多孔Al2O3陶瓷膜制備及性能研究.pdf

1、本文以核工業(yè)含放射性顆粒的廢液過(guò)濾為背景，以Al2O3陶瓷為基體，聚乙烯醇縮丁醛(PVB)為粘結(jié)劑，鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)為增塑劑，乙醇為溶劑，勃姆石、炭粉、PL-3為成孔劑，采用流延工藝制備多孔Al2O3陶瓷流延膜生坯，經(jīng)低溫排膠，高溫?zé)Y(jié)，得到多孔Al2O3陶瓷膜。研究了增塑劑用量對(duì)流延漿料粘度、流變特性的影響，復(fù)合粉體添量對(duì)流延膜密度、斷裂伸長(zhǎng)率和均勻性的影響，分析了成孔劑對(duì)Al2O3多孔陶瓷膜孔隙率、孔徑分布等性能的影響，利

2、用掃描電鏡對(duì)Al2O3多孔陶瓷膜的微觀形貌進(jìn)行表征和分析。
　　研究結(jié)果表明：采用流延工藝，在m(PVB):m(DBP):m(復(fù)合粉體):m(乙醇)=1:0.8:7:7.3時(shí)，流延漿料和 Al2O3多孔陶瓷流延膜的性能最佳。漿料的粘度為9220mPa·s，制備出的流延膜的密度為2.27g/cm3，厚度為0.254mm，開(kāi)氣孔率為13.91％，斷裂伸長(zhǎng)率為45.77%。隨著成孔劑的加入，漿料粘度上升，流延膜密度和斷裂伸長(zhǎng)率均下降，厚

3、度上升。
　　通過(guò)熱失重分析和實(shí)驗(yàn)研究，確定了Al2O3陶瓷流延膜排膠工藝和燒結(jié)工藝。在1500℃為燒結(jié)溫度，燒結(jié)時(shí)間為120min，制備的Al2O3陶瓷膜性能最佳。對(duì)成孔劑的研究發(fā)現(xiàn)，成孔劑勃姆石、炭粉、PL-3的種類不同，陶瓷膜所形成的孔結(jié)構(gòu)不同，成孔劑的添量對(duì)孔隙率和孔徑有重要影響，在Al2O3陶瓷流延漿料中添加5wt%至20wt%不同的成孔劑， PL-3為成孔劑制備得到的多孔Al2O3陶瓷膜的性能最佳，成孔劑添量為5wt%

4、時(shí)，孔隙率為31.06%，孔徑為0.69μm；成孔劑添量為20wt%時(shí)，孔隙率為51.52%，孔徑為1.11μm。
　　通過(guò)系統(tǒng)的試驗(yàn)和優(yōu)化確定多孔 Al2O3陶瓷膜的最佳組成和工藝為：m(PVB):m(DBP):m(復(fù)合粉體):m(乙醇)=1:0.8:6.3:7.3配制流延漿料，以 PL-3為成孔劑，添加量為15wt%，燒結(jié)溫度為1500℃，燒結(jié)時(shí)間為120min。制備的多孔Al2O3陶瓷膜孔結(jié)構(gòu)為圓形，孔徑為0.99μm，孔隙