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过滤用微孔陶瓷的研制

何明生  
【摘要】: 多孔陶瓷是一类以气孔为主相的无机非金属材料。其显著特点是高气孔率,而且其气孔表面、形状、大小及其分布可调节,其气孔率可高达90%,气孔孔径从毫米级至纳米级。微孔陶即指孔径大小在微米级尺度的多孔陶瓷。同传统的多孔材料相比,多孔陶瓷还具有耐高温、耐腐蚀、抗热震性、孔径分布均匀且狭窄、成(?)低、使用寿命长等优点,以及利用其巨大的表面积相匹配的优良热、电、磁、光、化学等功能。应用范围也由传统的冶金、化工和建材等方面拓展到生物化学、电子工程、食品饮料工业、环境保护、航空航天等许多方面。 本文通过对过滤用硅藻土助滤剂的解剖研究,设计并采用压制成型法和颗粒堆积法制备了能够代替硅藻土用于工业过滤的微孔陶瓷,进而对其性能进行了研究。 1、以硅灰石为主要原料,碳酸钙为成孔剂,采用(?)制成型法。经配料、造粒、成型、干燥、烧成等工艺制备了硅酸钙质微孔陶瓷。制得的微孔陶瓷孔径为1~10μm,气孔率30.04~66.15%,吸水率为14.99~65.65%,硅灰石颗粒呈针状、棒状,排列无定向,形成了理想的具有高孔隙度的多孔结构。 2、以硅灰石为主要原料,采用颗粒堆积法及烧(?)艺制备了微孔陶瓷。制得的微孔陶瓷孔径为1~10μm,气孔率达51.25~62.88%,吸水率达42.16~57.81%,Zeta电位平均值为-34.65mV,pH值为9.35~10.02,比表面积可达2.82m(?)g。 3、研究了烧成温度、成孔剂用量、粘结剂及其用量、成型压力、保温时间等因素对样品性能的影响以及微孔陶瓷的表面形貌特点。粘结剂1和粘结剂4的加入,不仅起到粘结作用,而且有助熔作用。采用压制成型法时,最佳制备条件为:粘结剂1用量17%。成孔剂1%,成型压力5MPa,适宜的烧成温度为1050℃;采用颗粒堆积法时,最佳制备条件为:粘结剂4用量15%,烧成温度1080℃,保温时间为30分钟,适宜的烧成温度为1080℃。 4、对制备的微孔陶瓷粉碎、过筛,并对其颗粒学特征进行了研究,为啤酒过滤试验奠定了基础。


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