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碳化硅多孔陶瓷支撑体和过滤膜的制备与性能测试

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碳化硅多孔陶瓷支撑体和过滤膜的制备与性能测试

作者：王依山天津师范大学

学位级别：硕士

科技和工业化生产的不断发展和进步,资源、生态和能源等方面愈来愈受到关注和重视。特别是在环境治理方面,钢铁冶金、水泥发电等高温气固过滤,我国对高温除尘技术的研发与应用愈来愈关注。环境保护与工业排放的关键是高温过滤技术,但是... 详细信息

科技和工业化生产的不断发展和进步,资源、生态和能源等方面愈来愈受到关注和重视。特别是在环境治理方面,钢铁冶金、水泥发电等高温气固过滤,我国对高温除尘技术的研发与应用愈来愈关注。环境保护与工业排放的关键是高温过滤技术,但是高温气体分离与净化的技术核心与关键是陶瓷高温过滤材料。多孔陶瓷材料由于具有过滤精度高、孔隙率高、透气阻力小、孔径均匀、清洗再生方便以及耐高温、高压、耐化学介质腐蚀等特点,在许多领域具有较大的应用市场,尤其对环境保护、节约资源具有很重要的意义。本文以碳化硅为主料,添加陶瓷粘结剂,石墨和活性炭为造孔剂,采用逐层包覆法制备碳化硅多孔陶瓷支撑体,用此方法制备的支撑体结构均匀,并且具有良好的孔隙连通度。采用模压成型法将粉料压制成型。系统研究了坯体成型压力、烧结温度和造孔剂类型对支撑体微观结构的影响,分析了抗弯强度和渗透率的影响因素。找出了可同时提高支撑体抗弯强度和降低过滤压降的制备工艺。研究发现,制备出抗弯强度22～29.7MPa,气孔率36～42%,碳化硅多孔陶瓷支撑体的组份和制备工艺条件为：碳化硅颗粒粒径为250～270μm,陶瓷粘结剂含量10～15wt%,造孔剂为5wt%片状石墨+5wt%粒径～150μm的活性炭,坯体成型压力6～13MPa,烧结温度1300～1330℃。本文使用匀胶甩膜的方法制备过滤膜,配制过滤膜时用丙三醇当分散剂,可以使碳化硅粉料均匀的分散在溶剂中,使涂覆更均匀和完整。在支撑体与分离膜之间加一层陶瓷纤维过渡层,可以有效的阻止过滤膜粉料小粒径进入到支撑体孔隙中,降低了过滤膜的实际厚度,进而降低了过滤压降,提高了材料的使用寿命,还可以使过滤膜的涂覆成膜更均匀和完整。本文所用的过滤膜粉料粒径有23μm和48μm两种。平均粒径为48μm的碳化硅的过滤膜的过滤压降很小,而当所用碳化硅颗粒粒径降到23μm时的过滤膜就可以使其过滤压降显著增加。因此,在满足过滤精度和过滤效率的前提下,过滤膜所用碳化硅颗粒粒径越大越好。

关键词：碳化硅支撑体过滤膜抗弯强度过滤压降

高介电常数BaTiO3陶瓷畴反转电流影响因素的研究

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功能材料 2012年第7期43卷 912-914,918页

作者：张艳杰邓湘云韩立仁杨仁波王依山李德军天津师范大学物理与电子信息学院天津300387 海南大学材料与化工学院海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室硅锆钛资源综合开发与利用海南省重点实验室海南海口570228

采用溶胶-凝胶结合二次煅烧的方法制备了高介电常数BaTiO3陶瓷,通过X射线衍射分析得到所制备的体系为四方相和立方相共存结构,从扫描电镜的图像中能观察其晶粒尺寸为1μm。通过TF2000铁电分析仪得到其介电常数在煅烧温度为1310℃,保温... 详细信息

采用溶胶-凝胶结合二次煅烧的方法制备了高介电常数BaTiO3陶瓷,通过X射线衍射分析得到所制备的体系为四方相和立方相共存结构,从扫描电镜的图像中能观察其晶粒尺寸为1μm。通过TF2000铁电分析仪得到其介电常数在煅烧温度为1310℃,保温时间为4h,室温、测试频率为100Hz、测试电压为100V的条件下最大值为38306。研究了BaTiO3铁电陶瓷的反转电流随温度、频率和电压的影响规律,研究发现随着温度的升高反转电流缓慢降低,而随着电场和频率的增加反转电流迅速升高。从能量的观点也能进一步分析温度和电场对于反转电流的影响。

关键词： BaTiO3陶瓷高介电常数反转电流

可移动自行式材料提升系统设计及在引水隧洞混凝土施工中的应用

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四川水利 2018年第1期39卷 24-25,44页

作者：王依山中国水利水电第六工程局有限公司沈阳110179

乌东德水电站引水隧洞为目前国内最大断面的引水洞,其上、下弯段成90°直角,两者之间高差达130.2m,采用满堂红脚手架管配合定型钢模板进行混凝土衬砌施工,为解决后期大跨径下材料运输难题,本文结合右岸引水隧洞上、下弯段满堂红脚手架... 详细信息

乌东德水电站引水隧洞为目前国内最大断面的引水洞,其上、下弯段成90°直角,两者之间高差达130.2m,采用满堂红脚手架管配合定型钢模板进行混凝土衬砌施工,为解决后期大跨径下材料运输难题,本文结合右岸引水隧洞上、下弯段满堂红脚手架混凝土衬砌施工情况,从确保安全、降本增效的角度,系统阐述了可移动自行式材料提升系统的设计及施工技术、方法,以期为今后相似工程的施工提供借鉴和指导。

关键词：可移动自行式提升系统引水隧洞弯段竖井段混凝土施工

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温度和电场对纳米晶钛酸钡陶瓷铁电性的影响

功能材料 2012年第24期43卷 3364-3367页

作者：刘佳杨仁波邓湘云李德军张小龙王传方王依山杨学良王晓慧李龙土天津师范大学物理与电子信息学院天津300387 海南大学材料与化工学院热带岛屿资源先进材料教育部重点实验室硅锆钛资源综合开发与利用海南省重点实验室海南海口570228 清华大学材料科学与工程系新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084

100nm是介于微米晶和纳米晶之间的重要临界尺寸,研究了平均晶粒尺寸为100nm的钛酸钡(BTO)陶瓷的微结构和铁电性能,分析了测试温度和外加电场对纳米晶钛酸钡陶瓷铁电性的影响。与超细纳米晶BTO陶瓷不同的是,100nm BTO陶瓷主要以四方相形... 详细信息

100nm是介于微米晶和纳米晶之间的重要临界尺寸,研究了平均晶粒尺寸为100nm的钛酸钡(BTO)陶瓷的微结构和铁电性能,分析了测试温度和外加电场对纳米晶钛酸钡陶瓷铁电性的影响。与超细纳米晶BTO陶瓷不同的是,100nm BTO陶瓷主要以四方相形式存在的;介电温谱显示,正交到四方相的相变具有典型的弥散特征,低温时介电损耗<0.02。此外,铁电性能测试表明,100nm BTO陶瓷具有良好的铁电滞后特征,随着电场的增加,能量损耗密度、剩余极化强度和矫顽场均增加;随着温度的升高,陶瓷的铁电性在逐渐减弱,高于居里温度时由铁电相转为顺电相,铁电性消失。实验结果表明,100nm BTO陶瓷的铁电性与测试温度和外加电场有着密切的关系。

关键词：铁电性纳米晶钛酸钡陶瓷温度电场

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高地应力区特大跨度尾水洞岔洞施工技术

水电工程技术 2011年第1期 13-17,21页

作者：王依山任长春姜秀英宋旭

本文根据官地水电站#尾水洞岔洞的特点，对高地应力区、大跨度岔洞开挖支护施工进行了分析论述。

关键词：高地应力特大跨度岔洞施工

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高地应力区特大跨度尾水洞岔洞施工技术

中国西部科技 2011年第32期10卷 22-24页

作者：王依山任长春姜秀英中国水电六局西南分局官地项目部四川盐源615703

目前全国水电建设正是黄金时段,以后地下水电站开发将如雨后春笋般增加,会出现更多的高应力大跨度地下洞室。高地应力条件下大跨度地下洞室开挖支护是目前水电开发中亟待解决的重大课题,本文参照官地水电站2#尾水洞岔洞开挖支护施工成果... 详细信息

目前全国水电建设正是黄金时段,以后地下水电站开发将如雨后春笋般增加,会出现更多的高应力大跨度地下洞室。高地应力条件下大跨度地下洞室开挖支护是目前水电开发中亟待解决的重大课题,本文参照官地水电站2#尾水洞岔洞开挖支护施工成果,对高地应力区特大跨度岔洞开挖支护施工技术进行整理分析,为今后这一类工程的设计与施工提供代表性的工程实例与参考资料。

关键词：高地应力特大跨度岔洞施工技术

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陶瓷纤维过渡层对碳化硅非对称过滤膜的影响

功能材料 2014年第3期45卷 20-23页

作者：孙扬善邓湘云王依山王传方张小龙杨学良刘佳邵健杨洁天津师范大学物理与电子信息学院天津300387 海南大学热带海岛资源先进材料教育部重点实验室海口570228

研究了由莫来石纤维和硅酸铝纤维组成的陶瓷纤维过渡层对高温气体过滤用碳化硅非对称过滤膜的成膜和过滤压降的影响。利用SEM测试了陶瓷纤维过渡层的表面形貌以及非对称过滤膜侧面的形貌。厚度约为60μm的陶瓷纤维过渡层介于支撑体和过... 详细信息

研究了由莫来石纤维和硅酸铝纤维组成的陶瓷纤维过渡层对高温气体过滤用碳化硅非对称过滤膜的成膜和过滤压降的影响。利用SEM测试了陶瓷纤维过渡层的表面形貌以及非对称过滤膜侧面的形貌。厚度约为60μm的陶瓷纤维过渡层介于支撑体和过滤膜之间,有效阻止了小粒径的过滤膜颗粒进入支撑体孔隙而减小了过滤膜的实际厚度,进而降低了过滤膜的过滤压降。同时陶瓷纤维过渡层还大大提高了成膜过程中过滤膜的均匀性和完整性。

关键词：过渡层碳化硅过滤膜过滤压降