淀粉造孔剂对多孔碳化硅木陶瓷微观结构及性能影响

为解决现有模板法制备多孔碳化硅木陶瓷材质呈各向异性、孔结构不可控的问题,实现多孔碳化硅木陶瓷的功能化利用,利用聚碳硅烷(PCS)将杨木木粉通过浸渍改性为木陶瓷粉体,采用粉末烧结法制备多孔碳化硅木陶瓷,并通过施加淀粉造孔剂对木陶瓷的孔结构进行调节。采用热重?红外联用手段(TG?FTIR)分析了木陶瓷粉体的裂解特性,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和压汞仪(MIP)表征了木陶瓷的物相组成、微观形貌及孔径分布,利用阿基米德法和同轴环施力法测定了木陶瓷的开口孔隙率及抗弯强度,分析了不同种类淀粉造孔剂对其开口孔隙率及力学性能的影响规律。结果表明,淀粉造孔剂的加入基本不影响木陶瓷的烧结过程及物相组成。木陶瓷的成分主要是β?SiC,材质呈各向同性。3种淀粉造孔剂的成孔趋势类似,当淀粉的添加量较低时(5%~10%),由分散的淀粉颗粒可形成直径10μm左右的形状较为规则的开孔。造孔剂添加量高于10%后,团聚的淀粉颗粒将形成直径达30~40μm的大孔。随着造孔剂添加量的增加,木陶瓷开口孔隙率由68%提高到80%,但抗弯强度逐渐降低,由5 MPa左右下降至3 MPa左右。从实用角度考虑,淀粉造孔剂应选为红薯淀粉,理想添加量应为10%~15%,此时,木陶瓷开口孔隙率为71%~77%,并且具有4.0~4.7 MPa的抗弯强度。

淀粉造孔剂对氧化铝基陶瓷膜支撑体性能的影响

为了探究淀粉的成孔机理及其添加量对支撑体成品性能的影响,以α-Al_(2)O_(3)为材料,淀粉为造孔剂,采用挤压成型法制备单管式Al_(2)O_(3)陶瓷膜支撑体。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、质量损失法及三点弯曲法等方法分别对晶相组成、表面微观形貌、酸碱腐蚀率及抗折强度等物化性能进行表征。结果表明:淀粉添加量越多,抗折强度越小,纯水通量越大。当淀粉添加量为8%时,支撑体平均孔喉半径为1.552μm、孔隙率为32%、纯水通量为5003(L/m^(2)·h·MPa)、抗折强度为37.88 MPa、酸(碱)质量腐蚀为0.64%(0.41%)。