论文总字数：16510字

摘 要

多孔碳化硅陶瓷具有耐高温，耐腐蚀性，热稳定性好，强度高等优点，在高温气体除尘方向具有很大的应用前景。对于应用于高温气体除尘的多孔化硅陶瓷材料，其烧结温度是其中一个重要参数。在制备过程中，陶瓷原料多为常见廉价原料，因此陶瓷制备成本多源于烧结过程中所使用的电费，因此烧结温度的降低使得制备成本大大降低。更重要的是，更高的烧结温度意味着对电炉的更高要求，在工业化大规模生产过程中，陶瓷的烧制需要大炉膛电炉，而炉膛越大所能达到的烧结温度就越低，从而限制了陶瓷的生产。因此，降低烧结温度不仅降低制备成本，也降低了陶瓷大规模生产的难度。所以降低陶瓷烧结温度是现如今亟待解决的问题。

本文以粒径100 um的碳化硅粉末作为陶瓷的原料，添加十二烷基苯磺酸钠与氧化锆作为陶瓷烧结助剂，以及碳粉作为造孔剂来制备多孔陶瓷材料，采用单向干压成型的方法来制备多孔SiC陶瓷。实验考察了十二烷基苯磺酸钠添加量对制成的多孔陶瓷的孔隙率、孔径分布、氮气通量、机械强度等性能的影响。通过孔径分布仪、电子万能试验机、扫描电镜（SEM）等对材料性能进行一系列的表征。

实验结果表明：在SiC骨料中添加8 %十二烷基苯磺酸钠，10 %氧化锆以及20 %碳粉，能在1150℃制备出强度15.9 MPa,气通量为900m³.m^-2.h^-1.kPa^-1的多孔碳化硅陶瓷。

关键词：多孔SiC陶瓷 低温烧结 十二烷基苯磺酸钠

Study on Preparation of porous SiC ceramics at low temperature

Abstract

Porous silicon carbide ceramics have the advantage of high temperature resistance, corrosion resistance, good thermal stability and high strength, and have great application prospects in the direction of high temperature gas dust removal. The sintering temperature is one of the important parameters for the application of porous silicon ceramic materials for high temperature gas removal. During the preparation process, ceramic raw materials are the best common cheap raw materials.therefore, the cost of ceramic preparation is much more than the electricity used in sintering process, so the dercreasing of sintering temperature makes the preparation cost greatly reduced. It is more important that the higher sintering temperature means a higher requirement on the furnace. In the process of industrialized mass production, ceramic firing need large hearth furnace . The larger the furnace temperature is, the lower the sintering temperature is. So it can limit the production of ceramic. Therefore, reducing the sintering temperature not only reduces the preparation cost, but also reduces the difficulty of the ceramic mass production. So reducing the sintering temperature of ceramics is an urgent problem to be solved.

This paper with a diameter of 100 um of silicon carbide powder as a raw material for ceramics, add sodium dodecyl benzene sulfonate and zirconium oxide as sintering aids, and carbon powder as pore forming agent to the preparation of porous ceramic materials by uniaxial dry pressing molding method for the preparation of porous SiC ceramics. This is a study of the effect of sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS) that effects porous ceramics porosity, pore size distribution, nitrogen flux and mechanical strength of performance. The properties of the materials were characterized by pore size aperture distribution,electro-mechanical universal testing machines , scanning electron microscope (SEM) and so on.

Key Words：Porous SiC ceramics ；Low temperature sintering ；Sodium dodecyl benzene sulfonate

目录

摘 要 I

Abstract I

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2 多孔SiC的陶瓷制备方法 4

1.2.1 颗粒堆积法 4

1.2.2 添加造孔剂法 4

1.2.3模板合成法 4

1.2.4直接发泡法 5

1.2.5溶胶-凝胶法 5

1.3课题研究目的及意义 6

第二章 实验方法 7

2.1实验原料及仪器 7

2.11实验原料 7

2.1.2 实验仪器 7

2.2实验工艺流程 8

2.3表征方法 8

第三章 结果与讨论 10

3.1 多孔碳化硅陶瓷的制备 10

3.1.1 实验原料的表征 10

3.2热重分析 11

3.3十二烷基苯磺酸钠对陶瓷性能的影响 12

3.4碳粉对多孔陶瓷性能的影响 13

3.5氧化锆对多孔陶瓷性能的影响 14

3.6添加十二烷基苯磺酸钠制备多孔陶瓷 15

3.7烧结温度的影响 16

3.8多孔碳化硅陶瓷微观结构 17

第四章 总结与展望 18

参考文献 21

致 谢 22

第一章 绪论

1.1引言

新中国成立以来，我国的经济发展十分迅速凶猛，但随着经济发展，我国的环境污染和资源缺少的困难一直是我国的主要难题，我国的各个部门都在努力想使我国的经济发展与环境环保政策能够相辅相成不是只有经济的发展，让我国可以持续发展而不是一枝独秀的状态。我国经济发展如此迅速离不开我国人民自身经济的飞跃，而这也恰恰成为了我国最主要的环境问题来源。雾霾^[1]就是其中最显著的一个例子。雾霾确切的来说是空气中的含有大量的有机物，灰尘，杂质等，它们会使空气浑浊不堪，让我们平时生活带来极大的不便。空气中存在的悬浮物，灰尘等会有很大可能会被人类呼吸所吸入体内，这样就会引发很多疾病，使我们的身体受到损害。因此环境问题成为工业发展中需要解决的一大问题，气固分离概念因运而生。

无机膜^[2]是一种先进的分解介质并且它具有大量的有点优点，化学性能比较稳定，具有广泛的温度适应性，具有很强的抗污染能力，它的强度高，更加适用于含量高，质量大的硬性颗粒等复杂流体分离去除，能够高效率的分离物质，可以大量的提高对特定污染物或者特定分子去除率。也比较容易再次使用，无机膜的寿命比有机膜长的多。

请支付后下载全文，论文总字数：16510字