金属氧化物对多孔氧化铝陶瓷支撑体性能的影响研究

作     者：胡敏盾 

作者单位：西安工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：同帜

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：多孔氧化铝陶瓷 单管式支撑体 滚压成型 熔模芯法 

摘      要：以α-AlO为骨料,羧甲基纤维素(Carboxyl methyl Cellulose,简称CMC)为成孔剂和粘结剂,丙三醇为润滑剂和增塑剂,分别以CuO-TiO、CuO-TiO、CuO-TiO-AgO为复相烧结助剂,采用滚压成型法和熔模芯法制备单管式α-AlO陶瓷支撑体,研究分析了羧甲基纤维素添加量、丙三醇添加量、不同烧结助剂的添加量和烧结制度对支撑体性能的影响。通过热重分析(thermal gravity analysis-differential thermal gravity,简称TG-DTG)、X-射线衍射(X-ray diffraction,简称XRD)、扫描电镜(scanning electron microscope,简称SEM)和自组装置对成品进行表征,经过实验结果的研究分析表明:(1)确定了支撑体湿坯的干燥制度:温度为30℃、湿度为30%RH、干燥时间为48h.(2)确定烧结制度为:在3000℃、20050℃、35000℃、800200℃四个温度段内,分别以12、6、12、4℃/min的升温速率匀速升温,在350和1200℃下分别保温0.5h和2h,最后随炉冷却。在此烧结制度下获得的成品表观结构良好,无裂纹、炸坯、黑心等现象。(3)确定了CMC最佳添加量为3.0%(wt%)、丙三醇最佳添加量为3.0%(wt%)。(4)实验发现添加TiO-CuO、TiO-CuO和CuO-TiO-AgO后,均能促进支撑体烧结,并制备出性能良好的单管式氧化铝陶瓷支撑体。其中确定CuO最佳添加量为0.7%(wt%),此时制备所得的支撑体孔隙率为33.42%,纯水通量为7927.87L/m·h·MPa,抗折强度为81.47MPa,酸/碱腐蚀重量损失率为0.97/1.22%;最佳AgO添加量为1.0%(wt%),此时制备出的成品抗折强度为75.47MPa,孔隙率为31.97%,纯水通量达到6880.72L/m·h·MPa,酸/碱腐蚀重量损失率为1.06/1.14%。