專利名稱：能提高強(qiáng)度和孔隙連通度的多孔陶瓷過(guò)濾管支撐體的制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了一種用于高溫過(guò)濾的高強(qiáng)度高孔隙連 通度的多孔陶瓷過(guò)濾管支撐體的制備方法。該種高溫過(guò)濾用支撐體可以用于高溫氣固分離 過(guò)濾，也可以用于其它液固分離過(guò)濾。
背景技術(shù)：
陶瓷通常以其高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在能源、化工、三廢處理 等領(lǐng)域。多孔陶瓷由于其具有孔隙結(jié)構(gòu)而經(jīng)常用于氣固分離、液固分離等。為了在較低的過(guò) 濾壓降下獲得高的過(guò)濾速率，一種雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)多孔陶瓷過(guò)濾管應(yīng)用而生。這種雙層復(fù)合 結(jié)構(gòu)多孔陶瓷過(guò)濾管包含過(guò)濾膜層和支撐體層兩部分。過(guò)濾膜層由小顆粒陶瓷粉料構(gòu)成， 具有小的氣孔孔徑，起到濾除氣體或液體中固相顆粒的作用，而過(guò)濾膜層的厚度很薄，從而 大大降低了過(guò)濾壓降。支撐體層由大顆粒的陶瓷粉料構(gòu)成，具有大的孔隙結(jié)構(gòu)，可以增加氣 體、液體的過(guò)濾速率。支撐體層一般由高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕且熱穩(wěn)定性好的大顆粒陶瓷骨料和相對(duì) 容易燒結(jié)的陶瓷粘結(jié)劑粉構(gòu)成。大顆粒陶瓷骨料主要為支撐體提供高的強(qiáng)度，但由于所用 陶瓷骨料(如碳化硅、氮化硅、莫來(lái)石等)需要很高的燒結(jié)溫度才能使其燒結(jié)在一起，而過(guò) 高的燒結(jié)溫度不利于實(shí)現(xiàn)多孔陶瓷過(guò)濾管支撐體大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。所以通常會(huì)在支撐體 中加入少量燒結(jié)溫度較低的陶瓷粘結(jié)劑將陶瓷骨料粘接在一起?，F(xiàn)有的制備多孔陶瓷過(guò)濾管支撐體的工藝通常是將陶瓷骨料、陶瓷粘結(jié)劑細(xì)粉料 和造孔劑干法混合均勻，或者接著再加入水接著混勻，制成濕坯料，最后通過(guò)特定的成型方 法(如干壓法、等靜壓法等)制備出多孔陶瓷支撐體坯體。支撐體坯體烘干后經(jīng)高溫?zé)Y(jié)成 為多孔陶瓷支撐體?，F(xiàn)有的制備工藝存在著許多不足之處，例如陶瓷粘結(jié)劑粉料在陶瓷骨 料顆粒表面分布不均勻，陶瓷粘結(jié)劑熔融后不能將陶瓷骨料顆粒頸部處牢固連接，導(dǎo)致支 撐體力學(xué)強(qiáng)度不高；另外，陶瓷粘結(jié)劑粉料自身容易團(tuán)聚，燒結(jié)后容易堵塞多孔陶瓷孔隙， 使多孔陶瓷孔隙連通度降低，最終導(dǎo)致過(guò)濾速率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于開(kāi)發(fā)一種力學(xué)強(qiáng)度性能高、孔隙連通度高、氣孔率高的多孔陶 瓷過(guò)濾管支撐體的制備方法。該方法具有工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。1.本發(fā)明的特征之一在于，依次含有以下步驟步驟(1).把2g羧甲基纖維素鈉粉料加入容器中，注入適量的水，在磁力攪拌下煮 沸，使所述羧甲基纖維素鈉溶解且形成均勻漿料，這種質(zhì)量百分?jǐn)?shù)2%的羧甲基纖維素鈉的 水漿料的總重為IOOg ；步驟(2).把75 90g，平均粒徑在239 300 μ m間的碳化硅陶瓷骨料與7 12g 步驟(1)得到的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的羧甲基纖維素鈉水漿料充分混合；步驟(3).在步驟(2)得到的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的羧甲基纖維素鈉水漿料與碳化硅陶
3瓷骨料混合料中少量多次地加入10 25g陶瓷粘結(jié)劑粉料并同時(shí)不斷攪拌，使所述陶瓷粘 結(jié)劑粉料包覆在所述碳化硅陶瓷骨料的顆粒表面，所述陶瓷粘結(jié)劑粉料占所述陶瓷骨料與 陶瓷粘結(jié)劑粉料總質(zhì)量的10 25% ；步驟(4).在步驟(3)得到的混合料中再加入作為造孔劑的重量為6g，平均粒徑 為10 μ m的石墨粉，再充分混合，使所述石墨粉包覆在所述陶瓷粘結(jié)劑層的表面，所述造孔 劑的質(zhì)量占所述碳化硅陶瓷骨料和陶瓷粘結(jié)劑粉料總質(zhì)量的6 12% ；步驟(5).把步驟(4)制得的混合料在6 90MPa下干壓成型后，再在1300 1370°C下燒結(jié)3小時(shí)就得到多孔陶瓷過(guò)濾管的支撐體。本發(fā)明的特征之二在于，依次含有以下步驟步驟(1).把5g聚乙烯醇粉料加入容器中，注入適量的水，在磁力攪拌下煮沸，使 所述聚乙烯醇溶解且形成均勻漿料，形成質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的聚乙烯醇水漿料，重量為IOOg ；步驟(2).把80g平均粒徑在87-239 μ m間的碳化硅陶瓷骨料與IOg步驟(1)得 到的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的聚乙烯醇水漿料混合均勻；步驟(3).在步驟(2)得到的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的聚乙烯醇水漿料與碳化硅陶瓷骨料 混合料中少量多次地加入陶瓷粘結(jié)劑粉料20g，并完全攪拌，使所述陶瓷粘結(jié)劑粉料包覆在 所述碳化硅陶瓷骨料的顆粒表面，所述陶瓷粘結(jié)劑粉料占所述碳化硅骨料和所述陶瓷粘結(jié) 劑粉料總質(zhì)量的20% ；步驟(4).在步驟(3)制得的混合料中再加入作為造孔劑的質(zhì)量為10g，平均粒徑 為10 μ m的石墨粉，在完全混合后，使所述造孔劑的質(zhì)量占所述碳化硅陶瓷骨料和陶瓷粘 結(jié)劑粉料總質(zhì)量的10% ；步驟(5).把步驟(4)制得的混合料在6MPa下干壓成型后，再在1350°C下燒結(jié)3 小時(shí)得到多孔陶瓷過(guò)濾管支撐體。本發(fā)明采用分步加入法使陶瓷骨料、陶瓷粘結(jié)劑粉料以及造孔劑粉料能夠合理分 布，進(jìn)而高溫?zé)Y(jié)后得到力學(xué)強(qiáng)度高、孔隙連通度高、氣孔率容易調(diào)節(jié)的多孔陶瓷支撐體。 總體上來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，制備簡(jiǎn)便，適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明提供的支撐體坯體中陶瓷骨料、陶瓷粘結(jié)劑和造孔劑分布示意圖。圖2是本發(fā)明提供的本方法制備多孔陶瓷支撐體的流程圖。圖3是本發(fā)明提供的高溫?zé)Y(jié)后的多孔陶瓷支撐體SEM圖
具體實(shí)施例方式具體地說(shuō)，本發(fā)明提出一種將陶瓷粘結(jié)劑粉料和造孔劑粉料先后包覆在陶瓷骨料 顆粒表面的方法，用此方法處理過(guò)的支撐體原料制備出的支撐體坯體中，陶瓷骨料顆粒、陶 瓷粘結(jié)劑粉料和造孔劑粉料結(jié)構(gòu)分布合理，從而將此種坯體高溫?zé)Y(jié)后得到力學(xué)強(qiáng)度好， 孔隙連通度高的多孔陶瓷過(guò)濾管支撐體，其特征在于所述的具有高孔隙連通度支撐體制 備方法首先是使陶瓷骨料顆粒表面附著上一層有機(jī)粘結(jié)劑漿料層，然后使陶瓷粘結(jié)劑顆粒 均勻分布在陶瓷骨料顆粒表面，接著讓造孔劑顆粒分布在陶瓷粘結(jié)劑粉料外層；這樣將具 有此種結(jié)構(gòu)的支撐體坯體在高溫?zé)Y(jié)后，陶瓷粘結(jié)劑將很好地將陶瓷骨料顆粒粘接在一起，且不會(huì)堵塞支撐體的孔隙，就可以得到力學(xué)強(qiáng)度高，孔隙連通度好的多孔陶瓷支撐體， 其具體工藝過(guò)程如下(1)首先制備一定濃度的有機(jī)粘結(jié)劑漿料；(2)將陶瓷骨料顆粒和步驟1中制備出的有機(jī)粘結(jié)劑漿料按一定比例混合，并充 分?jǐn)嚢瑁?3)在步驟2制備出的濕粉料中少量多次地加入一定量陶瓷粘結(jié)劑粉料，并同時(shí) 不斷攪拌，使陶瓷粘結(jié)劑粉料包覆在陶瓷骨料顆粒表面；(4)在步驟3制備出的粉料中加入一定量造孔劑，并攪拌均勻，使造孔劑粉料包覆 在陶瓷粘結(jié)劑層表面；(5)將步驟4制備出的粉料采用合適的成型法制備出支撐體坯體；(6)將步驟5制備出的支撐體坯體在合適的溫度燒結(jié)。在上述多孔陶瓷支撐體中，所使用的有機(jī)粘結(jié)劑可以為聚乙烯醇、羧甲基纖維素 鈉中的一種；在上述多孔陶瓷支撐體中，所使用有機(jī)粘結(jié)劑漿料中有機(jī)粘結(jié)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)于 羧甲基纖維素鈉是2%，對(duì)于聚乙烯醇是5% ；所用溶劑為水；在上述多孔陶瓷支撐體中，所用陶瓷骨架顆粒是碳化硅；在上述多孔陶瓷支撐體中，所用陶瓷骨架顆粒的平均粒徑對(duì)于有機(jī)粘結(jié)劑是羧甲 基纖維素鈉水漿料的坯體是239-300 μ m,對(duì)于有機(jī)粘結(jié)劑是聚乙烯醇水漿料的坯體是在 87-239ym ；在上述多孔陶瓷支撐體中，所用有機(jī)粘結(jié)劑漿料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以為7 12% ；在上述多孔陶瓷支撐體中，所用的陶瓷粘結(jié)劑粉料可以為氧化硅、粘土、長(zhǎng)石中的 一種或多種；在上述多孔陶瓷支撐體中，所用的陶瓷粘結(jié)劑粉料的平均粒徑在ΙΟμπι;在上述多孔陶瓷支撐體中，所用的陶瓷粘結(jié)劑粉料占陶瓷骨料與陶瓷粘結(jié)劑粉料 總質(zhì)量的10 25% ；在上述多孔陶瓷支撐體中，所用的造孔劑可以為石墨粉、活性炭粉等中的一種或 多種；在上述多孔陶瓷支撐體中，所用的造孔劑的平均粒徑對(duì)于石墨粉為10 μ m，對(duì)于活 性炭粉為80 μ m ；在上述多孔陶瓷支撐體中，所用的造孔劑的質(zhì)量占陶瓷骨料與陶瓷粘結(jié)劑粉料總 質(zhì)量的6 12% ；在上述多孔陶瓷支撐體中，支撐體的燒結(jié)溫度對(duì)于有機(jī)粘結(jié)劑是羧甲基纖維素鈉 水漿料的坯體為1300 1370°C，對(duì)于有機(jī)粘結(jié)劑是聚乙烯醇水漿料的坯體為1350°C。以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的技術(shù)方案但不局限于實(shí)例。陶瓷粘結(jié)劑粉料的制備將質(zhì)量分?jǐn)?shù)65%的長(zhǎng)石、12%的粘土和23%的氧化硅以去離子水為介質(zhì)球磨混 勻36h，然后在100°C烘干，得到混合的陶瓷粘結(jié)劑粉料。陶瓷粘結(jié)劑粉料的平均粒徑為 10 μ m。實(shí)施例1
5
首先制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的羧甲基纖維素鈉的水漿料和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的聚乙烯醇 的水漿料。分別將2g羧甲基纖維素鈉粉料和5g聚乙烯醇粉料加入兩個(gè)容器中，注入適量 的水，磁力攪拌下將其煮沸，并使羧甲基纖維素鈉和聚乙烯醇溶解且形成均勻漿料，最后使 漿料總重分別為100g。將90g粒徑300 μ m的碳化硅陶瓷骨料與IOg質(zhì)量分?jǐn)?shù)2 %的羧甲基纖維素鈉漿料 充分混合，然后在不停攪拌下少量多次地加入陶瓷粘結(jié)劑粉料10g，充分混勻后再加入6g 平均粒徑10 μ m的石墨粉，再充分混合。然后90MPa下干壓成型后，在1300°C燒結(jié)3h。測(cè)試結(jié)果是用300 μ m的碳化硅骨料，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的陶瓷粘結(jié)劑，外加質(zhì)量 分?jǐn)?shù)6%的石墨粉造孔劑，在90MPa下干壓成型并1300°C燒結(jié)3h后，制得的支撐體的氣孔 率是34%，抗彎強(qiáng)度是37MPa。實(shí)施例2 將85g粒徑300 μ m的碳化硅陶瓷骨料與7g實(shí)施例1中制備的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的羧 甲基纖維素鈉漿料充分混合，然后在不停攪拌下少量多次地加入陶瓷粘結(jié)劑粉料15g，充 分混勻后再加入6g平均粒徑10 μ m的石墨粉，再充分混合。然后13MPa下干壓成型后，在 1300 °C燒結(jié) 3h。測(cè)試結(jié)果是用300 μ m的碳化硅骨料，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%的陶瓷粘結(jié)劑，外加質(zhì)量 分?jǐn)?shù)6%的石墨粉造孔劑，在13MPa下干壓成型并1300°C燒結(jié)3h后，制得的支撐體的氣孔 率是39%，抗彎強(qiáng)度是25MPa。實(shí)施例3:將85g粒徑300 μ m的碳化硅陶瓷骨料與7g實(shí)施例1中制備的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的羧 甲基纖維素鈉漿料充分混合，然后在不停攪拌下少量多次地加入陶瓷粘結(jié)劑粉料15g，充 分混勻后再加入6g平均粒徑10 μ m的石墨粉，再充分混合。然后26MPa下干壓成型后，在 1300 °C燒結(jié) 3h。測(cè)試結(jié)果是用300 μ m的碳化硅骨料，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%的陶瓷粘結(jié)劑，外加質(zhì)量 分?jǐn)?shù)6%的石墨粉造孔劑，在26MPa下干壓成型并1300°C燒結(jié)3h后，制得的支撐體的氣孔 率是36%，抗彎強(qiáng)度是29MPa。實(shí)施例4 將80g粒徑300 μ m的碳化硅陶瓷骨料與IOg實(shí)施例1中制備的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的 羧甲基纖維素鈉漿料充分混合，然后在不停攪拌下少量多次地加入陶瓷粘結(jié)劑粉料20g，充 分混勻后再加入6g平均粒徑10 μ m的石墨粉，再充分混合。然后6MPa下干壓成型后，在 1300 °C燒結(jié) 3h。測(cè)試結(jié)果是用300 μ m的碳化硅骨料，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)20 %的陶瓷粘結(jié)劑，外加質(zhì)量 分?jǐn)?shù)6%的石墨粉造孔劑，在6MPa下干壓成型并1300°C燒結(jié)3h后，制得的支撐體的氣孔率 是37%，抗彎強(qiáng)度是29MPa。實(shí)施例5 將75g粒徑300 μ m的碳化硅陶瓷骨料與IOg實(shí)施例1中制備的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的 羧甲基纖維素鈉漿料充分混合，然后在不停攪拌下少量多次地加入陶瓷粘結(jié)劑粉料25g，充 分混勻后再加入6g平均粒徑10 μ m的石墨粉，再充分混合。然后6MPa下干壓成型后，在 1300 °C燒結(jié) 3h。
測(cè)試結(jié)果是用300 μ m的碳化硅骨料，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)25 %的陶瓷粘結(jié)劑，外加質(zhì)量 分?jǐn)?shù)6%的石墨粉造孔劑，在6MPa下干壓成型并1300°C燒結(jié)3h后，制得的支撐體的氣孔率 是35%，抗彎強(qiáng)度是27MPa。實(shí)施例6 將82g粒徑300 μ m的碳化硅陶瓷骨料與IOg實(shí)施例1中制備的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的 羧甲基纖維素鈉漿料充分混合，然后在不停攪拌下少量多次地加入陶瓷粘結(jié)劑粉料18g，充 分混勻后再加入6g平均粒徑10 μ m的石墨粉，再充分混合。然后6MPa下干壓成型后，在 1300 °C燒結(jié) 3h。測(cè)試結(jié)果是用300 μ m的碳化硅骨料，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)25 %的陶瓷粘結(jié)劑，外加質(zhì)量 分?jǐn)?shù)6%的石墨粉造孔劑，在6MPa下干壓成型并1300°C燒結(jié)3h后，制得的支撐體的氣孔率 是39%，抗彎強(qiáng)度是22MPa。實(shí)施例7 將80g粒徑87 μ m的碳化硅陶瓷骨料與12g實(shí)施例1中制備的質(zhì)量分?jǐn)?shù)5 %的聚乙 烯醇的水漿料充分混合，然后在不停攪拌下少量多次地加入陶瓷粘結(jié)劑粉料20g，充分混勻 后再加入IOg平均粒徑10 μ m的石墨粉，再充分混合。然后6MPa下干壓成型后，在1350°C 燒結(jié)3h0測(cè)試結(jié)果是用87 μ m的碳化硅骨料，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的陶瓷粘結(jié)劑，外加質(zhì)量分 數(shù)10%的石墨粉造孔劑，在6MPa下干壓成型并1350°C燒結(jié)3h后，制得的支撐體的氣孔率 是42%，抗彎強(qiáng)度是25MPa。實(shí)施例8 將80g粒徑123 μ m的碳化硅陶瓷骨料與12g實(shí)施例1中制備的質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的聚 乙烯醇的水漿料充分混合，然后在不停攪拌下少量多次地加入陶瓷粘結(jié)劑粉料20g，充分混 勻后再加入IOg平均粒徑10 μ m的石墨粉，再充分混合。然后6MPa下干壓成型后，在1350°C 燒結(jié)3h0測(cè)試結(jié)果是用123 μ m的碳化硅骨料，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的陶瓷粘結(jié)劑，外加質(zhì)量 分?jǐn)?shù)10%的石墨粉造孔劑，在6MPa下干壓成型并1350°C燒結(jié)3h后，制得的支撐體的氣孔 率是41%，抗彎強(qiáng)度是25MPa。這些性能完全能夠滿足高溫高壓條件對(duì)支撐體的要求。實(shí)施例9 將80g粒徑239 μ m的碳化硅陶瓷骨料與12g實(shí)施例1中制備的質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的聚 乙烯醇的水漿料充分混合，然后在不停攪拌下少量多次地加入陶瓷粘結(jié)劑粉料20g，充分混 勻后再加入IOg平均粒徑10 μ m的石墨粉，再充分混合。然后6MPa下干壓成型后，在1350°C 燒結(jié)3h0測(cè)試結(jié)果是用239 μ m的碳化硅骨料，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的陶瓷粘結(jié)劑，外加質(zhì)量 分?jǐn)?shù)10%的石墨粉造孔劑，在6MPa下干壓成型并1350°C燒結(jié)3h后，制得的支撐體的氣孔 率是42%，抗彎強(qiáng)度是22MPa。這些性能完全能夠滿足高溫高壓條件對(duì)支撐體的要求。實(shí)施例10 將80g粒徑239 μ m的碳化硅陶瓷骨料與12g實(shí)施例1中制備的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的 羧甲基纖維素鈉漿料充分混合，然后在不停攪拌下少量多次地加入陶瓷粘結(jié)劑粉料20g，充 分混勻后再加入12g平均粒徑10 μ m的石墨粉，再充分混合。然后6MPa下干壓成型后，在
71300 °C燒結(jié) 3h。測(cè)試結(jié)果是用239 μ m的碳化硅骨料，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)20 %的陶瓷粘結(jié)劑，外加質(zhì)量 分?jǐn)?shù)12%的石墨粉造孔劑，在6MPa下干壓成型并1300°C燒結(jié)3h后，制得的支撐體的氣孔 率是39%，抗彎強(qiáng)度是27MPa。這些性能完全能夠滿足高溫高壓條件對(duì)支撐體的要求。實(shí)施例11 將80g粒徑239 μ m的碳化硅陶瓷骨料與12g實(shí)施例1中制備的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的 羧甲基纖維素鈉漿料充分混合，然后在不停攪拌下少量多次地加入陶瓷粘結(jié)劑粉料20g，充 分混勻后再加入12g平均粒徑10 μ m的石墨粉，再充分混合。然后6MPa下干壓成型后，在 1330°C燒結(jié) 3h。測(cè)試結(jié)果是用239 μ m的碳化硅骨料，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)20 %的陶瓷粘結(jié)劑，外加質(zhì)量 分?jǐn)?shù)12%的石墨粉造孔劑，在6MPa下干壓成型并1330°C燒結(jié)3h后，制得的支撐體的氣孔 率是38%，抗彎強(qiáng)度是27MPa。這些性能完全能夠滿足高溫高壓條件對(duì)支撐體的要求。實(shí)施例12 將80g粒徑239 μ m的碳化硅陶瓷骨料與12g實(shí)施例1中制備的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的 羧甲基纖維素鈉漿料充分混合，然后在不停攪拌下少量多次地加入陶瓷粘結(jié)劑粉料20g，充 分混勻后再加入12g平均粒徑10 μ m的石墨粉，再充分混合。然后6MPa下干壓成型后，在 1370°C燒結(jié) 3h。測(cè)試結(jié)果是用239 μ m的碳化硅骨料，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)20 %的陶瓷粘結(jié)劑，外加質(zhì)量 分?jǐn)?shù)12%的石墨粉造孔劑，在6MPa下干壓成型并1370°C燒結(jié)3h后，制得的支撐體的氣孔 率是36%，抗彎強(qiáng)度是28MPa。這些性能完全能夠滿足高溫高壓條件對(duì)支撐體的要求。實(shí)施例13 將80g粒徑239 μ m的碳化硅陶瓷骨料與12g實(shí)施例1中制備的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的羧 甲基纖維素鈉漿料充分混合，然后在不停攪拌下少量多次地加入陶瓷粘結(jié)劑粉料20g，充分 混勻后再加入IOg平均粒徑80 μ m的活性炭粉，再充分混合。然后6MPa下干壓成型后，在 1350°C燒結(jié) 3h。測(cè)試結(jié)果是用239 μ m的碳化硅骨料，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)20 %的陶瓷粘結(jié)劑，外加質(zhì)量 分?jǐn)?shù)10%的石墨粉造孔劑，在6MPa下干壓成型并1350°C燒結(jié)3h后，制得的支撐體的氣孔 率是38%，抗彎強(qiáng)度是22MPa。這些性能完全能夠滿足高溫高壓條件對(duì)支撐體的要求。實(shí)施例13 將80g粒徑239 μ m的碳化硅陶瓷骨料與12g實(shí)施例1中制備的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的羧 甲基纖維素鈉漿料充分混合，然后在不停攪拌下少量多次地加入陶瓷粘結(jié)劑粉料20g，充分 混勻后再加入5g平均粒徑60 μ m的活性炭粉和5g平均粒徑10 μ m的石墨粉，再充分混合。 然后6MPa下干壓成型后，在1350°C燒結(jié)3h。測(cè)試結(jié)果是用239 μ m的碳化硅骨料，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的陶瓷粘結(jié)劑，外加質(zhì)量 分?jǐn)?shù)10%的石墨粉造孔劑，在6MPa下干壓成型并1350°C燒結(jié)3h后，制得的支撐體的氣孔 率是36%，抗彎強(qiáng)度是24MPa。這些性能完全能夠滿足高溫高壓條件對(duì)支撐體的要求。
權(quán)利要求
能提高強(qiáng)度和孔隙連通度的多孔陶瓷過(guò)濾管支撐體的制法，其特征在于，依次含有以下步驟步驟(1).把2g羧甲基纖維素鈉粉料加入容器中，注入適量的水，在磁力攪拌下煮沸，使所述羧甲基纖維素鈉溶解且形成均勻漿料，這種質(zhì)量百分?jǐn)?shù)2％的羧甲基纖維素鈉的水漿料的總重為100g；步驟(2).把75～90g，平均粒徑在239～300μm間的碳化硅陶瓷骨料與7～12g步驟(1)得到的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％的羧甲基纖維素鈉水漿料充分混合；步驟(3).在步驟(2)得到的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％的羧甲基纖維素鈉水漿料與碳化硅陶瓷骨料混合料中少量多次地加入10～25g陶瓷粘結(jié)劑粉料并同時(shí)不斷攪拌，使所述陶瓷粘結(jié)劑粉料包覆在所述碳化硅陶瓷骨料的顆粒表面，所述陶瓷粘結(jié)劑粉料占所述陶瓷骨料與陶瓷粘結(jié)劑粉料總質(zhì)量的10～25％；步驟(4).在步驟(3)得到的混合料中再加入作為造孔劑的重量為6g，平均粒徑為10μm的石墨粉，再充分混合，使所述石墨粉包覆在所述陶瓷粘結(jié)劑層的表面，所述造孔劑的質(zhì)量占所述碳化硅陶瓷骨料和陶瓷粘結(jié)劑粉料總質(zhì)量的6～12％；步驟(5).把步驟(4)制得的混合料在6～90MPa下干壓成型后，再在1300～1370℃下燒結(jié)3小時(shí)就得到多孔陶瓷過(guò)濾管的支撐體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述能提高強(qiáng)度和孔隙連通度的多孔陶瓷過(guò)濾管支撐體的制法其 特征在于所述石墨粉同活性炭粉互相代替。
3.能提高強(qiáng)度和孔隙連通度的多孔陶瓷過(guò)濾管支撐體的制法其特征在于依次含有以 下步驟步驟(1).把5g聚乙烯醇粉料加入容器中，注入適量的水，在磁力攪拌下煮沸，使所述 聚乙烯醇溶解且形成均勻漿料，形成質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的聚乙烯醇水漿料，重量為IOOg ；步驟(2).把80g平均粒徑在87-239 μ m間的碳化硅陶瓷骨料與IOg步驟(1)得到的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的聚乙烯醇水漿料混合均勻；步驟(3).在步驟(2)得到的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的聚乙烯醇水漿料與碳化硅陶瓷骨料混合 料中少量多次地加入陶瓷粘結(jié)劑粉料20g，并完全攪拌，使所述陶瓷粘結(jié)劑粉料包覆在所述 碳化硅陶瓷骨料的顆粒表面，所述陶瓷粘結(jié)劑粉料占所述碳化硅骨料和所述陶瓷粘結(jié)劑粉 料總質(zhì)量的20% ；步驟(4).在步驟(3)制得的混合料中再加入作為造孔劑的質(zhì)量為10g，平均粒徑為 10 μ m的石墨粉，在完全混合后，使所述造孔劑的質(zhì)量占所述碳化硅陶瓷骨料和陶瓷粘結(jié)劑 粉料總質(zhì)量的10% ；步驟(5).把步驟(4)制得的混合料在6MPa下干壓成型后，再在1350°C下燒結(jié)3小時(shí) 得到多孔陶瓷過(guò)濾管支撐體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的能提高強(qiáng)度和孔隙連通度的多孔陶瓷過(guò)濾管支撐體的 制法中的任何一種制法，其特征在于，所述陶瓷粘結(jié)劑為氧化硅、粘土、長(zhǎng)石中的一種或多 種。
全文摘要
能提高強(qiáng)度和孔隙連通度的多孔陶瓷過(guò)濾管支撐體的制法屬于多孔陶瓷過(guò)濾管支撐體制備技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于，把陶瓷粘結(jié)劑粉料和造孔劑粉料先后包覆在碳化硅陶瓷骨料顆粒的表面，陶瓷粘結(jié)劑粉料和碳化硅陶瓷骨料顆粒間用有機(jī)粘結(jié)劑粘接，以此作為支撐體原料制造的支撐體坯體中，陶瓷骨料顆粒、陶瓷粘結(jié)劑粉料和造孔劑粉料結(jié)構(gòu)分布合理，把這種坯體高溫?zé)Y(jié)后得到的支撐體具有強(qiáng)度好、孔隙連通度高以及氣孔率容易調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B35/565GK101913873SQ20101024362
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者李俊峰, 李建保, 林紅 申請(qǐng)人:清華大學(xué)