热界面用导热绝缘陶瓷填料的研究进展

兼具高导热和绝缘性的热界面材料是支撑电气设备高效运行,提升其使用寿命的重要基础材料。热界面材料以高分子聚合物为基体,因而其本征导热性能差;通过添加高导热的绝缘陶瓷填料,构建三维导热网络,可以极大地提升聚合物基复合材料的导热性能。综述了近年来氧化物、氮化物、碳化物以及陶瓷复合填料的研究现状及存在的问题,同时展望了今后高导热陶瓷填料的发展方向与研究重点。

新型网状陶瓷填料的制备及性能测试

开发出一种兼具陶瓷填料及不锈钢丝网填料性能的新型三维网状陶瓷填料,该填料以12面体丝网状聚氨酯材料作前驱体,通过浸渍、喷涂陶瓷泥浆,烘干后制备出高气孔率的通孔网眼素坯,然后经电炉烧结成网状陶瓷板填料Ⅰ型和Ⅱ型2种填料样品,并对其进行了理化性能、流体力学和传质性能测试.测试结果表明,2种填料的传质性能较好,Ⅱ型比Ⅰ型填料沟槽多,通量更大,综合性能更好.

蒸发冷却用泡沫陶瓷填料不同流道形式的性能实验

以折线型和直线型两种流道形式的新型泡沫陶瓷填料为研究对象,利用搭建的蒸发冷却实验台,在三种典型工况下,对两种流道形式填料的性能参数进行试验测试与对比分析。结果表明:折线型和直线型流道形式的泡沫陶瓷填料,其最佳淋水密度分别为10.0kg/(m·h)和6.7kg/(m·h);在乌鲁木齐、西安、常州工况下折线型流道形式填料的最佳进口风速分别为1.6、1.4、1.2m/s,直接蒸发冷却效率可达83.01%、70.74%、67.43%;而直线型流道在3种工况下的最佳进口风速均为1.0m/s,直接蒸发冷却效率分别为77.68%、68.56%、64.23%;折线型流道相比于直线型流道而言,不易受风量变化影响,空气进出口温降稳定,更加适用于各种不同风量大小的蒸发冷却空调系统,但同时也需适当考虑风机的功耗问题。

陶瓷填料与光催化剂对反应器效率的影响

目的了解陶瓷填料与光催化剂对气体放电-光催化反应器净化效率的影响.方法通过理论计算、吸附实验和电容测试等方法对气体放电-光催化反应器所用的A、B两种陶瓷填料以及附着纳米TiO2光催化剂的B类陶瓷填料物理特性进行了分析.结果A类陶瓷的介电常数计算值大于B类陶瓷的计算值;介电常数的实验值为A类陶瓷<B类陶瓷<附着纳米TiO2光催化剂的B类陶瓷;B类陶瓷对含苯废气有吸附性,但吸附量较小.结论在本研究条件下,反应器中B类陶瓷的孔隙对含苯废气有直接吸附作用但基本不会提高反应器的降解率;由于B类陶瓷填料的孔隙对水或水蒸气有吸附作用,使其介电常数得到提高,进而提高了填料气隙间的电场强度、放电强度和反应器的降解率;纳米TiO2光催化剂有利于提高填料的介电常数和反应器的气体放电强度以及紫外线的产生强度,从而提高了反应器光催化的效果和对含苯气体的降解率.

泡沫陶瓷填料湿化器的流体力学和传热传质性能

湿化器是湿空气透平循环的关键部件之一。为研究新型填料对湿化性能的影响,搭建了填料湿化器实验台。对不同气速、液气比等工况下,TC-1型填料和常规规整填料的填料层压降、液泛特性和气相传质单元高度进行了对比实验。研究发现TC-1的填料层压降约为规整填料的2倍,泛点气速约为规整填料的50%,而气相传质单元高度不高于规整填料的36.8%,表明TC-1的通量虽低于后者,但传热传质性能显著提高。对2种填料的综合性能分析表明TC-1的毎传质单元压降较规整填料降低约40%,性能优势明显。

新型陶瓷填料用于曝气生物滤池可行性试验研究

对装填新型陶瓷填料和生物陶粒的2个曝气生物滤池系统进行了平行对比试验研究。分析了新型陶瓷填料用于曝气生物滤池处理生活污水的可行性及其优缺点,优化了曝气生物滤池系统运行参数。试验结果表明:在好氧区水力停留时间为1.5 h,进水CODcr、NH4+-N、TP分别为135.6 mg/L、42.1 mg/L、0.69 mg/L时,新型陶瓷填料BAF相应指标去除率依次为81.2%、99.8%、68.1%,生物陶粒BAF相应指标去除率依次为80.8%、99.5%、66.7%,在相同运行条件下,新型陶瓷填料反冲洗耗水量小、冲洗效果好、运行成本低。

陶瓷填料上TiO_2薄膜光催化降解甲苯的研究

在陶瓷填料上负载了P25纳米TiO2,对薄膜的制备和甲苯蒸汽在薄膜上的光催化降解进行了研究。在制备过程中得出如下结论:通过增加浸渍-提拉的次数来提高甲苯降解率的方法是有限的,采用长时间的浸渍或者采用自制粘结剂作下涂层都能大幅度提高甲苯的降解率,甲苯的降解率随镀膜量的增加而增加;在光催化过程中得出如下结论:甲苯的降解率随着湿度的增加而增加,随着甲苯初始浓度的增加而减小;甲苯的降解所需要的光强是一定的,在一定的范围内,甲苯的降解率随着光强的增大而增大,但是超过这个范围的过大的光强并不能提高甲苯的降解率,对于相同的光强,254 nm紫外光的降解率远大于365 nm紫外光的降解率。

泡沫陶瓷填料表面的热、质传递过程研究

针对直接蒸发冷却系统,考虑了因水蒸发或凝结而引起的水的质量变化和空气的质量变化,推导出描述泡沫陶瓷填料表面以湿空气与冷水的温差和水蒸气分压力差为驱动力的热质传递过程的微分方程组,建立了模型。利用实验数据对数值解进行了验证,分析了干空气质量流速和冷水质量流速对泡沫陶瓷填料热质传递性能的影响。

泡沫陶瓷填料旋转填充床微观混合性能

采用碘化物-碘酸盐平行竞争反应为工作体系，以离集指数（XS）表征微观混合性能，实验考察了物料体积流量、H＋浓度、旋转填充床转速、物料体积流量比等对两种不同孔径的新型整体泡沫陶瓷填料旋转填充床的微观混合性能的影响。结果表明，孔径较小的泡沫陶瓷填料更利于微观混合；H＋浓度、进料体积流量比的增加会导致XS增加；而旋转填充床转速、进料流量的增大都可使 XS下降。在实验研究的基础上，利用团聚模型计算泡沫陶瓷填料旋转填充床微观混合时间（tm），得到tm范围为0.385～8.55 ms。与传统不锈钢丝网填料对比，泡沫陶瓷填料tm最小值（0.385 ms）低于不锈钢丝网填料的tm最小值（1.6 ms），表明泡沫陶瓷填料的微观混合性能优于传统不锈钢丝网填料。

陶瓷填料对硅橡胶复合材料性能的影响

选择玻璃粉和云母粉作为陶瓷填料添加到硅橡胶中,制备了可陶瓷化硅橡胶复合材料,并研究了80份陶瓷填料及玻璃粉与云母粉比例对硅橡胶的力学性能、阻燃性能、热稳定性和陶瓷化性能的影响。结果表明:陶瓷填料对硅橡胶复合材料的力学性能影响较大,添加30份玻璃粉和50份云母粉时拉伸强度最大可达到5.96 MPa,断裂伸长率为421.3%;添加陶瓷填料能改善复合材料的阻燃性能,当添加20份玻璃粉和60份云母粉时极限氧指数最大为28.4;陶瓷填料的添加大幅度降低了复合材料的初始热分解温度和最大热分解温度,明显提高了高温残炭率,明显改善了复合材料的高温陶瓷化性能。玻璃粉与云母粉的比例对复合材料的力学性能、阻燃性能和热稳定性影响不大;随着玻璃粉比例的增大,复合材料高温陶瓷化后形成陶瓷体的结构更为致密,三点弯曲强度也随之增大,最大值为15.53 MPa。

热固性陶瓷填料塑料微波介质板机械加工方法探讨

介绍几种提高TMM微波介质印制电路板成品率的机械加工方法。

陶瓷填料在江汉油田的应用

江汉油区有原油脱水三相分离器28台,脱水填料采用不锈钢波纹填料(1Ci18Ni9Ti),投用不到两年就腐蚀,失去脱水效果,影响了油田的正常生产和经济效益。为此,提出了PAC轻质强化陶瓷波纹填料的试验研究:以非金属填料代替金属填料,用于原油脱水,解决腐蚀问题。应用表明,陶瓷填料不仅能加快油水分离,保证原油脱水质量,而且能减轻工人劳动强度,为油田如何解决高含水原油脱水及腐蚀问题提供了一条有效的新途径。

超硬SHD涂层在陶瓷填料印制电路板微钻上的应用

通过化学气相沉积方法,在PCB微钻上沉积超硬SHD涂层,采用扫描电子显微镜、Raman光谱仪等对SHD涂层性能进行了研究,并进行了SHD涂层微钻与未涂层微钻在陶瓷填料PCB板上的对比加工测试。实验结果表明,SHD涂层表面十分光滑,晶粒十分细小,涂层的金刚石纯度很高;在本实验中超硬SHD涂层钻头加工陶瓷填料板材时,使用寿命是未涂层钻头的100倍。

阶梯环耐酸陶瓷填料在硫酸生产挖潜改造中的应用

在200kt/a硫铁矿制酸装置技术改造为250kt/a硫磺制酸时,为充分利用绝大部分的干吸设备,以阶梯环耐酸陶瓷填料代替矩鞍填料,满足了原干吸塔的生产能力提高25%的要求。阐述了阶梯环耐酸陶瓷填料的应用效果,认为其效果优于矩鞍填料。

陶瓷填料导热纸的制备及其性能研究

本研究采用湿式抄纸法制备了陶瓷填料导热纸(TC导热纸),研究了助留剂阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)添加量对导热填料(Al_(2)O_(3))留着率的影响,探讨了Al_(2)O_(3)添加量、增强型化学助剂(阳离子型两性聚丙烯酰胺(CAmPAM)、阴离子型两性聚丙烯酰胺(AAmPAM)、湿强剂(PAE))添加量对TC导热纸强度的影响,并比较了BN、SiC、Al_(2)O_(3)导热纸的热导率。结果表明,随着CPAM添加量的增加,Al_(2)O_(3)单程留着率不断提高,CPAM添加量为0.025%~0.05%较佳。随着Al_(2)O_(3)添加量的增加,TC导热纸抗张指数减小,Al_(2)O_(3)添加量小于60%时,TC导热纸仍能获得较好的强度。添加0.2%的CAmPAM能显著提高TC导热纸的抗张指数且对Al_(2)O_(3)单程留着率影响较小,此时当Al_(2)O_(3)添加量分别为46%、55%、60%时,TC导热纸抗张指数分别为33.1、28.0、24.2 N·m/g。当Al_(2)O_(3)添加量为55%时,BN纸、SiC纸、Al_(2)O_(3)导热纸的导热系数相比纯浆纸分别提高了47.5%,9.0%,14.3%。BN是制备绝缘导热纸的理想导热填料。

关于彩色陶瓷填料——用于城建事业的新材料

在Al_2O_3-SiO_2系统陶瓷胚料中,填加无机颜料,制成美观、悦目的彩色陶瓷填料,打破了传统的铺路方式,美化了路面、改善了功能。本文着重对这一新材料的制造技术作了简要介绍。

以粉煤灰低温烧制规整型化工陶瓷填料

粉煤灰资源化利用一直是世界各国政府和专家学者极为关注的问题,在分析电厂粉煤灰和当地劣质原料资源——滑石的理化性能的基础上,探讨了它们在化工填料领域的综合利用问题。研究结果表明,在粉煤灰、滑石含量>90%的情况下,采用合理的生产工艺,可以制成具有优异性价比的煤气洗涤塔规整型化工陶瓷填料。

以粉煤灰生产轻量化规整陶瓷填料

总结了以粉煤灰制造轻量化规整陶瓷填料的技术经验,并对粉煤灰尚未发现和重视的性能做了探索研究。通过实验和生产,摸索出配方规律,使粉煤灰掺量达到50%;确定了合适的生产工艺,达成了节能、清洁生产。大生产产品性能具有高强、耐蚀、质轻之综合优质,且产品成本低廉,具有显著的社会、经济效益。

氧化铁-多孔陶瓷复合填料在循环水养殖系统中微生物挂膜效率的影响研究

试验旨在研究氧化铁-多孔陶瓷复合填料在净化养殖废水中氨氮和化学需氧量(COD)的效率及氧化铁薄膜的理化性质。利用多孔陶瓷作为载体,将氧化铁薄膜负载在陶瓷表面,依靠氧化铁与微生物之间的偶极作用,使微生物能够在陶瓷表面具有更高的挂膜效率,检测2种填料净化养殖废水中氨氮和COD的去除效率。结果表明,氧化铁薄膜负载的多孔陶瓷复合填料比单一多孔陶瓷填料,净化养殖废水中COD和氨氮的去除效率分别提高1.27倍和1.07倍。研究表明,负载有氧化铁薄膜的多孔陶瓷填料在循环水养殖系统中微生物挂膜效率对比单一多孔陶瓷填料具有一定优势。

冷却塔陶瓷淋水填料特性分析和应用

本文介绍了陶瓷填料特性,具有使用寿命长、耐高温、耐腐蚀、不易堵塞、抗冻性能好、性能稳定和维护费用低等优点,并用分析陶瓷淋水填料在5 500、6 000 m2 冷却塔上的应用。