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碳化硅陶瓷膜支撑体的低温制备及其性能研究

碳化硅陶瓷膜支撑体的低温制备及其性能研究

作者：程龙景德镇陶瓷大学

学位级别：硕士

碳化硅（SiC）陶瓷膜支撑体因其高硬度、高抗热震性和高耐腐蚀性等优点而在油水分离、气体分离等行业广泛应用。由于SiC是共价化合物,SiC陶瓷材料在烧结过程中需要极高的温度,为了促进SiC陶瓷膜支撑体的烧结过程,加入一定的添加剂降低... 详细信息

碳化硅（SiC）陶瓷膜支撑体因其高硬度、高抗热震性和高耐腐蚀性等优点而在油水分离、气体分离等行业广泛应用。由于SiC是共价化合物,SiC陶瓷材料在烧结过程中需要极高的温度,为了促进SiC陶瓷膜支撑体的烧结过程,加入一定的添加剂降低烧结温度是必要的措施,然而支撑体的孔隙率随着烧结程度的提升必然迅速下降。因此如何获得高抗弯强度的同时具备可观的气孔率是在SiC陶瓷膜支撑体的制备过程中的一大难题。此外,在SiC支撑体的烧结过程中,高温状态下SiC颗粒容易氧化形成Si O,Si O与添加剂形成液相填充在SiC颗粒间,对于碳化硅陶瓷支撑体的化学稳定性,尤其是耐碱性有着不利的影响,提升碳化硅陶瓷支撑体耐腐蚀性也是急需解决的问题之一。为了解决上述问题,以SiC为主要原料,AlO和CuO为添加剂,活性碳粉和淀粉为造孔剂,设计了低温烧成的SiC多孔陶瓷支撑体,系统的研究了添加剂含量、煅烧温度、SiC颗粒级配、造孔剂添加量等因素的影响。研究了氧化锆、3YSZ、氢氧化锆、硝酸锆对硅酸锆和氧化硅复相结合的SiC多孔陶瓷支撑体的性能影响,研究了不同煅烧温度下不同锆源对于支撑体的性能、微观结构的影响,以及对支撑体的耐酸碱性能的影响。为进一步提升坯体的耐酸碱性能,通过溶胶凝胶法制备硅酸锆和氧化硅复相结合的碳化硅陶瓷膜支撑体。主要研究内容和结果如下:（1）以AlO和CuO为添加剂能够显著降低支撑体的煅烧温度。在1050℃的煅烧温度下,引入添加剂含量为2 wt.%时,支撑体的抗折强度提高至81.92 MPa,显气孔率下降至22.02%。添加剂含量过量时,会导致支撑体产生发泡的现象。当大颗粒替换成中颗粒或者小颗粒时有利于支撑体的抗折强度的提高,则不利于支撑体的显气孔率。适量的造孔剂能够显著提高支撑体的显气孔率,但过量的引入造孔剂会使得支撑体的抗折强度下降,而孔隙率并没有大幅度改变。所制得的支撑体在10 h酸腐蚀后强度损失率仅为4.36%,展现出优异的耐酸腐蚀性;在碱腐蚀液中,经过1 h腐蚀后强度损失率为28.35%。（2）以不同锆源作为作为添加剂时,结果表明:氧化锆在高温下易加剧SiC氧化生成较多的Si O;而硝酸锆则最利于促进硅酸锆晶体的生成。以氧化锆为添加剂所制备的支撑体,在碱溶液腐蚀1 h后强度损失率为26.78%;以3YSZ为添加剂制备的支撑体在碱溶液腐蚀1 h后强度损失率为14.73%;以硝酸锆为添加剂制备的支撑体强度损失率为17.41%;以氢氧化锆为添加剂的支撑体在碱溶液腐蚀1 h后强度损失率约25.35%。不同添加剂所制备的支撑体在酸性腐蚀液下的抗折强度损失率均在10%以下。研究发现支撑体的耐碱性能与硅酸锆的含量有着一定的相关性。（3）通过溶胶凝胶法引入锆源时,能够明显改善添加剂的分散程度,提高支撑体中硅酸锆的相对含量。结果表明:当锆溶胶固含量为10 wt.%、3YSZ添加量为10 wt.%、煅烧温度为1350℃时,所制得的样品综合性能最佳。其孔隙率为31.05%,抗折为41.35 MPa。样品在浓度为20%的HSO溶液和10%Na OH溶液腐蚀1 h后强度下降为40.64 MPa、37.14 MPa,强度损失率分别为10.18%、1.72%。有着良好的耐酸碱性能。

关键词：碳化硅支撑体添加剂反应烧结耐酸碱性能

一种可提升爆胎后接地附着性能的安全轮胎内支撑体机构

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轮胎工业 2024年第2期44卷 115-115页

作者：赵敏《轮胎工业》编辑部

由南京工程学院申请的专利(公布号CN 116278526A,公布日期2023-06-23)“一种可提升爆胎后接地附着性能的安全轮胎内支撑体机构”,涉及的安全轮胎内支撑体机构包括内支撑体底座和支撑装置。内支撑体底座固定安装在轮辋表面,内支撑体底座... 详细信息

由南京工程学院申请的专利(公布号CN 116278526A,公布日期2023-06-23)“一种可提升爆胎后接地附着性能的安全轮胎内支撑体机构”,涉及的安全轮胎内支撑体机构包括内支撑体底座和支撑装置。内支撑体底座固定安装在轮辋表面,内支撑体底座内设有安装槽,支撑装置设置在安装槽内;支撑装置包括驱动机构、拓展支撑体和锁止机构,驱动机构包括探测支撑体、两组从动齿轮组和两组加速齿轮组,探测支撑体包括探测支撑体冠部和探测支撑体茎部.

关键词：附着性能支撑体安全轮胎驱动机构从动齿轮齿轮组支撑装置爆胎

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分离膜湿法非织造支撑体的结构设计与应用

纺织学报 2022年第6期43卷 15-21页

作者：石磊张琳炜刘亚夏磊庄旭品天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387

支撑体是分离膜的生成场所和力学支撑,对膜的结构和性能具有重要的影响。为得到结构性能优异的支撑体结构,利用湿法成网和热压固网技术,制备了含致密平滑层和力学支撑层的非对称结构湿法非织造材料,系统研究了纤维的组成对支撑体结构和... 详细信息

支撑体是分离膜的生成场所和力学支撑,对膜的结构和性能具有重要的影响。为得到结构性能优异的支撑体结构,利用湿法成网和热压固网技术,制备了含致密平滑层和力学支撑层的非对称结构湿法非织造材料,系统研究了纤维的组成对支撑体结构和性能的影响。结果表明:超细聚酯纤维的引入提高了支撑体的表面平滑度,减小了孔径,提高了分离膜的加工性同时提高了支撑体的孔隙率和结构参数;通过影响分离膜相分离成形过程,实现了对聚砜膜多孔结构的调控,使指状孔逐渐缩短变小,发展成圆形海绵状空腔结构。所制备的聚砜膜的水通量和蛋白截留率得到了一定程度的提高,为分离膜支撑体的研究提供了新的思路。

关键词：分离膜支撑体湿法非织造材料非对称结构超细纤维

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粉煤灰掺陶土制备陶瓷膜支撑体及其性能研究

中国陶瓷 2022年第9期58卷 33-39页

作者：张博怡同帜杨小雨李大川翟维铭张健需西安工程大学环境与化学工程学院西安710048 陕西科技术产业研究院有限公司西安710076 长安大学水利与环境学院西安710061

以粉煤灰与陶土为原料,采用滚压成型法制得无机陶瓷膜支撑体。通过X射线衍射仪、扫描电镜、激光粒度分析仪等表征手段系统的探讨了粉煤灰与陶土掺杂比、烧结温度对支撑体性能的影响。结果表明,粉煤灰和陶土的掺杂比为9∶1,1150℃高温烧... 详细信息

以粉煤灰与陶土为原料,采用滚压成型法制得无机陶瓷膜支撑体。通过X射线衍射仪、扫描电镜、激光粒度分析仪等表征手段系统的探讨了粉煤灰与陶土掺杂比、烧结温度对支撑体性能的影响。结果表明,粉煤灰和陶土的掺杂比为9∶1,1150℃高温烧结,持续保温3 h条件下制得的支撑体性能要优于其他条件。纯水通量为783.74 L/(m^(2)·h·MPa),抗折强度为24.12 MPa,酸碱腐蚀稳定,分别为0.6095%、0.0124%,线性收缩率仅为5.62%。

关键词：粉煤灰陶土支撑体水通量物相组成

烧结制度对粉煤灰-黄土基陶瓷膜支撑体的影响

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膜科学与技术 2022年第3期42卷 60-67,77页

作者：吕相玉郭雅妮同帜杨小雨李大川龚亮王焓西安工程大学环境与化学工程学院西安710048 陕西科控技术产业研究院有限公司西安710077

以粉煤灰和洛川黄土为骨料,纳米级TiO_(2)为单相烧结助剂,羧甲基纤维素(CMC)为粘结剂,利用滚压成型法与固态粒子烧结法制得粉煤灰黄土基陶瓷膜支撑体,探究并分析了烧结温度与保温时间对支撑体的影响.分别利用热重分析(TG DTG)、压汞法... 详细信息

以粉煤灰和洛川黄土为骨料,纳米级TiO_(2)为单相烧结助剂,羧甲基纤维素(CMC)为粘结剂,利用滚压成型法与固态粒子烧结法制得粉煤灰黄土基陶瓷膜支撑体,探究并分析了烧结温度与保温时间对支撑体的影响.分别利用热重分析(TG DTG)、压汞法、自制纯水通量测定设备、三点弯曲法、X射线衍射(XRD)、质量损失法、扫描电镜(SEM)等对粉煤灰黄土基陶瓷膜显气孔率、纯水通量、抗弯折强度、晶相变化、耐酸碱腐蚀度和表面形貌等进行表征.研究结果表明,在纳米级TiO_(2)添加量5%、烧结温度为1100℃、保温时间为10h的条件下,制得的支撑体综合性能最佳,纯水通量为2382.56L/(m^(2)·h·MPa)、抗弯折强度为13.27MPa、显气孔率为34.58%、耐酸/碱腐蚀度为2.21%/0.28%.

关键词：粉煤灰-黄土基陶瓷膜支撑体烧结温度保温时间

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氧化铝粉体的微观形貌对陶瓷膜支撑体的影响

中国粉体技术 2022年第2期28卷 7-15页

作者：彭文钢李蒙勇廖其龙王辅西南科技大学材料科学与工程学院四川绵阳621010 西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室四川绵阳621010 雅安沃克林环保科技有限公司四川雅安625000

以球形度较好的氧化铝粉体为主要原料,石墨粉作为造孔剂,加入适量的黏接剂,制备陶瓷膜支撑体;对比研究不同球形度的氧化铝粉体为原料制备陶瓷膜支撑体的工艺及性能。结果表明:以长径比为1.002的氧化铝粉体为主要原料制备支撑体,捏合后... 详细信息

以球形度较好的氧化铝粉体为主要原料,石墨粉作为造孔剂,加入适量的黏接剂,制备陶瓷膜支撑体;对比研究不同球形度的氧化铝粉体为原料制备陶瓷膜支撑体的工艺及性能。结果表明:以长径比为1.002的氧化铝粉体为主要原料制备支撑体,捏合后形成的泥料不经陈腐可达到较好的成型状态,同时堆积过程中形成的孔隙分布均匀;制得的支撑体性能较好,其中三点抗弯强度为60 MPa、平均孔径为0.2851μm、孔隙率为33%、纯水通量为0.034 L/(m^(2)·h·Pa);角形氧化铝粉体以棒状、片状居多,长径比较大,球形度较差,粉体排列时流动性差,难以聚合,且以角形氧化铝粉体为原料制备陶瓷膜支撑体的过程中若不经陈腐,则泥料捏合成型困难,挤出成型后的泥坯易开裂,制得支撑体的整体性能劣于用球形度好的氧化铝粉体为原料制得支撑体的整体性能。

关键词：氧化铝球形度陶瓷膜支撑体

纳米羟基磷灰石/聚酰胺66支撑体对股骨头坏死病灶修复的实验研究

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纳米羟基磷灰石/聚酰胺66支撑体对股骨头坏死病灶修复的实验研究

作者：楼鹏强辽宁中医药大学

学位级别：硕士

目的:股骨头坏死是临床上常见的髋关节难治疾病,并最终会导致股骨头塌陷,而髓芯减压术能够防止早中期股骨头坏死的进展,从而达到保髋的目的。然而髓芯减压术后常由于术后形成的骨道内缺乏力学支撑,而导致治疗效果不佳,并最终出现股骨头... 详细信息

目的:股骨头坏死是临床上常见的髋关节难治疾病,并最终会导致股骨头塌陷,而髓芯减压术能够防止早中期股骨头坏死的进展,从而达到保髋的目的。然而髓芯减压术后常由于术后形成的骨道内缺乏力学支撑,而导致治疗效果不佳,并最终出现股骨头的塌陷。而纳米羟基磷灰石/聚酰胺66支撑体能有效的防止上述情况的发生,以达到治疗股骨头坏死的作用。因此本研究目的在于探讨纳米羟基磷灰石/聚酰胺66支撑体对早、中期股骨头缺血性坏死病灶修复机制。材料与方法:基于灰度值赋值的股骨头坏死有限元分析模型探讨髓芯减压术及纳米羟基磷灰石/聚酰胺66人工骨支撑体植入对坏死股骨头内生物力学的影响,同时选择12只雄性成年比格犬,应用液氮冷冻法建立犬股骨头坏死模型,并在造模后4周应用X线与MRI对造模结果进行鉴定。将造模成功的比格犬随机分为髓芯减压组和纳米羟基磷灰石/聚酰胺66人工骨支撑体组。在进行髓芯减压及植入或不植入纳米羟基磷灰石/聚酰胺66支撑体后8周后,处死比格犬,取股骨头样本进行micro-CT,组织学检查。结果:有限元分析结果显示,纳米羟基磷灰石/聚酰胺66人工骨支撑体的植入可以显著的降低股骨头负重区的软骨下骨及骨道内的应力。Micro-CT结果显示,纳米羟基磷灰石/聚酰胺66支撑体组股骨头形态及骨组织形态优于髓芯减压术组,且植入的支撑体被骨组织部分替代。纳米羟基磷灰石/聚酰胺66支撑体组的BMD,BV/TV,Tb.N,Tb.Th及Tb.Sp等参数高于髓芯减压术组,Tb.Sp等低于髓芯减压术组。此外,组织学结果也验证了micro-CT的改变。综上,纳米羟基磷灰石/聚酰胺66人工骨支撑体比髓芯减压术更好的治疗效果结论:纳米羟基磷灰石/聚酰胺66人工骨支撑体通过为髓芯减压术后的股骨头提供力学支撑并促进骨组织再生以治疗股骨头坏死。

关键词：股骨头坏死支撑体犬纳米羟基磷灰石聚酰胺66

支撑体孔径大小对Al_2O_3微滤膜完整性的影响

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化工学报 2005年第7期56卷 1372-1375页

作者：刘有智谢五喜张芳杨毅伟张文俊谷磊中北大学化学工程技术研究中心山西太原030051

引言无机微滤膜不仅具有优良的热稳定性、机械稳定性和结构稳定性,而且化学稳定性高,耐腐蚀,不会被微生物分解,使用寿命较长,易于清洗和再生,更重要是无机微滤膜无毒.因此,它在食品[1,2]、生化制药 [3,4]、催化反应[5,6]等领域中作为物... 详细信息

引言无机微滤膜不仅具有优良的热稳定性、机械稳定性和结构稳定性,而且化学稳定性高,耐腐蚀,不会被微生物分解,使用寿命较长,易于清洗和再生,更重要是无机微滤膜无毒.因此,它在食品[1,2]、生化制药 [3,4]、催化反应[5,6]等领域中作为物料的预处理和催化载体有着广阔的应用前景.然而,无机微滤膜真正起作用的是一层薄膜,这层薄膜的强度不够大,在实际应用中受到限制.因此,必须将其负载在一个强度足够大的支撑体上,才能在实际应用中承受得住施加于膜表面的压力.

关键词：支撑体微滤膜完整性孔径大小

Al2O3–MgAl2O4复合多孔陶瓷支撑体的制备及性能

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硅酸盐学报 2018年第9期46卷 1250-1256页

作者：李之凡黄建国华东理工大学材料科学与工程学院

以工业级氧化铝和镁铝尖晶石为原料、石墨为造孔剂,通过干压法制备Al2O3–MgAl2O4复相多孔陶瓷支撑体。研究了原料配比、烧结温度和造孔剂含量对支撑体孔隙率、力学性能、孔径分布及耐酸碱腐蚀性的影响。结果表明：当Al2O3含量为90%（... 详细信息

以工业级氧化铝和镁铝尖晶石为原料、石墨为造孔剂,通过干压法制备Al2O3–MgAl2O4复相多孔陶瓷支撑体。研究了原料配比、烧结温度和造孔剂含量对支撑体孔隙率、力学性能、孔径分布及耐酸碱腐蚀性的影响。结果表明：当Al2O3含量为90%（质量分数）、Mg Al2O4含量为10%、外加20%石墨时,在1 478℃烧结,制得的支撑体孔隙率为37.6%,抗弯强度为83.11 MPa,优于同等条件制备的Al2O3纯相支撑体的力学性能,该复相支撑体分别在80℃、10%的硫酸和氢氧化钠溶液中腐蚀24 h后,剩余抗弯强度为59.69和71.25 MPa,表明添加适量的Mg Al2O4,除了可以增加抗弯强度,可以提高其耐碱性能。

关键词：氧化铝镁铝尖晶石支撑体耐腐蚀