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。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度可達到36.5MPa，氣孔率達到38％，并且具有孔徑分布均勻和較低的過濾壓降。800℃高溫下5次重復加熱支撐體部分抗彎強度依然

2、可達到31MPa以上，抗熱震性強。
　　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相對較低，用作粘結(jié)劑，再混入CMC溶液中球磨制成均勻漿料，用勻膠機甩膜法在支撐體上重復多次甩制而成，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，過濾膜部分氣孔率達到43％，過濾壓降較小，可以使過濾膜的過濾