基于低品位凹凸棒石黏土的陶瓷膜支撑体制备

多孔陶瓷膜支撑体是陶瓷膜制备与应用的基础,是支撑膜层的关键因素,为陶瓷膜提供一定的机械强度和耐腐蚀性能。由于支撑体材质单一,原料不易烧结且造价成本高等原因,各国学者开始寻找一些新的、更廉价的原料(如硅藻土、粘土、高岭土、粉煤灰等)来代替氧化铝作为制备支撑体的原材料,并取得了一定的进展。本工作采用低品位凹凸棒石黏土制备多孔陶瓷膜支撑体,系统研究了原料配比、成型压力、烧结温度和添加剂对支撑体性能的影响。结果表明:凹凸棒石黏土中加入适量的氧化铝作为骨料,能够有效阻止支撑体在烧结过程中的过度收缩,使其收缩率由(30±0.12)%降低到(3.1±0.05)%,支撑体的机械强度和孔隙率大幅增加。支撑体孔隙率随造孔剂添加量增加而增大,机械强度随造孔剂添加量增加而降低。支撑体的机械强度随成型压力增加而变大,孔隙率随成型压力增加而减少。支撑体的机械强度随烧结温度的升高而增大,当烧结温度超过750℃时,凹凸棒石黏土结构开始坍塌,支撑体致密化开始形成,孔隙率显著降低。当凹凸棒石黏土含量为63%,氧化铝含量为29%,造孔剂含量为6%,干压压力为10MPa,烧结温度700℃时,支撑体性能最优,平均机械强度为(18.11±1.83)MPa,孔隙率为(45.94±0.49)%。

基于低品位天然凹凸棒石黏土的低成本蜂窝陶瓷

低品位凹凸棒石黏土由于凹凸棒石含量低,被大量弃用,造成资源浪费,迫切需要开发基于低品位凹凸棒石黏土的功能材料,以提高其利用效率和价值.以低品位凹凸棒石黏土为主要原料,采用挤出成型法制备了表面光滑无缺陷的凹凸棒石蜂窝陶瓷坯体,经焙烧后获得凹凸棒石黏土-氧化铝蜂窝陶瓷成品.考察了水、黏结剂和增塑剂的加入量以及焙烧制度等对蜂窝陶瓷性能的影响.研究表明,当水含量在17.5%~20.0%、黏结剂含量为8.0%~10.0%、增塑剂含量为3%~4%时,经真空练泥及陈腐后,获得的泥料具有优异的塑性,挤出成型能力最好,在挤出成型过程中蜂窝陶瓷生坯结构完整、无缺陷.经合适的焙烧温度和保温时间焙烧后,所得蜂窝陶瓷壁厚约0.34 mm、孔密度为169孔/in^(2)、孔隙率为43.43%±0.12%、吸水率为25.98%±0.1%、体积密度为(0.9±0.12)g/cm^(3)、机械强度为(16.34±1.23)MPa.