高温烟气过滤用多孔陶瓷材料的研制

以氧化铝纤维和玻璃粉为主体材料,活性炭粉为造孔剂,通过半干压成型工艺制备了高温烟气过滤陶瓷.详细研究了玻璃粉含量、造孔剂含量以及烧成温度对材料过滤阻力、抗折强度、显气孔率等性能的影响,并对原料配方和烧成制度进行了优化,最优配方为:氧化铝70wt%、玻璃粉30wt%、外加造孔剂25wt%、羧甲基纤维素钠8wt%,最佳的烧成温度为1100 ℃,制得的高温烟气过滤陶瓷抗折强度8.9 MPa,过滤阻力95 Pa,显气孔率达59%.     

一种新型超高温气固分离陶瓷材料的制备研究

以普通硅酸铝纤维为骨架材料,加入一定比例的碱金属氧化物和高温陶瓷结合剂,制备出一种新型分离高温含尘气体的多孔陶瓷纤维复合材料.实验研究表明普通硅酸铝纤维中加入1.0wt％碱金属氧化物和10wt％高温陶瓷结合剂,制备出的材料1300℃烧成后具有优异的性能.该材料过滤阻力为143.66 Pa(过滤速度1m/min);抗折强度为5.6 MPa;收缩率为5.41％;气孔率为84.3％;过滤测试环境中粒径大于或等于2.5 μm粒子的过滤效率为99.99％;脉冲反吹40次后过滤阻力增幅为14.8％,且后续反吹不再显著上升.     

高温除尘用纤维多孔陶瓷材料的制备及性能

利用陶瓷纤维直径不同的特点,采用一步成形的方法制备具有梯度结构的纤维多孔陶瓷。采用扫描电镜(SEM)和金相显微镜对纤维多孔陶瓷的显微结构进行表征,并对影响材料性能的各种因素进行分析。结果表明:800℃烧成样品的抗折强度为6.7 MPa,气孔率最大达到76%,室温下空气流速为1 m/min时的过滤阻力为98 Pa,过滤阻力随着烧成温度的上升而逐渐下降。     

硅酸铝纤维制备高温气体除尘材料的性能

采用真空抽滤并加热处理的方法制备硅酸铝纤维高温气体除尘材料,并通过扫描电子显微镜(SEM)、金相显微镜和压汞仪分别对材料的显微结构、纤维分散性、孔径大小和分布进行了分析.结果表明,在800℃并保温1h加热处理后,材料的抗折强度达到3.14MPa,过滤阻力为79.75Pa/m/min,孔直径在10～80μm的孔占总体积的70.23％,气孔率达到72.99％.硅酸铝纤维多孔陶瓷材料具有较高的抗折强度,孔隙率和较低的过滤阻力,可用于高温条件下粉尘颗粒的过滤.     

凝胶注模-发泡法制备煤矸石多孔吸声材料的工艺研究

本文以煤矸石为基体组分，以十二烷基硫酸钠为发泡剂，以氯化铵为促凝剂，以硼砂为烧结助剂结合凝胶注模法及发泡法制备了多孔吸声材料，并研究了水固比、胶凝剂含量和烧结温度等因素对浆料黏度和多孔吸声材料显气孔率、吸声系数以及抗折强度的影响，最终制得显气孔率为49.54%、1 600 Hz频段吸声系数为0.953、抗折强度为2.67 MPa的多孔吸声材料。结果表明：水固比对浆料的黏度和多孔吸声材料显气孔率、吸声系数以及抗折强度都有显著影响；胶凝剂含量主要影响材料的显气孔率，进而影响材料的抗折强度；烧结温度主要影响材料的孔径分布，进而影响材料不同频段的吸声系数。水固比0.35、胶凝剂含量35%(质量分数)、烧结温度700℃为最佳制备工艺参数。     

非烧结陶瓷纤维多孔过滤材料的制备与性能

采用真空抽滤成型和非烧结低温固化工艺,以硅酸铝陶瓷纤维、硅溶胶、羧甲基纤维素为主要原料,制备了陶瓷纤维多孔过滤材料。研究了原料配比和工艺参数对材料性能的影响。结果表明：最佳配方比例为陶瓷纤维2.5wt%,硅溶胶50wt%,水 47wt%,羧甲基纤维素0.5wt%,在抽滤时间为5 min,固化温度为150℃的条件下﹐可获得非烧结陶瓷纤维多孔过滤材料,其气孔率、抗折强度和压降分别为80.22%、1.83 MPa和 130 Pa。该制备方法为工业化生产高温烟气过滤材料提供了新的选择。     

连续纤维增强陶瓷纤维过滤材料制备工艺研究

本文以连续高硅氧纤维和莫来石纤维为主要原料,采用硅-硼体系高温结合剂,研究了纤维缠绕制备连续纤维增强的陶瓷纤维过滤材料制备工艺,并对其影响过滤材料的诸因素进行分析。结果表明:烧成温度为850℃时制成的纤维过滤材料气孔率不低于70%,机械强度不低于5 MPa;1 m/min风速下过滤阻力不大于200 Pa,纤维过滤材料具有较好的断裂韧性。     

高温气体净化用陶瓷纤维过滤材料的制备及性能

本文采用真空旋转抽滤成型工艺,以莫来石纤维为主要原料制备了高温气体净化 用陶瓷纤维过滤材料,研究了纤维浆料搅拌时间和烧结温度对纤维膜材料性能的影响,评价其 过滤及热震性能。实验结果表明：当纤维膜浆料搅拌 2 h 时,在 1000?C 下烧结可以制备出过抗 压强度为 4.75 MPa、透气阻力 95 Pa、气孔率为 85%、平均孔径为 70 ?m、显微结构均匀的纤维 膜材料,其除尘效率可达 99.99%,且具有良好的热震性能。     

Al2O3多孔陶瓷的制备和性能研究

采用乙基纤维素为成孔剂制备了Al2O3多孔陶瓷,探讨了工艺参数对其性能的影响。研究结果表明,造孔剂含量、球磨时间及烧结温度均对多孔陶瓷的气孔率和抗折强度有影响。烧结温度的升高使得气孔率降低,但变化不明显,抗折强度明显提高。随造孔剂含量的升高,使得气孔率逐渐上升,超过20％后变化趋于平稳。随着球磨时间的增加,试样呈现气孔率下降和抗折强度升高的趋势。以烧结温度为1580℃,造孔剂含量20％;球磨时间为2．5h的条件下,可获得高显气孔率、抗折强度较高的舢203多孔陶瓷。     

粉煤灰合成钙长石多孔陶瓷的结构与性能

以高钙粉煤灰为主要原料,通过添加造孔剂,采用高温固相烧结法合成出钙长石多孔陶瓷。考察了烧成制度和造孔剂含量对多孔陶瓷显气孔率及抗折强度的影响。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜表征了多孔陶瓷的物相组成和微观结构。结果表明:提高烧成温度和延长保温时间会降低多孔陶瓷的显气孔率,增强其抗折强度;增加造孔剂含量会导致显气孔率升高,但过量添加反而造成显气孔率下降。当烧成温度为1 140℃、保温时间为90 min、造孔剂含量为35%(质量分数)时,多孔陶瓷具有较高的显气孔率和抗折强度(分别达到58.05%和9.41 MPa)。多孔陶瓷的主晶相为钙长石,孔径分布为数微米到150μm。     

废旧建筑玻璃制备泡沫玻璃的研究

利用废旧建筑玻璃为原料,以碳酸钙为发泡剂、硼酸为助溶剂,采用模压成型、高温发泡工艺成功制备出了泡沫玻璃,研究了发泡剂含量与发泡温度对泡沫玻璃的体积膨胀率、体积密度、气孔率、抗折强度等性能的影响.结果 表明:在800 ～840℃的发泡温度范围内,随发泡剂含量的增加,泡沫玻璃的体积膨胀率与气孔率先增大后降低,而体积密度和抗折强度先降低后增大,在发泡剂含量为3％,发泡温度在820℃时,泡沫玻璃综合性能良好,其体积膨胀率达476％,体积密度为0.21 g/cm3,气孔率达87.26％,抗折强度为(1.38 ±+0.15) MPa,孔径介于1.7 ～2.2 mm之间.     

气固分离膜材料的制备及性能

采用无机陶瓷纤维制备气固分离膜,利用短长径比的纤维在支撑体上制备过滤膜层,对膜层的过滤阻力、滤后空气含尘量以及反吹再生性能等进行测试。经对比发现,采用长径比为8~14的硅酸铝纤维制成的过滤膜性能最佳。在1 m/min的过滤风速下该膜层的初始阻力为108 Pa,经0.6 MPa的气压循环反吹300次后的平衡阻力为145 Pa,滤后空气含尘量为195μg/m~3。对0.03~0.06 MPa的反吹压力清灰后的平衡阻力进行了测试,0.06 MPa的反吹压力下平衡阻力为146 Pa,与0.6 MPa反吹后的平衡阻力相仿,所以反吹压力≥0.06 MPa时即可达到最佳反吹效果。     

以多晶硅线切割废料为主要原料制备碳化硅陶瓷的研究

以多晶硅线切割废料为主要原料、添加适量碳化硅粉,经1420℃真空烧制获得了碳化硅陶瓷材料.研究了碳化硅粉加入量对碳化硅陶瓷制品体积密度、气孔率和抗折强度等性能的影响.研究结果表明:随碳化硅粉添加量的增加,材料的气孔率逐渐增大、体积密度和抗折强度则呈现先增大后变小的趋势;当碳化硅粉的加入量为10wt％时,试样的体积密度达到最大值2.25g/cm3,抗折强度达到最大值99.8 MPa.     

长石发泡陶瓷的制备及性能

以长石为原料、SiC为发泡剂,经混料、压制成型、高温发泡等工序制备了长石发泡陶瓷,研究了发泡剂含量与发泡温度对长石发泡陶瓷的体积膨胀率、体积密度、气孔率和力学性能的影响。结果表明,在1160～1200℃的发泡温度范围内,随着发泡剂含量的增加,长石发泡陶瓷的体积膨胀率和气孔率都呈现先增大后减小的趋势,而体积密度和抗折强度则先减小后增大;在发泡剂含量为7%,发泡温度为1180℃时,可获得各项性能优异的发泡陶瓷,其体积膨胀率为258%、体积密度为0.38 g/cm~3、气孔率为78.86%、抗折强度可达3.3±0.26MPa。     

发泡剂对钼渣多孔玻璃性能的影响

采用高温熔融直接发泡制备钼渣多孔玻璃,通过研究不同发泡剂对钼渣多孔玻璃性能的影响,确定最佳发泡剂,研究了最佳发泡剂含量对钼渣多孔玻璃气孔率和抗折强度的影响.结果表明,BaCO3在本体系中发泡效果最好,随着发泡剂BaCO3含量的增加,钼渣多孔玻璃气孔率和抗折强度均发生变化,当BaCO3含量10%wt时,气孔率最高,为16.8%.X射线衍射分析钼渣多孔玻璃有少量石英残留,显微结构表明孔结构基本上不连通,为闭孔材料.     

Si粉氮化法合成Si3N4-SiC材料

以SiC、Si粉和Al2O3微粉为主要原料,羧甲基纤维素(CMC)为临时结合剂,采用氮化反应烧结法合成了Si3N4-SiC材料,主要研究了Si粉的粒度(≤0.074、≤0.044 mm)和加入量(质量分数分别为15%、17%、19%、21%)、烧成温度(分别为1 380、1 400、1 420、1 430、1 440、1 460和1 480℃)、Al2O3微粉添加量(质量分数分别为0、1%、2%、3%、4%,取代相应量的SiC粉)对Si3N4-SiC材料的显气孔率、体积密度、常温耐压强度、常温抗折强度、高温抗折强度及Si3N4含量的影响。结果表明:1)采用粒度较细Si粉的试样具有较高的致密度、常温强度、高温抗折强度和Si3N4含量;随着Si粉加入量的增加,试样的致密度略有增大但变化不大,常温强度和Si3N4含量逐渐增大,而高温抗折强度先增大后减小;2)适当提高烧成温度会明显改善Si3N4-SiC材料的高温抗折强度,但当温度超过1 440℃反而略有下降;3)添加Al2O3微粉对烧后试样的致密度、常温强度和高温抗折强度有益。综合来看,Si粉的适宜添加量(质量分数)为17%,较适宜的烧成温度为1 420～1 440℃,Al2O3微粉的适宜添加质量分数为2%。     

Fe_2O_3对白云石砖抗水化性能的影响

白云石砖主要原料是镁钙砂,提高白云石砖的抗水化性能就是要提高镁钙砂的抗水化性能。试验认为:(1)添加Fe_2O_3能够显著提高镁钙砂的抗水化性能,随着Fe_2O_3含量的增加,水化增重率呈下降趋势,材料的耐压强度及抗折强度增大,但是随着Fe_2O_3含量增加到1%后,材料的抗折强度、气孔率有明显大的波动;(2)烧成温度对镁钙砂的抗水化性能有一些影响,烧成温度升高,材料强度增加,气孔率降低,抗水化能力有一定的提高。该研究结果有利于白云石砖的质量控制,对水泥企业选用白云石砖具有参考意义。     

发泡剂对钼尾矿多孔陶瓷性能的影响

采用高温熔融直接发泡制备钼尾矿多孔陶瓷,通过研究不同发泡剂对钼尾矿多孔陶瓷材料性能的影响,确定最合理的发泡剂,研究了最合适的发泡剂对多孔陶瓷气孔率以及抗折抗压强度的影响。结果表明,SiC在体系中发泡性能最好,随着SiC含量的变化,钼尾矿多孔陶瓷气孔率和抗折强度均发生变化,当SiC含量为0.1wt%时,气孔率为81%,体积密度为0.4g/cm~3。显微结构表明孔结构基本上不连通分布均匀,为闭孔材料。     

反应烧结制备Si3N4-BN复合材料

以Si粉和BN粉为原料,Fe2O3为烧结助剂,采用反应烧结法于1450℃氮气气氛下制备了Si3N4-BN复合材料. 利用XRD研究了不同烧结制度和BN含量下复合材料的物相组成,利用SEM对材料断面形貌进行了观察,并测定了不同BN含量材料的显气孔率、体积密度和常温抗折强度,同时探讨了Fe2O3的助烧机理和b-Si3N4的形成机理. 研究结果表明,当氮化温度为1450℃、保温时间为45 h时,Si可完全氮化,材料中主晶相仅为Si3N4和BN. 随着BN含量的增加,相对密度和常温抗折强度下降,b-Si3N4含量增多. 当BN含量为30%时,其相对密度为73.3%,抗折强度可达52.5 MPa,同时b/a相比为3.4.     

矾土基MgAlON复合材料的制备及性能研究

选用登封轻烧矾土(Al2O3含量为85wt％)、电熔镁铝尖晶石、高纯电熔镁砂、Al粉和少量的活性材料氮化气氛下制备矾土基MgAlON复合材料,考察了MgAlON含量及烧成温度对制备矾土基MgAlON复合材料性能的影响.结果表明:随着MgAlON加入量的增加,显气孔率、线变化率及增重率逐渐增大,材料体积密度逐渐减少,常温抗折强度呈上升趋势;随着烧成温度的提高,试样的体积密度略有减小,显气孔率增大,常温抗折强度逐渐增大,1500℃下氮化烧成的制品性能最好;矾土基MgAlON复合镁铝尖晶石材料比矾土基MgAlON复合镁质材料密度大,强度高,氮化效果好.