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多孔陶瓷过滤器制备工艺与性能研究

张金  
【摘要】: 本文主要研究了多孔陶瓷制备工艺。即以Al_2O_3为基体粉料,添加硅灰石或堇青石,利用有机泡沫浸渍法烧结出多孔陶瓷。实验证实,制备的多孔陶瓷具有足够的气孔率和一定强度。实验结果表明,不同成分的陶瓷,所对应的烧成工艺参数不同。总结出最佳烧结工艺如下:对于添加硅灰石的多孔陶瓷,当Al_2O_3粉占30%时,对应的烧结工艺为1590℃×60min;500nm级Al_2O_3粉成分占70%时,对应的烧结工艺为1620℃×60min;添加堇青石的多孔陶瓷,500nm级Al_2O_3粉占60%时,对应的烧结工艺为1600℃×60min;采用颗粒级配制备的多孔陶瓷N-Al_2O_3和E-Al_2O_3所占比例分别为66.5%和23.5%,在1650℃×60min工艺下烧结效果最好。 利用扫描电子显微镜观察多孔陶瓷显微组织,发现样品在三维空间具有互相连通、近似圆形的孔洞;其孔径在0.5~5mm之间,骨架直径在0.15~0.8mm之间;其断面形貌致密均匀。 对制得的多孔陶瓷进行耐压值实验及抗热震实验,发现添加堇青石制备的多孔陶瓷的强度远远高于添加硅灰石的多孔陶瓷;采用颗粒级配制备的多孔陶瓷的强度也较高。制备的陶瓷强度及抗热震性较好。可应用于金属熔液的过滤。 分析了有机泡沫的选取及预处理、混料、挂浆、排塑及烧结等工艺对多孔陶瓷性能的影响。实验证明,泡沫预处理溶液浓度范围在10%~20%之问,浸泡时间在6~10h,可以获得性能优良的多孔陶瓷。对于孔径较大的泡沫,采用一次挂浆和二次挂浆均可。对于孔径较小的泡沫,采用一次挂浆是比较合理的工艺方法。对于每种成分,必然存在最适合的烧结工艺。 综上所述,通过实验,本文已经获得制备多孔陶瓷的最佳工艺参数,同时制备了较好的过滤金属熔液的多孔陶瓷。


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