多孔氧化铝陶瓷膜支撑体在HNO3溶液中的静态腐蚀

研究了在温度为45~90℃、浓度为1~10 mol/L的HNO3溶液中,高铝多孔陶瓷膜支撑体的微观结构变化、质量损失率与时间的关系以及支撑体机械强度随其质量损失率的变化关系。结果表明,多孔氧化铝支撑体在酸性溶液中的腐蚀主要发生在支撑体颗粒之间的烧结颈部。建立了多孔支撑体的质量损失率与腐蚀时间的定量数学关系,并结合支撑体机械强度与其质量损失率的关系,对多孔支撑体在不同温度和浓度HNO3溶液中的使用寿命进行了预测。研究表明,多孔陶瓷膜支撑体具有优异的耐酸性能。     

低温烧成高纯Al_2O_3多孔陶瓷膜支撑体的制备

为了降低高纯Al2O3(α-Al2O3质量含量≥99%)多孔陶瓷膜支撑体烧成温度,以粒径为30μm的α-Al2O3为原料,分别添加TiO2和TiO2/Cu(NO3)2为烧结助剂,通过干压成型和挤出成型制备片状和管式多孔支撑体。Al2O3-TiO2和Al2O3-TiO2-CuO体系分别在高温下出现的液相低共熔物促进了多孔支撑体的烧结。当氧化铝支撑体中添加0.5%(摩尔分数,下同)TiO2+0.5%Cu(NO3)2后,在1600℃的烧成即可获得机械性能高、渗透性能好和耐酸碱腐蚀性能优异的管式支撑体。在压力为0.1MPa时,支撑体的水渗透通量为12.1m3/(m2·h),弯曲强度为44.5MPa。经过80℃,含10%(质量分数,下同)HNO3的溶液腐蚀800h及80℃,含10%NaOH的溶液1200h后,支撑体的质量损失率分别为1%和0.35%。     

挤出法制备陶瓷膜支撑体工艺过程及影响因素研究进展

陶瓷膜因具有优良的耐高温、化学稳定性好、过滤精度高、抗化学侵蚀性及机械强度高等优点,被广泛应用于石油化工、食品、医药等行业。陶瓷膜支撑体作为陶瓷膜的核心部分,其性能对后期膜层的质量及整体应用性能起着至关重要的作用。本文综合评述了多孔陶瓷膜支撑体主要制备方法及特点,重点论述了挤出成形过程中挤出工艺、原料、添加剂、烧结等因素对多孔陶瓷膜支撑体结构及性能影响机制,并提出了需要进一步解决的问题和今后发展的方向。     

黄土-粉煤灰陶瓷膜支撑体的制备及表征

以洛川黄土为主要原料,粉煤灰为添加剂,通过滚压成型法和固态粒子烧结法制备黄土基陶瓷膜支撑体。研究了烧结温度及粉煤灰添加量对陶瓷膜支撑体纯水通量、酸碱腐蚀率、孔径分布、晶相组成的影响。结果表明:粉煤灰可以促进支撑体内部孔隙的形成,从而有效增加支撑体孔隙率,在烧结温度为1110℃,粉煤灰添加量为15%时,可制得纯水通量为5365 L/m2·h,孔隙率为32.1%,平均孔喉半径为1.32μm,酸碱腐蚀后质量损失率仅为0.04%、0.06%的黄土基陶瓷膜支撑体。以粉煤灰作为添加剂可生产出成本较低,性能优良的黄土基多孔陶瓷支撑体。     

烧结温度对氧化铝陶瓷膜支撑体性能的影响

实验以α-Al_2O_3为骨料,TiO_2-MnO_2-MgO为复相烧结助剂,采用挤压成型法和固态粒子烧结法制备Al_2O_3陶瓷膜支撑体,并探究烧结温度对陶瓷膜支撑体性能的影响。通过压汞法、自制纯水通量测定装置、三点弯曲法、质量损失法、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法对α-Al_2O_3陶瓷支撑体的孔隙率、纯水通量、抗折强度、酸碱腐蚀率、晶相变化以及表面形貌等微观结构进行分析表征。研究结果表明:TiO_2-MnO_2-MgO能显著降低α-Al_2O_3陶瓷支撑体的烧结温度,烧结温度低于800℃,无法提供足够的激活能,支撑体没有新相生成;超过1 300℃时,支撑体纯水通量随着烧结温度升高而急剧下降。当烧结温度为1 300℃时,制得的支撑体性能良好,孔隙率达到了44.84%、抗折强度为80.21 MPa、纯水通量为8 979.37 L/(m~2·h·MPa)、酸/碱腐蚀质量损失率为0.87%/1.09%。     

泥料含水量对粉煤灰陶瓷膜支撑体性能的影响

泥料含水量是陶瓷生产中的重要参数,会影响陶瓷的收缩率、抗弯强度等性能。以电厂粉煤灰为主要原材料、糊精为造孔剂、羧甲基纤维素为黏结剂,采用挤出成型法制备了管状多孔陶瓷膜支撑体。通过控制陶瓷泥料用水量和烧结保温时间制备了不同支撑体,并对支撑体进行性能表征,考察了泥料含水量和烧结保温时间对支撑体微观结构、收缩率、孔隙率、孔径以及机械强度等性能的影响。结果表明：在水/固质量比质量为0.19时,1 150℃保温烧结2 h获得孔隙率40.5%、抗弯强度23.6 MPa、平均孔径0.41μm的支撑体。制备的支撑体应用于脱硫废水微滤处理,固体悬浮物截留率99.98%。为制备低成本粉煤灰陶瓷膜支撑体提供研究基础,有利于膜法水处理的扩大化应用。     

固体废弃物助烧的多孔SiC陶瓷膜支撑体研究进展

反应烧结可以有效降低多孔SiC陶瓷膜支撑体的烧结温度并调控其性能。本文概述了多孔SiC陶瓷膜支撑体的反应烧结原理、烧结助剂的种类及其作用机理，讨论了固体废弃物的种类及其作为烧结助剂在多孔陶瓷制备的应用，最终综述了固体废弃物助烧的多孔SiC陶瓷膜支撑体的研究进展，并对当前存在的问题及未来发展方向进行了总结与展望，为降低多孔SiC陶瓷膜支撑体的烧结温度和成本以及固体废弃物资源化利用提供参考。     

多孔陶瓷膜支撑体的制备研究进展

多孔陶瓷膜支撑体是陶瓷膜制备与应用的基础.本文概述了多孔陶瓷膜支撑体主要的制备工艺及其特点;探讨了制备过程中影响多孔陶瓷膜支撑体结构及性能的因素;综述了多孔陶瓷膜支撑体研究现状,并对多孔陶瓷膜支撑体的发展趋势进行了展望.     

烧结温度对黄土陶瓷膜支撑体性能的影响

实验以洛川黄土为骨料,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为烧结助剂.利用滚压成型法、固态离子烧结法来制备黄土陶瓷膜支撑体,并对制备的支撑体的性能影响因素进行了探究.通过压汞法、三点弯曲法、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及自制装置对支撑体试样进行测试.分别研究孔径分布、孔隙率、抗折强度、晶相变化、表面形貌、酸碱腐蚀率以及纯水通量等对黄土陶瓷膜支撑体性能的影响.研究结果表明:十二烷基苯磺酸钠能显著降低黄土陶瓷膜烧结时候的温度.当烧结温度小于1000℃时,支撑体中没有新物质生成;当烧结温度大于1090℃时,纯水通量随烧结温度的升高呈现出下降趋势;当烧结温度恰好达到1070℃,此时制得的支撑体性能良好,中值孔径为6975.9 nm、抗折强度37.83 MPa、孔隙率20.65％、纯水通量1943.70 L/(m2·h·MPa)、酸/碱腐蚀率0.340％/0.195％.     

管式煤矸石—石英基陶瓷支撑体的制备研究

以石英砂和煤矸石为主要原料，采用模压成型法制备管式煤矸石—石英基陶瓷支撑体。通过XRD、SEM、三点弯曲法、压汞法、质量损失法和自制装置对陶瓷支撑体的物相组成、显微结构、抗折强度、孔径、耐酸碱腐蚀性、纯水通量等进行表征和测试。考察了原料配比、烧结温度、保温时间等因素对陶瓷支撑体性能的影响。实验结果表明：原料配比石英砂∶煤矸石∶钾长石∶羧甲基纤维素钠∶碳酸钠∶四硼酸钠=53.5∶30∶5∶5∶4∶2.5，在烧结温度850℃、保温时间30 min条件下，可制备气孔率40%、抗折强度9.17 MPa、孔径25μm、耐酸腐蚀质量损失率1.1%、耐碱腐蚀质量损失率3%、纯水通量100.7 m³·m^-2·h^-1·bar^-1的低成本管式煤矸石—石英基陶瓷支撑体。     

电沉积镍基和铜基纳米复合镀层耐蚀性的研究

通过腐蚀浸泡实验、阳极极化曲线和电化学阻抗谱等测定,探讨了Ni-W-(Si3N4,Al2O3)和Cu-(Al2O3,SiO2)纳米复合镀层的耐蚀性能;通过综合分析,对比添加不同柱子所得镀层的性能,直观地得到添加不同粒子的镍基和铜基纳米复合镀层耐蚀性能的差异.结果表明:Ni-W-Si3N4、Ni-W-Al2O3纳米复合镀层致密度较高,耐蚀性能较好,Cu-Al2O3、Cu-SiO2纳米复合镀层耐蚀性能较差.     

铜基表面陶瓷涂层的制备与耐蚀性能研究

以Al2O3、TiO2和ZnO为骨料,钠水玻璃为粘接剂,在纯铜表面用热化学反应法制备了陶瓷涂层。X射线分析发现,陶瓷涂层热固化后,涂层内产生了NiAl2O4、Al2SiO5等新相,它提高了涂层与基体的结合强度。腐蚀实验表明,封孔后陶瓷涂层的耐酸、耐碱、耐盐等性能分别比纯铜基体提高了3.9、12.3和6.3倍;极化曲线表明,陶瓷涂层有明显的钝化区,其抗电化学腐蚀能力增强,抗盐雾腐蚀性比基体提高了5.0倍。     

Al2O3/BN复相陶瓷的R曲线特性

采用压痕-强度法测定了Al2O3／BN复相陶瓷的阻力曲线。结果表明;该复相陶瓷具有良好的耐接触损伤性能,呈现出上升的阻力曲线效应,显示出增强的抗裂纹扩展能力。而对应的Al2O3单相陶瓷的阻力曲线为一水平直线。分析认为：超细弥散的h—BN与基体之间模量及热膨胀失配会在h—BN的弱结合层间产生微开裂,有助于抑制主裂纹的失稳扩展,这是Al2O3／BN复相陶瓷具有优良耐损伤性能和上升型R曲线效应的主要原因。     

矿化剂对Al2O3-SiO2质陶瓷辊棒性能的影响

研究了含MgO的单一型矿化剂及含MgO和TiO2 的复合型矿化剂对Al2 O3-SiO2 质陶瓷辊棒性能的影响。结果表明 :基质中Al2 O3与SiO2 的质量比 (Al2 O3/SiO2 )为 2 .33时 ,引入 0 .6 %的复合型矿化剂可促进莫来石的发育和基质的烧结 ,明显改善了陶瓷辊棒的抗热震性和机械强度。     

MnO2对自蔓延高温合成陶瓷复合钢管陶瓷层结构和性能的影响

采用MnO2作为添加剂自蔓延高温合成法制备了具有Al2O3和FeAl2O4陶瓷层的复合钢管,研究其对陶瓷层和过渡层的结构和性能的影响.结果表明:添加了MnO2后,陶瓷层表面晶粒排布更加致密,陶瓷层的内表面为层叠状的Al2O3细晶和少量的FeAl2O4;过渡层为Al2O3和混入的FeAl2O4外,还含有SiO2和MnO2,过渡层出现了向钢基体中渗透的网状结构.MnO2的加入并未改变复合钢管Al2O3和FeAl2O4陶瓷层的物相.加入4%(质量分数)MnO2的复合管的抗压度强度和陶瓷层的抗剪强度分别达到416 MPa和19.2 MPa,比未添加MnO2的样品分别提高了18.2%和12.3%     

Fabrication and Properties of Closed-pore Al_2O_3-based Refractory Aggregates

A novel Al_2O_3-based refractory aggregate with closed-pore structure was fabricated utilizing superplasticity with submicro-sized Al_2O_3 and MgO as raw materials,and SiC as a high temperature pore-forming agent.The effect of MgO on porosity,phase composition and microstructure of the refractory aggregate has been investigated. For comparison,the common Al_2O_3-based refractory aggregates and porous ones with open-pore structure were also prepared. The results indicate that the closed porosity of Al_2O_3-based refractory aggregate increases as the content of MgO increases. When the content of MgO is 15 mass%,the closed and apparent porosities are 14. 5% and 1. 1%,respectively. The main phase compositions are Al_2O_3 and MgAl_2O_4. The formation mechanism of closed pores is that the fine-crystallinegrain Al_2O_3 ceramic possesses superplastic deformation ability after adding MgO at high temperatures. When SiC powder is added to the Al_2O_3 ceramic,the generated gases by the reaction of SiC at the sintering temperature can provide a pressure to make grain boundaries slide. Then,the gases are enclosed by crystalline grains to form the closed pores. The slag corrosion resistance of the fabricated closed-pore Al_2O_3-based refractory aggregate is better than the common refractory aggregate and porous ones.     

氧化铝多孔支撑体的制备工艺

叙述了用挤出成型法制备无机膜支撑体的工艺,研究了原料粒径、成孔剂用量和烧结温度对所制得多孔氧化铝支撑体性能的影响。研究结果表明,用粒径小于10μm的-αA l2O3粉体,以7%碳粉为成孔剂,烧结温度为1300℃,可以成功制得孔径分布较窄、平均孔径为2.1μm、孔隙率为48.9%的多通道无机膜支撑体。     

Innovative Lining of Unburnt Al_2O_3-MgO Brick for 300t Steel Ladle in Baosteel

The manufacture of clean steel needs high performance carbon-free bricks for ladle lining.Based on long term application experiences of the prefab Al₂O₃-MgO blocks,unburnt Al₂O₃-MgO brick has been developed by pressing a mix of alumina,spinel and magnesia as major raw materials and Al₂O₃-MgO gel powder as binder.In addition to low open porosity and high strength,the unburnt Al₂O₃-MgO brick shows superior corrosion resistance and thermal shock resistance to the prefab block.Field trials in a 300t steel ladle have indicated the residual lining of unburnt Al₂O₃-MgO bricks showed smooth surface without large spalling and seldom steel infiltration,consequently longer service life than the prefab blocks.The reliable,unburnt Al₂O₃-MgO bricks have more advantages of high efficiency,energy-saving and eco-friendly production.It will be one of the best options for ladle lining in the manufacture of high-purity steel.     

PGMA／Al2O3填充环氧树脂灌封材料性能的研究

采用“Grafting from”的方法,制备了接枝微粒聚甲基丙烯酸缩水甘油酯／Al2O3（PGMA／Al2O3）。研究了PGMA/Al2O3及固化剂用量对环氧灌封材料的性能影响。利用扫描电镜观察了PGMA/Al2O3填充的环氧灌封材料的冲击断面的形貌。结果表明,对氧化铝粒子进行接枝改性后,复合粒子在环氧树脂灌封中得到良好的分散、增韧效果明显优于未改性的Al2O3,且在用量较少时就可明显提高环氧灌封材料的冲击强度。