高溫固氣分離用碳化硅多孔陶瓷過濾膜的制備和性能研究.pdf

1、本文以制備出過濾精度和過濾效率優(yōu)異的碳化硅多孔陶瓷過濾系統(tǒng)為研究目標(biāo)。陶瓷支撐體采用逐層包覆工藝制成，以大粒徑的碳化硅顆粒為主要原料，加入分散劑，混入以鉀長(zhǎng)石、高嶺土和石英為原料的陶瓷粘結(jié)劑，最后依次加入石墨和活性炭作為造孔劑制成均勻粉料，采用模壓成型法壓制成胚體，最后燒結(jié)而成。用此方法制得的陶瓷支撐體的抗彎強(qiáng)度可達(dá)到36.5MPa，氣孔率達(dá)到38％，并且具有孔徑分布均勻和較低的過濾壓降。800℃高溫下5次重復(fù)加熱支撐體部分抗彎強(qiáng)度依然

2、可達(dá)到31MPa以上，抗熱震性強(qiáng)。
　　陶瓷纖維過渡層的作用可以有效防止小粒徑的過濾膜顆粒進(jìn)入到大粒徑陶瓷支撐體的氣孔中，從而堵塞氣孔，使過濾壓降變大，減小通透性，從而影響過濾效率;同時(shí)還可以保證過濾膜的平整性。陶瓷纖維過渡層部分采用硅酸鋁纖維和莫來(lái)石纖維按照1∶1的比例混合而成，其中硅酸鋁纖維由于熔點(diǎn)相對(duì)較低，用作粘結(jié)劑，再混入CMC溶液中球磨制成均勻漿料，用勻膠機(jī)甩膜法在支撐體上重復(fù)多次甩制而成，這種方法可以有效控制陶瓷纖維過

3、渡層的厚度，同時(shí)還可以使過渡層更平整，有利于過濾膜的甩制成型。
　　同樣用勻膠機(jī)甩膜法在已做好的陶瓷纖維過渡層上甩制過濾膜漿料，經(jīng)烘干燒結(jié)得到復(fù)合碳化硅多孔陶瓷過濾膜。研究粘結(jié)劑含量，涂層厚度，碳化硅顆粒粒徑大小和不同涂層工藝對(duì)整體過濾膜的氣孔率和過濾壓降的影響。過濾膜部分采用平均粒徑為45μm和23μm的碳化硅顆粒制成雙層膜結(jié)構(gòu)，其中厚度分別為300μm和150μm時(shí)，過濾膜部分氣孔率達(dá)到43％，過濾壓降較小，可以使過濾膜的過濾