冷等静压法制备大孔径多孔陶瓷管研究

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1、山东理工大学硕士学位论文摘要摘要陶瓷过滤器具有耐高温、耐有机溶剂和强酸碱腐蚀、易反向脉冲冲洗再生、过滤精度高等特点，在新能源开发、催化剂载体、高效分离等领域应用前景广阔。多孔陶瓷管是陶瓷过滤器的核心部件，要除去烟气中的尘粒，要求陶瓷管能适应烟道环境、热应力等恶劣条件，并具有高除尘效率、高气流量，低压降的特点。本课题研究孔径大于501xm，过滤精度101tm，并具有一定抗弯强度的氧化物(fltJ玉质)、非氧化物(SiC质)多孔陶瓷管，分别以刚玉粉和SiC粉为骨料，加少量碳黑为造孔剂，采用冷等静压法制备大孔径多孔陶瓷管。(1)研究了以粗颗粒为骨料，使用冷等静压法成型大孔径多孔陶瓷管的

2、工艺。根据目标坯体形状尺寸和粉料的压缩比，结合冷等静压法的特点，设计了外压法、内压法成型模具；探讨了骨料粒度、成型压力、脱模方式、干燥方法等对坯体性能的影响；总结了常见的坯体缺陷，包括颈部不均匀，内孔偏心，端头掉角，中间断裂等，并简要分析了导致这些缺陷的原因。(2)以平均粒径220I_tm的刚玉粉为骨料，加入少量的碳黑为造孔剂，采用冷等静压成型法，经过1400℃烧成，制备出①60mm×040mm×1000ram的多孔陶瓷管，平均孔径为709m，存在大量孔径大于2009m的气孔，抗弯强度超过20MPa。利用自制简易装置，初步研究了流量一压降曲线。研究表明：造孔剂碳黑可以促进骨料的重

3、排，形成稳定的骨架结构，添加量为5wt．％、10wt．％时的平均孔径分别为659m、701am，有效提高制品中大于509m的气孔含量，当碳黑添加量为5wt．％时，制品的抗弯强度最高，随后强度下降；羧甲基纤维素钠(CMC)添加量为10wt．％时效果最佳，添加量过大时，坯体与模具的粘结作用导致脱模困难。(3)分别以A(180—1501xm，90目)，B(250．212¨m，70目)，C(300．2509m，60目)，D(355．300Irtm，54目)SiC为骨料，制备了060mm×040mm×400mm多孔陶瓷管，研究了骨料粒度、造孔剂、成型剂、结合剂、烧成制度等因素对材料性能的影

4、响。结果表明：制品经1200℃烧成后孔径主要分布在20"-401xm之间，平均孔径301xm，大尺寸气孔(d>100I_tm)的含量提高；1150"C保温120min时，结合强度较低，表面脱落严重；1300℃保温120min时，制品表面玻璃化严重，孔隙率下降，但由于SiC氧化发生局部强化，制品的抗弯强度提高；造孔剂碳黑在800℃氧化形成C02排出，在样品表面形成圆形、开口气孔，1300℃烧成时，气孔偏离圆形；高岭土在高温下的脱水和分解增加了孔洞的体积，同时也增大了形成连通孔的机率。关键词：冷等静压；刚玉质；大孔径：多孔陶瓷管；制备AbstractCeramicfiltersoff

5、eranumberofexcellentpropertiesincludinghightemperaturestability,resistancetochemicalcorrosion，highfilteringprecision，aswellasconvenientbackwashingandregeneration，SOshowabrightfutureofdevelopmentandutilizationinareasofnewenergydevelopment，catalystsupport,high．performancefilters．Asgorecomponent

6、ofporousceramicfilter，forthesakeofdustparticlesremoval，Porousceramicpipeisnecessarytowithstandtheenvironmentoffluegases，thermalstressandexhibitthecharacteristicsofhighcollectionefficiency,highairflowquantityandlowpressuredrop．Oxidesandnon．oxide(SIC)porousceramicpipeswithdiameter501xm，filterin

7、gaccuracygreaterthanlOI．tm，andacertainbendingstrengthwerepreparedinthesubject．Inthispaper,bymeansofcorundumpowderandSiCpowderasaggregates，carbonblackasporeformer，macroporousceramicpipeswerepreparedinColdIsostaticPressingmethod．Formingprocesso