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1、建材世界2014年第35卷第3期doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2014.03.001新型多孔碳化硅支撑体的制备与性能表征季家友1,王亮1,陈常连1,徐慢1,曹宏1,金晟2(1.武汉工程大学材料科学与工程学院,武汉430073;2.浙江衢州飞瑞特种陶瓷有限责任公司,衢州324002)摘要:以碳化硅(SiC)为骨料,羟甲基纤维素钠(CMC)为坯体粘结剂,氧化铝(Al2O3)和二氧化硅(SiO2)为粘结剂,石墨作为造孔剂,三氧化二钇(Y2O3)作为烧结助剂,在空气气氛下液相烧结制备碳化硅多孔陶瓷支撑体
2、,重点考察烧结温度对支撑体的物相、孔隙率、抗弯强度、微观形貌的影响;采用X射线衍射仪(XRD)测试物相,用电子扫描电镜(SEM)观察断面的微观形貌,并对支撑体的孔隙率、抗折强度等进行测试。结果表明:当烧结温度升高时碳化硅支撑体内有莫来石相生成,支撑体的抗折强度呈现先升高后降低的趋势,孔隙率一直降低,在1350℃时抗折强度达到极大值为50MPa,孔隙率为40.5%。关键词:多孔碳化硅;气孔率;支撑体;莫来石PreparationandCharacterizationofNovelPorousSiliconCarbideCer
3、amicSubstrate1,WANGLiang1,CHENChang-lian1,XUMan1,CAOHong1,JINSheng2JIJia-you(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,WuhanInstituteofTechnology,Wuhan430074,China;2.SchoolofQuzhouFeiruiInsulatingMaterialCo,Ltd,Quzhou324002,China)Abstract:Theporoussiliconcarbidesub
4、stratewaspreparedwithSiCpowdersasaggregate,CMCasbilletadhesive,Al2O3andSiO2asthebinder,graphiteasporeformerandY2O3asthesinteringaidsinairatdifferenttemperatures.Effectsofsinteringtemperatureonphasecomposition,porosity,flexuralstrengthandmicrostructureofthesubstrat
5、ewerestudied.ThephasecompositionandmicrostructurewerestudiedwiththeXRDandSEM.Inaddition,theporosityandflexuralstrengthofSiCceramicssubstratewereinvestigated.Theresultsshowthatthemullitewasproduced,theflexuralstrengthofSiCceramicssubstareincreasedandthendecreased,t
6、heporositystraightdecreased,themaxflexur-alstrengthwas50MPaandtheporositywas40.5%whensinteredat1350℃.Keywords:poroussiliconcarbide;porosity;substrate;mullite多孔碳化硅陶瓷是一种新型功能材料,因其具有通透性好、亲水性好、密度低、比表面积大、耐高温、耐酸[1]耐碱等诸多优异性能,可广泛应用于环保、化工、能源、生物等众领域。碳化硅陶瓷膜是无机陶瓷膜领域的最高端产品,目前国际
7、上只有少数几个国家已经开发出碳化硅陶瓷膜产品,国内尚未实现量产。该产品在污水处理、物料分离、高温烟气处理等领域具备广阔的应用前景和无可匹敌的优势。开发这种高性能大通量的碳化硅多孔陶瓷具有非常深远的意义。碳化硅支撑体是陶瓷膜的重要依托和承载基础,支撑体的性能好坏直接决定着陶瓷管性能的优劣,因此系统研究碳化硅陶瓷支撑体的烧结工艺具有重要的意义。多孔碳化硅陶瓷制备方法较多,如燃烧合成法、聚[2-5]碳硅烷转化法、碳热反应法、溶胶凝胶法、化学气相沉积法等。普遍存在烧结工艺复杂、条件苛刻、成本高昂的特点,对该陶瓷的工业化造成了较大影
8、响。研究低温液相烧结莫来石相多孔碳化硅陶瓷具有重大的现收稿日期:2014-05-09.基金项目:国家自然科学基金青年基金项目(213005105);湖北省自然科学基金面上项目(2013CFB319);武汉市科技攻关计划(2013010501010138);湖北省科技厅省级科技项目(2013HB12)和武
