方样品性能较优,吸水率为0.1-0.87%,气孔率为0.24-1.98%,体积密度为2.28-2.43 g.cm-3,抗折强度为50.03-73.09MPa,抗热震性良好。A5样品(1420℃/2h)耐酸性为98.97%,耐碱性为97.72%,热膨胀系数为6.82×10-6℃-1。相组成分析表明,A5样品主晶相的为莫来石,A8样品为莫来石、碳化硅。SEM研究结果表明,样品中气孔分布均匀,平均尺寸为5-10μm,莫来石晶体被玻璃相包裹,赋予样品较高的强度,断裂方式主要是穿晶断裂和沿晶断裂相结合的断裂模式。可满足垃圾焚烧炉中的蓄热材料的要求。     

SiO2/MgO摩尔比对MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃析晶和晶相转变的影响

采用熔融法制备了MgO–Al_2O_3–SiO_2(MAS)微晶玻璃,研究了SiO_2/MgO摩尔比对MAS微晶玻璃析晶和晶相转变的影响。结果表明:微晶玻璃初晶相为亚稳Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_6相,终晶相为堇青石相,随晶化温度升高,Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_6向堇青石相转变。SiO_2/MgO摩尔比对微晶玻璃析晶过程影响显著,随SiO_2/MgO摩尔比从2.5增加至3.6,晶相转变开始温度从1 000℃升高到1 150℃,晶相转变结束温度从1 050℃升高到1 180℃,Mg_(0.6)Al_(1.2)Si_(1.8)O_6相热稳定性提高,堇青石相析晶难度增大,晶相转变过程变慢。当SiO_2/MgO摩尔比为3.6时,1 080℃晶化后的微晶玻璃Vickers硬度达到最大10.4 GPa。     

基于专利维度全球陶瓷墨水技术发展态势研究

陶瓷墨水是一种含有特殊陶瓷粉体的液体,通常由陶瓷颜料、溶剂、分散剂、黏结剂、表面活性剂和其他助剂组成,是陶瓷喷墨打印技术的核心物质。为了解全球陶瓷墨水技术发展态势,基于专利维度,通过incoPat平台检索相关专利数据,从专利申请趋势、地域分布、创新主体和技术功效等角度进行分析。结果表明,全球陶瓷墨水领域当前处于快速发展期;中国、美国和日本同时为全球陶瓷墨水的主要技术来源国和目标市场国;企业在陶瓷墨水领域整体增长速度最快,但技术创新主体仍集中在国外企业;技术热点集中在提高陶瓷墨水的呈色能力和实现新功能等,技术突破点可从增强渗透性、控制合适表面张力和控制干燥速率等方面考虑。