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1、Nov.2006铸造Vol.55No.11FOUNDRY1137铸铁用碳化硅质泡沫陶瓷过滤器的制备与性能112,3111王哲,任凤章,李锋军,刘平,马战红,石书冰(1.河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳471003;2.清华大学机械学院,北京100084;3.中国一拖集团有限公司,河南洛阳471004)摘要:使用有机泡沫浸渍工艺制备碳化硅质泡沫陶瓷过滤器,探讨了复合粘结剂的比例、烧结助剂(Al2O3)的加入量及烧结性能。样品的抗压强度与Al2O3的含量之间存在最佳搭配关系,莫来石相的生成是材料强度提高的一个重要贡献因素。采用最佳配方在1400℃制得的碳
2、化硅质泡沫陶瓷过滤器抗压强度达到1.9MPa,样品加热至1100℃,放入15℃水中急冷的热震次数高达15次。关键词:泡沫陶瓷;碳化硅;粘结剂;CMC中图分类号:TG221文献标识码:A文章编号:1001-4977(2006)11-1137-03PreparationandCapabilityofSiCFoamCeramicFilterUsedinCastIron112,3111WANGZhe,RENFeng-zhang,LIFeng-jun,LIUPing,MAZhan-hong,SHIShu-bing(1.SchoolofMaterialsSciencea
3、ndEngineering,HenanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang471003,China;2.DepartmentofMechanicalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;3.ChinaYituoGroupLimitedCorporation,Luoyang471004,China)Abstract:AcomplexcementitiousagentwasusedtofabricateSiCfoamceramicsforthefirstt
4、ime.ChangeofcomponentsofSiCfoamceramicsinsinteringprocesswasinvestigatedindetail.ThecompressionstrengthoffoamceramicdependedstronglyonthecontentofAl2O3andthesinterbehavioroftheSiCfoamceramicsshowedagreatdifferencewiththechangeofthecontentofAl2O3.ThecompressionstrengthoftheSiCfoamce
5、ramicsfabricatedwithoptimumcompositionandsinteringtemperaturecanreach1.9MPaKeywords:ceramicfoam;SiC;cementitiousagent;CMC泡沫陶瓷过滤器已问世多年,采用陶瓷过滤器过烧成温度及获得良好的浆料性能,本次试验采用的原滤技术可以有效地减少或消除铸件中的非金属夹杂物,材料是:纯度大于95%的SiC微粉(320目)作为基料,净化液态铸造合金,具有很好的经济效益和社会效益。纯度大于97%的工业α-Al2O3细粉(320目)作为烧结助泡沫陶瓷是一种造型上像
6、泡沫状的多孔陶瓷,它是继剂,SiO2浓度为50%的硅溶胶和CMC作为复合粘结剂。普通多孔陶瓷、蜂窝多孔陶瓷之后,最近发展起来的采用有机泡沫浸渍法制备出碳化硅质泡沫陶瓷过滤器,[1-2]3第三代多孔陶瓷产品。目前制备泡沫陶瓷最常用的其烧结过程由烘干、挥发、高温焙烧等组成。L(93)正交[3]是有机泡沫浸渍工艺,它是以有机泡沫塑料为骨架,试验的三因素分别为复合粘结剂(羧甲基纤维素+硅溶浸浆后干燥,然后高温烧成,在烧成过程中,有机物胶)的比例(质量比)、烧结助剂Al2O3含量(质量分燃烧挥发,留下网络结构的陶瓷体。笔者通过使用复数,下同)及烧成温度(℃)。合粘结剂
7、制备出了高性能的碳化硅质泡沫陶瓷过滤器,对采用正交试验烧制成的9组过滤片取样测量体积、并且探讨了复合粘结剂的比例、烧结助剂的加入量及称重,获得容重并用排水法测其孔隙率,样品的热震性烧成温度对材料物相组成、显微结构、力学性能及热是通过电炉将样品加热到1100℃,放入15℃水中急震性能的影响。冷,取出并放入电炉中,升至1100℃保温10min后再急冷;若表面出现宏观裂纹,则样品为完全热震破坏,1试验材料及方法记下循环次数。采用Shimadzu(岛津)AG-I250KN型精为了确定复合粘结剂的比例、烧结助剂的加入量、密万能试验机测试抗压强度,用PhilipsX'p
8、ertMPDpro基金项目:河南省科技攻关项目(04
