高温气体过滤用非对称碳化硅过滤膜的制备及性能测试

摘要

本文以制备高强度的纤维增强型碳化硅多孔陶瓷支撑体和低过滤压降的过滤膜为研究目标。采用粒径为230μm的碳化硅颗粒为骨架原料，加入陶瓷粘结剂，石墨和活性炭作为造孔剂。先配制莫来石纤维浆料然后将均匀的纤维浆料和多孔陶瓷配料混合达到均匀分散纤维的目的，采用单向压制成型制备纤维增强型碳化硅多孔陶瓷支撑体坯体。用此方法制备的纤维增强型碳化硅多孔陶瓷支撑体抗弯强度高、抗热震性好，而且气孔率也较高。系统研究了莫来石纤维含量、烧结温度对支撑体抗弯强度、气孔率和过滤压降的影响。
　　陶瓷粘结剂含量和莫来石纤维浆料含量之比和烧结温度都对纤维增强型碳化硅多孔陶瓷支撑体抗弯强度的影响存在一个最佳点，即当莫来石纤维浆料量为粘结剂量的3倍，烧结温度为1300℃时，支撑体的抗弯强度可达到36.3MPa，气孔率为30.2％，并且具有较低的过滤压降和优异的抗热震性能。
　　采用匀胶机甩膜的方法可以制备出厚度容易控制的陶瓷纤维过渡层，当陶瓷纤维过渡层中硅酸铝纤维和莫来石纤维之比为1∶1时，制得结构均匀的过渡层能够有效的阻止过滤膜中小粒径的碳化硅颗粒进入到支撑体孔隙中，从而可以减小过滤膜的实际厚度，进而降低了过滤压降。而且过渡层表面平整有利于过滤膜的成膜。
　　配制一定浓度的过滤膜浆料，同样采用匀胶机甩膜的方法可以制备出单层厚度较小的过滤膜，由于单层厚度小所以过滤膜的厚度容易控制，而且制备出的过滤膜结构均匀、表面平整。研究了过滤膜中碳化硅颗粒粒径大小和过滤膜厚度对过滤压降的影响。同时，过渡层与过滤膜、支撑体三者结合紧密，使得过滤膜不易脱落。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 研究背景

1．2．1 高温气体过滤除尘用过滤材料简介

1．2．2 高温气体用过滤膜的国内外发展现状

1．3 本研究的内容和实验方法

1．3．1 本文的选题意义

1．3．2 本文研究的主要内容以及创新点

1．3．3 实验药品和仪器

第二章 纤维增强型碳化硅多孔陶瓷支撑体的制备及其性能研究

2．1 纤维增强型碳化硅多子L陶瓷支撑体的制备

2．1．1 纤维增强碳化硅陶瓷概述及相关理论

2．1．2 纤维增强型碳化硅多孔陶瓷支撑体的制备

2．2 纤维增强型碳化硅多孔陶瓷支撑体性能研究

2．2．1 烧结温度和纤维含量对抗弯强度的影响

2．2．2 烧结温度和纤维含量对气孔率的影响

2．2．3 烧结温度和纤维含量对过滤压降的影响

2．2．4 纤维增强型碳化硅多孔陶瓷支撑体的抗热震性

2．3 本章小结

第三章 陶瓷纤维过渡层的制备及其对过滤膜的影响

3．1 陶瓷纤维过渡层的制备

3．2 陶瓷纤维过渡层对过滤膜的影响

3．2．1 陶瓷纤维过渡层对过滤膜成膜的影响

3．2．2 陶瓷纤维过渡层对过滤膜过滤压降的影响

3．3 本章小结

第四章 精细过滤膜的制备及其过滤压降的测试

4．1 精细过滤膜的制备

4．2 精细过滤膜过滤压降的测试

4．2．1 碳化硅颗粒粒径对精细过滤膜过滤压降的影响

4．2．2 过滤膜厚度对过滤压降的影响

4．3 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及专利

硕士在读期间获得的奖励

致谢