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造孔剂对多孔碳化硅陶瓷制备工艺和抗弯强度的影响

2013-08-16李红伟郭亚杰耿刚强金海云

机械工程材料 2013年1期

李红伟,王 伟,郭亚杰,耿刚强,金海云

(长安大学1.材料科学与工程学院;2.环境科学与工程学院,西安710061;3.西安交通大学电气工程学院,西安710049)

0 引 言

碳化硅陶瓷具有高强度、高硬度、抗腐蚀、耐磨损、抗热冲击等优异的性能,而具有宏观孔的多孔碳化硅陶瓷可用作苛刻服役条件下气固、液固间的过滤材料[1]。如整体煤气化联合循环发电系统(IGCC)中的烛状过滤器可用于分离煤气化后的飞灰,要求其支撑体材料在600℃以内具备高强度和优异的抗热震性能,而其关键过滤效率则受到气孔数量及孔径分布等的影响;多孔碳化硅陶瓷是该过滤器理想的备选材料之一。

多孔碳化硅陶瓷的高气孔率和高强度之间是矛盾的,提高颗粒间的结合强度是保持其高气孔率并改善强度的有效方法之一。在多孔碳化硅陶瓷的众多制备方法中,通过造孔剂调节气孔率可在烧结过程中实现宏观上无收缩变形,便于控制气孔形态,同时该工艺过程简便可行,具有良好的应用前景,因此在多孔陶瓷制备时,除结合剂外,造孔剂对多孔陶瓷颗粒的结合将产生一定的影响。在利用碳化硅高温氧化后与添加的氧化铝合成莫来石结合剂以提高结合强度时[2-3],由于烧结温度高,造孔剂将充分排出,但烧结能耗高不利于规模化工业生产;而降低烧结温度后,引入的大量造孔剂(如糊精、酵母、锯末、石油焦粉等[4-6]),在排出时将影响结合剂在颗粒间的结合作用,需通过优化烧结助剂体系等措施来改善多孔陶瓷的性能[7-9]。……

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