SiC多孔陶瓷支撑体耐酸碱性研究

为研究SiC多孔陶瓷支撑体的耐酸、碱腐蚀性,以SiC粉末、钾长石、石英和高岭土为主要原料,以石墨和活性炭为造孔剂,制备了SiC多孔陶瓷支撑体,并在不同的溶质质量分数和时间条件下,利用NaOH和HCl溶液对支撑体进行腐蚀.分别利用扫描电子显微镜、过滤压降测试系统和阿基米德排水法对支撑体的受腐蚀程度进行测试,并对支撑体的碱腐蚀机理进行分析.结果表明:支撑体在HCl溶液中的耐腐蚀性较好,过滤压降和表面形貌均未发生明显变化,支撑体中粘结剂表面没有新的结晶物质生成,说明支撑体具有较好的耐酸腐蚀性能;支撑体在较高浓度的NaOH溶液中受到明显腐蚀,其过滤压降、表面形貌和气孔率受腐蚀时间和溶质质量分数的影响较大.支撑体在NaOH溶液中腐蚀较严重的原因是支撑体中以玻璃相为主的粘结剂会与Na OH反应生成铝硅酸钠溶胶.

掺杂Co_2O_3及制样压力对SiC多孔陶瓷支撑体性能的影响

为了优化碳化硅(SiC)多孔陶瓷材料的性能,通过对支撑体掺杂Co_2O_3以提高其高温强度、热抗震性能和抗弯强度,利用X线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、过滤压降测试系统和YLN-电子压力机分别对烧结后支撑体的物相结构、表面形貌、过滤压降及抗弯强度等性能进行测试分析,并应用阿基米德法测试支撑体的气孔率.实验结果表明:Co_2O_3掺杂支撑体经过高温烧结后,莫来石相衍射峰增多,过滤压降提高5%～10%,气孔率从33.02%降至27.25%,支撑体的抗弯强度从33.06 MPa提高到40.84 MPa.当制条压力和制片压力分别为3.5和11.5 MPa时,样品的抗弯强度最高,为44.1 MPa,气孔率为26.79%.

制备工艺对多孔SiC陶瓷/Zr基非晶合金复合材料准静态压缩性能的影响

利用WDW-E100D型万能试验机和S-4800场发射扫描电镜,研究了不同工艺制备的多孔SiC陶瓷/Zr基非晶合金复合材料的准静态压缩性能和断口形貌特征.结果表明:制备工艺决定多孔SiC陶瓷/Zr基非晶合金复合材料的准静态压缩强度,当工艺参数非晶合金浇注温度为860℃,浇注后保温6 min时最佳.多孔SiC陶瓷/Zr基非晶合金复合材料的准静态压缩断裂为脆性断裂.断口形貌特征主要包括多孔SiC陶瓷产生解理台阶,Zr基非晶合金产生尖脊状、细脉状等不同形态的脉状花样.

管式硅基裂解膜陶瓷支撑体的制备

以二氧化硅粉为无机粉料，玻璃粉为粘合剂，通过改变组分配比，实现了对陶瓷支撑体热膨胀系数的调节，从而使支撑体与表层硅基裂解膜热膨胀系数保持一致，以防止在高温条件下膜的龟裂．同时，通过调节无机粉料及成孔剂等组分粒径的大小及其分布，控制陶瓷支撑体的孔结构．制备出孔结构、强度，以及热膨胀系数等多方面，满足要求的多孔陶瓷支撑体．

离心渗铸工艺中铝熔体在SiC多孔介质内的渗流传热过程

针对离心力场中铝熔体在SiC多孔介质内的渗流传热现象,考虑离心力对渗流传热过程的影响,根据局部非热平衡假设建立了多孔介质渗流传热模型。采用全隐格式TDMA算法和第一类迎风差分方法对渗流过程的温度场进行了数值计算。研究分析了不同复合层厚度下离心渗透过程中的流场和温度场瞬态变化规律。计算结果表明,在渗透区域,熔体与SiC颗粒存在着一定温差,而在渗透前沿,这种温差相对较大。渗流速度变化存在两个十分明显的阶段,渗流速度较高且急剧下降的初始渗透阶段以及渗流速度相当平稳的后续阶段。渗流速度的这种瞬态变化规律主要是多孔介质内流体流动与离心压力相互作用的结果。渗透初期形成的紊流状态,是导致熔体卷吸空气、使复合材料内部形成气孔的主要原因之一。选择合适的工艺参数对于确保铸件质量是十分关键的。