自结合SiC多孔陶瓷的制备与性能研究

来源 :中钢集团洛阳耐火材料研究院 | 被引量 : 2次 | 上传用户:yangxiaoxi21
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SiC多孔陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、高温力学强度高和化学性能稳定等一系列优良性能,是用作高温气体过滤的理想材料。本文以Si C微粉和细粉为主要原料,聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)为造孔剂,采用机压成型法制备陶瓷生坯,在2300℃(Ar气氛)下烧结制备了重结晶碳化硅(RSiC)多孔陶瓷;以SiC亚微粉和细粉为主要原料,PMMA为造孔剂,Y2O3和Al2O3微粉(质量百分比:Y2O3/Al2O3=3.88:3.12)为助烧剂,采用机压成型法制备陶瓷生坯,在1650℃(Ar气氛)下烧结制备了液相烧结碳化硅(LSiC)多孔陶瓷。实验研究了成型压力、颗粒级配及造孔剂添加量对这两种自结合SiC多孔陶瓷的显气孔率、抗折强度、气孔分布、透气度、抗氧化性等性能的影响,采用XRD和SEM分析了试样物相组成和显微结构,得出以下研究结果:1、对RSiC多孔陶瓷而言(1)坯体最佳成型压力为100 MPa,坯体成型性好且烧后试样有较高的强度;(2)颗粒级配对试样的性能有较大影响,试样的显气孔率随SiC微粉含量的增加而增加,常温抗折强度在24.748.5 MPa之间变化,试样的透气度先增加后减小、在SiC微粉加入量为60%(质量百分比,下同)时出现最大值40×10-1212 m2;(3)造孔剂的添加,可以提高显气孔率和透气度,但抗折强度衰减严重;(4)试样的高温抗折强度高于常温抗折强度;(5)当SiC微粉含量为60%且不添加造孔剂时,试样的综合性能较优,其显气孔率为34.5%,常温抗折强度为35.8 MPa,1200℃抗折强度为41.7 Mpa,平均孔径为19.3μm,孔径主要分布在11.3030.20μm之间,透气度为40×10-1212 m2,800℃(静态空气气氛)氧化48 h后试样的质量增变化率为0.14%。2、对LSiC多孔陶瓷而言(1)LSiC多孔陶瓷较优的成型压力为100 MPa;(2)颗粒级配对试样的性能有较大影响,显气孔率和抗折强度随SiC亚微混合粉含量的增加而逐渐变高,透气度随SiC亚微混合粉含量的增加而降低;(3)造孔剂的添加可以显著的提高试样的显气孔率和透气度,同时抗折强度有所降低;(4)LSiC试样的高温抗折强度也高于其常温抗折强度;(5)当SiC亚微混合粉含量为50%、造孔剂添加量为9%时,试样的综合性能较优,其显气孔率为40.3%,常温抗折强度为16.9 MPa,1200℃抗折强度为18.2 MPa,透气度为2.0×10-12 m2,800℃(静态空气气氛)氧化48 h后试样的质量变化为0.50%。
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