介绍许多研究已经最近致力于多孔Si3N4以及SiAlON陶瓷及其复合材料(1 - 8)。这些材料为应欧洲杯足球竞彩用程序提供令人兴奋的机遇,在热气体过滤、分离膜、高温和催化剂支持,由于其良好的机械性能,热阻、热化学耐腐蚀和热冲击阻力。对于过滤应用程序,孔隙大小是至关重要的,小粒径将导致渗透率下降,和大孔隙大小将导致逃逸的粒子。欧洲杯猜球平台它可以得出的结论是,这些陶瓷的理想孔隙大小取决于应用程序,所以孔隙大小应该对应于粒子的平均尺寸,将过滤。欧洲杯猜球平台为例,应用这些non-oxide多孔陶瓷,陶瓷蜡烛过滤是一个有吸引力的技术的颗粒在高温增压流化床燃烧(PFBC),整体煤气化联合循环(IGCC)和其他煤炭利用过程。这是由于其简单、成本有效的设计,优良的高温/化学稳定性和有效性在微粒去除[9]。在这些系统中,煤灰烬一样细的大小低于50μ米,这意味着孔隙大小的多孔陶瓷20 ~ 50岁不等μ米被明确地表示出来。 在我们以前的工作,我们几个制作的如果3N4- - - - - -多孔陶瓷为基础,通过各种过程,如部分热压(4、5),部分烧结(10、11)和反应烧结(12、13)。多孔硅3N4陶瓷制造这些过程的孔隙大小,周围的小如1所示μm。虽然他们的机械强度高,渗透性不够高。一个方法通常用来制造多孔陶瓷是添加逃犯粒子初始陶瓷生产大毛孔均匀间隔的混合物。欧洲杯猜球平台不同的粒子进行调查:(i)等轴的有机粒子,如淀粉粉[14欧洲杯猜球平台],塑料粒子(碳水化合物粉末)[15],(2)长纤维,如棉线[16]和金属导线[17]。单向高渗透孔隙形态是首选,但制造工艺太复杂和困难的大尺寸的组件。克服的缺点利用长纤维制造多孔陶瓷与单向的毛孔,认为短纤维可以用作孔隙,形成代理。结果毛孔是随机的,但孔隙形态是一个长期的、杆状的隧道,这有助于高导磁率。因此这种多孔陶瓷将结合部分烧结多孔陶瓷和陶瓷的优点与单向的毛孔。 据报道本文试图制造多孔Si3N4从水性陶瓷陶瓷泥浆含有各种有机纤维体积含量,采用注浆成型法。作为比较,多孔硅3N4陶瓷也制造使用模压和cip的陶瓷粉混合物含有不同体积含量的淀粉。烧结后,多孔硅3N4陶瓷具有不同孔隙形态、如杆状和等轴的毛孔,已经获得这两种孔隙形成代理。孔隙形成剂含量对孔隙度的影响,微观结构和挠曲强度进行了研究。孔隙形态对透气性的影响也被研究。 实验明星ting粉末在这项研究中,一个典型的陶瓷粉得到的混合物α如果3N4(SN-E10、宇部行业,东京,日本;α比:> 95%,平均粒子尺寸:0.5μm,主要杂质重量:O = 1.6%;C < 0.2%;Cl、铁、钙、和艾尔2O3< 50 ppm), 5 wt % Y2O3(99.9%纯度,信越化学有限公司,东京,日本),和2 wt %2O3(TMD Taimei化工有限公司,长野,日本)。有机晶须直径33μ米和一个长度为300μ米(KF-10BT,日本凯诺尔公司,大阪,日本)被用作逃亡的粒子。胡须是由酚醛树脂,不燃的可取的特点为造孔剂,耐热性,在加热和轻微变形。一种马铃薯淀粉平均直径为50μm作为孔隙形成代理等轴的毛孔。 制造过程晶须的密度是衡量阿基米德位移法,1.2185克/厘米3。胡须在不同添加量:0、10、20、30、40、50、60卷%。陶瓷粉末和胡须重根据这些成分,和水泥浆准备60 wt %的固体含量(32卷% 0%须和42卷% 60卷%须)[18]。通过添加2 wt %阳离子分散剂分散被提拔(7347 - c,圣Nopco有限,京都,日本)和0.5 wt %表面活性剂(RA-20A,松本Yushi-Seiyaku有限公司,有限公司,大阪,日本)铣削容器,减少聚集在泥浆和泡沫。这些泥浆是球磨4 h,紧随其后的是脱气在真空铸造前30分钟。广场的样本长度55毫米和12.5毫米厚度得到上面的泥浆涌入巴黎石膏模具。从模具拆卸后,样品受到进一步加热在70°C 48 h。以淀粉为孔隙形成剂,淀粉颗粒与Si涨跌互现欧洲杯猜球平台3N4可能是2O3状态”2O3直接粉。干燥后,粉末混合物被die-pressed随后cip 150 MPa的压力下,导致样品的长度65毫米和12毫米厚度。 这两种以恒定的加热干燥的样品被解雇率5°C /分钟为4 h 800°C,烧掉胡须和淀粉。十亿年合成样本放置在坩埚,随后在石墨电阻炉烧结(模型没有。FVPHP-R-10, Fujidempa Kogyo有限公司,日本大阪)。加热率为5°C /分钟1850ºC紧随其后4小时浸泡在这个温度流动氮气的压力为0.63 MPa。样本覆盖着粉末的混合物50:50卷% Si3N4:BN保护他们免受分解,由于在烧结致密化收缩变形。 描述密度和疏as-sintered尸体由阿基米德位移法使用蒸馏水和给出相对密度理论密度的基础上氮化硅,3.19克/厘米3。所有数据点代表五的平均密度测量。烧结的显微结构的发展部分观察断裂表面的样品用扫描电子显微镜(扫描电镜;JEOL模型房子——6330年,日本东京)。烧结体的孔隙大小分布是衡量汞porosimetry(模型PoreMaster-60-GT,汤浅离子Inc .)、大阪,日本)。通过三点弯曲强度测量。气体渗透率测量压降双方的标本。 结果与讨论粉混合物含有高体积分数的有机须很难出版社,cip后很少和密度增加。燃烧后的胡须,绿色的身体太弱,容易被摧毁。原因是在模压的胡须形成交叉连接限制致密化。因此,我们利用注浆成型法制备多孔硅的技术3N4陶瓷与杆状的毛孔。 由于固定浆中固体含量,t他粘度改变了晶须的内容。它稍微增加wi10卷%晶须年代,但是一个进一步提高在内容导致粘度下降。粘度达到最低在一个晶须含量30 - 40卷%,又增加了当晶须含量> 40卷%。的如果3N4粒子年代哈已经一个非常小粒子尺寸为0.5μ米,与一个大的表面积。另一方面,有机晶须的规模大得多r那n的“社会党国际”3N4,即。33μ米直径和300年μ米的长度。更高的晶须含量对应于混合物的表面积减少,从而导致较低的粘度。T他进一步增加粘度料浆的>40%的晶须年代可以解释如下:晶须含量高勒一个d年代来桥接的胡须,领先的大上海e基于“增大化现实”技术的压力在旋转在粘度计。20和40 mPa之间的粘度范围。年代,which is suitable for a slip casting process [18, 19]. 相对密度,疏密度和开放的疏密度无压烧结后的样品如表1和2所示的多孔陶瓷捏造有机晶须和淀粉,分别。可以看出最后的密度和样品相同体积分数的孔隙形成代理并不是完全相同的,也许由于孔隙度的差异在绿色的身体和在烧结收缩。晶须和淀粉的疏密度线性增加的内容。以60卷%的孔隙形成剂,可以获得45%的孔隙度。 表1。不同样品的密度和疏须内容。
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0 |
One hundred. |
0 |
0.1 |
2 |
95年 |
5 |
0.2 |
5 |
94年 |
6 |
0.5 |
8 |
93年 |
7 |
0.8 |
10 |
89年 |
11 |
0.8 |
20. |
85年 |
15 |
4.0 |
30. |
79年 |
21 |
10.0 |
40 |
71年 |
29日 |
23.7 |
50 |
65年 |
35 |
30.1 |
60 |
56 |
44 |
44.0 |
表2。密度和疏密度不同淀粉含量的样品。
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40 |
69年 |
31日 |
28.9 |
60 |
52 |
48 |
45.3 |
样品的扫描电镜微观结构包含60卷%造孔剂如图1所示。结果表明,大型杆状和等轴的孔可以由有机胡须和淀粉的倦怠,分别。形成棒状颗粒在矩阵也证实了扫描电镜观察。毛孔是相互关联的两个样本。
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图1所示。扫描电子显微镜照相术的多孔硅3N4陶瓷的气孔是由()有机晶须;(b)淀粉。造孔剂的内容是60卷%。 |
图2显示了挠曲强度作为多孔硅孔隙率的函数3N4样本包含杆状和等轴的毛孔。几乎没有区别这两种样品的强度。少量的造孔剂的强度降低,然而,进一步添加造孔剂导致只有一个中等强度的降低。这可以解释如下。30 - 50的造孔剂有大尺寸μm,结果毛孔可以作为断裂起源;但随着孔隙大小是影响挠曲强度的关键因素,增加孔隙度增加晶须含量的结果只有一个温和的强度降低。
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图2。挠曲强度作为多孔硅孔隙率的函数3N4样本包含杆状和等轴的毛孔。 |
两种样品的渗透率是如图3所示。杆状毛孔导致相当大的渗透率。磁导率主要是由孔隙大小[20],但它也与孔隙形态有关。孔隙大小的水平这两个类型的多孔陶瓷几乎是相同的。这个杰出的渗透率可以归因于杆状孔隙结构提高气体流局部由于大部分孔隙相对较长。杆状毛孔提供直接在比较短的距离里面造成隧道和促进在过滤过程中气体流动。
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图3。压降作为多孔硅的质量流率的函数3N4样本包含杆状和等轴的毛孔。杆状的多孔陶瓷气孔表现出杰出的渗透率相比,这些包含等轴的毛孔。 |
结论杆状的毛孔在Si的形成3N4陶瓷是Si的演示了使用水泥浆注浆成型法3N4+ 5 wt % Y2O3+ 2 wt %2O3与0-60卷%逃犯有机胡须;加载60 wt %,等轴的孔的形成是演示了使用淀粉作为孔隙——使用模压成形剂。孔隙度的多孔硅3N4陶瓷晶须含量密切相关,高含量导致高孔隙度。60卷%的逃犯粒子导致孔隙度约为45%。胡须和淀粉均匀分布的样本。抗弯强度随疏密度增加而降低,但没有挠曲强度的差异也体现在这两种样品。杰出的渗透率是多孔Si演示3N4陶瓷与杆状的毛孔。 确认这项工作一直支持产业,日本经济产业省,日本,作为协同陶瓷项目的一部分。作者是联合研究财团的成员协同陶瓷。 引用1。Y。Shigegaki, m·e·布里托,k . Hirao m . Toriyama和s . Kanzaki“多孔氮化硅应变宽容”,j。陶瓷。Soc。,80年(1997)495 - 98。 2。Inagaki:近藤和t . Ohji高性能多孔硅氮化物,j .欧元。陶瓷。Soc。,22(2002)2489 - 94。 3所示。y Shigegaki, m·e·布里托,k . Hirao m . Toriyama和s . Kanzaki“小说多层氮化硅处理”,j。陶瓷。Soc。,79年(1996)2197 - 200。 4所示。y Shigegaki, m·e·布里托,k . Hirao m . Toriyama和s . Kanzaki“小说多层氮化硅处理”,j。陶瓷。Soc。,79年(1996)2197 - 200。 5。肯尼迪。杨G.J.张和t Ohji”,多孔陶瓷的孔隙度和微观结构控制部分热压”,j .板牙。Res。,16(2001)1916 - 18。 6。肯尼迪。杨,t . Ohji Kanzaki, a·迪亚兹和美国汉普郡“氮化硅陶瓷的微观结构和力学性能与控制孔隙度”,j。陶瓷。Soc。,85年(2002)1512 - 16。 7所示。n .近藤y铃木和t . Ohji”,高强度的多孔氮化硅制造的烧结锻造技术”,j .板牙。Res。,16尺码(2001)。 8。c·卡瓦依和a . Yamakawa孔隙度和微观结构对Si的强度的影响3N4:微观结构为高强度设计,高抗热震性和简单加工”,j。陶瓷。Soc。,80年(1997)2705 - 708。 9。a·迪亚兹美国汉普郡,肯尼迪。杨,t . Ohji和美国Kanzaki机械性能的比较不同多孔氮化硅材料制作的部分烧结,逃亡的夹杂物和部分热压”,j。欧洲杯足球竞彩陶瓷。Soc。,(新闻) 10。k·Schulzk和m .敢“先进高温气体过滤和集成系统使用刚性陶瓷元素”,过滤和分离,31日25 - 28 (1994)。 11。肯尼迪。杨G.J.张和t . Ohji”制造的低收缩、多孔氮化硅陶瓷添加少量的碳”,j。陶瓷。Soc。,84年(2001)1639 - 41。 12。肯尼迪。杨Z.Y.邓和t . Ohji制造并使用Yb描述多孔氮化硅陶瓷2O3为烧结添加剂”,j .欧元。陶瓷。Soc。23(2003)371 - 378。 13。肯尼迪。杨·g·j·张:近藤和t . Ohji“多孔硅的合成和性质3N4碳热还原的反应之间的Si / SiC纳米复合材料3N4和碳”,Acta板牙。50(2002)4831 - 4840。 14。肯尼迪。杨,y .别府,G.J.张和t . Ohji”多孔单相的合成和性质β-SiAlON陶瓷”,j。陶瓷。Soc。85年(2002)1879 - 81。 15。o . Lyckfeldt和j·m·f·费雷拉,“处理淀粉多孔陶瓷的整合”,j .欧盟。陶瓷。Soc。18(1998)131 - 140。 16。D.M. Liu“羟磷灰石陶瓷的制造控制孔隙度”,j .板牙。科学。——母亲。M。8(1997)227 - 232。 17所示。G.J.张参考书籍,Z.Y.邓和t . Ohji”制造单向连续排列的多孔陶瓷气孔“j。陶瓷。Soc。,84年(2001)1395 - 97。 18岁。n Miyagawa和n .筱原”制造的多孔氧化铝陶瓷Uni-Directionally-Arranged连续使用磁场”j .陶瓷毛孔。Soc。日本,107年(1999)673 - 677。 19所示。r·莫雷诺Salomoni和s . m . Castanho”年代的胶体过滤iliconNitride水的年代嘴唇。第一部分:优化的年代唇参数”,j .欧盟。陶瓷。Soc。18(1998)405 - 416。 20.c . Olagnon d McGarry和e·纳吉”注浆成型法的影响参数对烧结和最终Si的属性3N4”,Br。陶瓷。反式。J。,88年(1989)75 - 78。 21。a . p . Phillipse和h L。Schram。”Non-Darcian气流通过陶瓷泡沫”,j。陶瓷。Soc,74年(1991)728 - 732。 详细联系方式 |