平纹布和斜纹布铺层结构对sicf_sic过滤材料性能的影响

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1、中图分类号：TB333论文编号：102870618-SZ025学科分类号：085204硕士学位论文平纹布和斜纹布铺层结构对SiCf/SiC过滤材料性能的影响研究生姓名潘影专业类别工程硕士专业领域材料工程指导教师陈照峰教授南京航空航天大学研究生院材料科学与技术学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMaterialScienceandTechnologyEffectofPlainsandTwi

2、llsLaminatedStructureonFiltrationPropertiesofSiCf/SiCCompositesAThesisinMaterialProcessingEngineeringByPanYingAdvisedbyProfessorZhaofengChenSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文摘要煤炭燃烧是

3、引起雾霾的主要成因，燃煤产生的高温烟气及煤气过滤迫在眉睫，开发性能优异的高温烟气过滤材料已成为科研工作者的研究重点。本课题通过CVI工艺制备高强低阻的SiCf/SiC高效过滤陶瓷基复合材料，可以有效弥补现有高温陶瓷过滤材料抗热震性能差、高温稳定性差、韧性差、使用寿命短等缺点。本课题对提高SiCf/SiC复合材料综合性能，拓宽SiCf/SiC复合材料应用范围，尤其是在高温烟气过滤领域应用具有重要研究价值与应用价值。SiCf/SiC复合材料的过滤性能及力学性能不仅取决于SiC纤维布的编织方式与叠层结构，还取决于其

4、孔隙率及孔径分布。本课题采用滤料过滤性能测试系统、数字式透气量仪和万能材料试验机分别对高温烟气过滤用SiCf/SiC复合材料进行测试，并结合扫描电子显微镜和光学显微镜对SiCf/SiC复合材料的微观形貌进行表征，为高温烟气过滤用SiCf/SiC复合材料过滤器的设计开发和实际应用提供实验指导和理论支持。本文的主要研究结果如下：（1）采用二维二轴编织SiC纤维布，然后叠层缝合制备SiC纤维预制体，通过CVI制备SiCf/SiC复合材料，平纹布、平/斜混合布、斜纹布复合材料孔隙率分别为35.23%、35.91%、3

5、3.47%。（2）平纹布、平/斜混合布、斜纹布复合材料抗弯强度分别是43.01MPa、40.8MPa，37.9MPa。（3）平纹布、平/斜混合布、斜纹布复合材料平均孔径分别为50.76μm、61.02μm、69.48μm。（4）经CVI工艺复合后，在压差为250Pa时，平纹布、平/斜混合布、斜纹布复合材料透气率分别为99.60mm/s，189.60mm/s，283.10mm/s；在过滤风速为1.0m/min时过滤阻力分别为228Pa，128Pa，50Pa；平纹布复合材料透气率最低，过滤阻力最大。（5）平纹布、

6、平/斜混合布、斜纹布复合材料过滤效率分别为99.56、99.33%、99.19%；对粒径尺寸大于10μm颗粒过滤效率为99.99%，对1.0μm以上的微颗粒的过滤效率均高于98%，满足工业应用的要求。（6）综合考虑平纹布、平/斜混合布、斜纹布试样的综合性能，3种结构复合材料的过滤性能均达到GB/T6719-2009国家测试标准。关键词：编织结构，高温烟气，SiCf/SiC复合材料，弯曲强度，孔隙率及孔径分布，过滤性能I平纹布和斜纹布铺层结构对SiCf/SiC过滤材料性能的影响ABSTRACTCoalcombu

7、stionisthemaincauseofhaze,andhigh-temperaturefluegasandcoalgasfiltrationproducedbyburningcoalareimminent.Thedevelopmentofhigh-temperaturehigh-temperaturefluegasfiltermaterialshasbecomearesearchfocusforresearchers.Inthisproject,high-strengthandlow-resistance

8、SiCf/SiChigh-efficiencyfilterceramicmatrixcompositesarepreparedbyCVIprocess,whichcaneffectivelycompensatefortheshortcomingsoftheexistinghigh-temperatureceramicfiltermaterialssuchaspoorthermalshockresis