大規(guī)模碳化硅預制件產業(yè)化

來源: 發(fā)布時間:2021-11-20

在強碳-硅共價鍵作用下,SiC多孔陶瓷具有機械強度大,耐酸堿腐蝕性和抗熱震性好的特點,其在高溫煙氣除塵、水處理和氣體分離等方面有著***的應用前景,而且與氧化物陶瓷膜和有機膜相比,SiC有著更優(yōu)異的抗污染性能。然而,SiC陶瓷燒結溫度高,純質SiC燒結溫度通常需要高達2000℃。添加燒結助劑可以有效降低SiC的燒成溫度,常用的燒結助劑主要包括金屬氧化物或以金屬氧化物為主要成分的硅酸鹽材料,如Al2O3、ZrO2、Y2O3等金屬氧化物,高嶺土、黏土和鋁土礦等礦物質。杭州陶飛侖研制的多孔陶瓷材料抗彎強度高,浸滲、運輸?shù)冗^程中不易破損。大規(guī)模碳化硅預制件產業(yè)化

杭州陶飛侖新材料有限公司生產碳化硅多孔陶瓷預制體解決了現(xiàn)有制備工藝制備的碳化硅陶瓷預制體的強度低、結構不均一及碳化硅的體積分數(shù)低的技術問題。碳化硅多孔陶瓷預制體研制過程中參考的國家標準GJB/5443-2005高體積分數(shù)碳化硅顆粒/鋁基復合材料規(guī)范GB/T1965多孔陶瓷彎曲強度試驗方法------GB/T1965-1966GB/T1966多孔陶瓷顯氣孔率、容重試驗方法GB/T1967多孔陶瓷孔道直徑試驗方法GB/T1969多孔陶瓷耐酸、堿腐蝕性能試驗方法---GB/T1970-1996。廣東大規(guī)模碳化硅預制件產業(yè)杭州陶飛侖研制的碳化硅陶瓷預制件無顆粒聚集缺陷。

SiC因為具備低熱膨脹系數(shù)、高熱導率、優(yōu)異的高溫化學、力學穩(wěn)定性及高的水通量、生物兼容性而在陶瓷膜的發(fā)展過程中受到***關注。由于SiC是共價化合物,純SiC需要在2000℃左右才能完成燒結,這種制備方法燒結溫度過高,在實際生產中常通過添加低溫燒結助劑的方式來有效降低其燒結溫度。高溫燒結會產生二氧化硅玻璃相,對復合材料的導熱率有抑制影響,杭州陶飛侖新材料有限公司研究生產的鋁碳化硅復合材料,所采用的碳化硅多孔陶瓷預制件是采用的新型工藝,無二氧化硅玻璃相的產生。

常見方法有顆粒堆積法、冷凍干燥法、溶膠凝膠法等,近年來興起的3D打印技術也可以用來直接打印制備出多孔結構。顆粒堆積燒結法是**為簡單的制備多孔碳化硅陶瓷的方法。該法的原理是利用陶瓷顆粒自身的燒結性能,在不同的SiC顆粒間形成燒結頸,從而使得顆粒堆積體形成多孔陶瓷。為了降低燒結溫度,通常添加一定量熔點較低的粘結劑使不同SiC顆粒之間形成連接。由于顆粒堆積燒結法中所有的孔隙都是由SiC顆粒之間的堆積間隙轉變而來的,因此,通過改變粉末尺寸、粘結劑種類及添加量和燒結參數(shù),可以控制多孔陶瓷成品的孔率和孔徑。采用杭州陶飛侖生產的多孔陶瓷預制體浸滲的復合材料微觀組織具有雙連通效果,可大幅提高復合材料熱導率。

孔率是指多孔材料中孔隙所占體積與多孔材料總體積的百分比(包括開口孔、半開孔和閉合孔3種)。研究表明,多孔材料的性能主要取決于孔率??紫缎蚊彩侵付嗫滋沾芍锌紫兜男螒B(tài)。當孔隙為等軸孔隙時,材料整體性能呈各向同性;但當孔隙為條狀或扁平狀時,如通過碳化后的木材經(jīng)由滲硅反應燒結制備的多孔SiC陶瓷,其孔隙結構呈一定的方向性??紫吨睆叫∮?nm的為微孔材料,孔隙尺寸在2~50nm之間的為介孔材料,尺寸大于20nm的為宏孔材料。受孔徑及分布影響較大的性能包括透過性、滲透速率和過濾性能。杭州陶飛侖新材料有限公司生產的多孔陶瓷骨架采用不同的成型方法可制得形狀復雜的預制件。廣東優(yōu)勢碳化硅預制件發(fā)展趨勢

坯體干壓模具設計主要是考慮碳化硅陶瓷粉體在模具內成型充分填充的過程。大規(guī)模碳化硅預制件產業(yè)化

多孔重結晶碳化硅陶瓷(recrystallized silicon Carbides,RSiC)由于純度極高、不含晶界雜質相而具有優(yōu)異的高溫力學性能、熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性能、高熱導率以及較小的熱膨脹系數(shù),作為高溫結構材料***用于航空航天等領域。而且由于燒結過程中不收縮,可以制備形狀復雜、精度較高的部件。目前,針對RSiC的研究和應用,一方面在于提高其致密度用于極端環(huán)境服役的高溫結構材料,另一方面在于提高其氣孔率用于高溫過濾催化用的多孔結構/功能材料。大規(guī)模碳化硅預制件產業(yè)化

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