无机盐/石英基复合相变储能材料多孔陶瓷基体的制备

近年来,随着科技的不断发展,陶瓷材料在我国社会各行业的发展中被广泛使用,在一些顶尖的行业中,陶瓷材料也有着广泛的应用。科技行业对陶瓷材料的高标准要求,也在一定程度上促进我国陶瓷行业的不断发展。本文则是阐述有关无机盐/石英基复合相变储能材料、多孔陶瓷基体的相关制备,并得出强度以及孔径分布的综合性较好的多孔陶瓷的工艺以及优化配方,为相关的多孔陶瓷基体的制备提供经验。     

粘土基微孔陶瓷渗灌灌水器制备与性能优化

提出了一种渗灌用粘土基微孔陶瓷的低成本制备工艺,通过对比不同制备工艺对粘土基微孔陶瓷的抗弯强度、线收缩率和开口孔隙率的影响规律,筛选出综合具有较高抗弯强度、较小线收缩率和较高开口孔隙率微孔陶瓷的最佳制备工艺。研究表明:烧结温度及炉渣的掺量和粒径对粘土基微孔陶瓷的物相成分、抗弯强度、线收缩率、开口孔隙率和微观结构有较大影响。其中,烧结温度为1 075℃,炉渣掺量质量分数为10%~30%的粗颗粒粘土基微孔陶瓷具有9.0~11.0 MPa的抗弯强度、3.8%~4.7%的线收缩率和36.8%~44.8%的开口孔隙率,是制备渗灌灌水器的理想材料。     

原料配比对 α-SiO2基微孔陶瓷灌水器性能的影响

选取石英砂为骨架材料,碳粉为造孔剂,高岭土、钠长石为粘结剂制备α-SiO₂-莫来石复相多孔陶瓷灌水器.研究了原料配比对多孔陶瓷灌水器性能的影响规律,得到了多孔陶瓷灌水器的最优配比.结果表明:石英砂含量过高易引起材料性能的下降.随着碳粉含量的增加,多孔陶瓷的孔隙率逐渐加大,密度逐渐降低.钠长石、高岭土含量的增大使得玻璃相的生成减少,晶相含量的上升,有利于改善强度.灌水器的流量随工作压力的增大而增大,其规律近似于线性.在同一工作压力下,随着造孔剂含量的增加,微孔陶瓷灌水器的流量也随之增加,这归因于微孔陶瓷孔隙的增加.多孔陶瓷灌水器渗透系数与孔隙率成幂函数关系.当原料中石英砂:碳粉:高岭土和钠长石质量比为60∶15∶25时,α-SiO₂基多孔陶瓷灌水器兼备良好的材料性能和水力性能,可以满足田间使用要求.     

陶瓷-硬质合金复合片龟裂及界面开裂研究

根据对热压烧结陶瓷－硬质合金复合片的热胀失配分析,计算了在一定厚度比和烧结条件下的临界热膨胀系数差,解决了陶瓷－硬质合金复合片制备中产生龟裂和界面开裂的难题。采用热压烧结工艺制备了上层为具有一定厚度的陶瓷,下层为硬质合金的陶瓷－硬质合金复合片。     

基于多孔吸滤材料的自动灌排垂直绿化装置的结构设计和参数确定

为了实现垂直绿化中针对不同景观植物的灌溉需求,设计了基于多孔吸滤材料的自动灌排垂直绿化装置。装置利用土壤水分平衡原理,通过多孔吸滤材料使土壤水势由负压向正压的变化,营造不同的土壤水分环境,以满足多种景观植物需水要求,并通过土壤含水率与土壤基质势之间耦合关系调节灌水器出流量,实现针对不同植物的自动灌溉。为了确定装置参数,将水箱高度、土壤埋深、吸水线材材质及直径、多孔陶瓷渗水片原料配比作为待定参数,通过景观植物灌溉需水量的理论计算、不同线材材质及直径对土壤吸水高度和含水率的影响试验的结果分析,多孔陶瓷渗水片原料配比优选,确定了装置中各项待定参数。通过效益分析对比,装置较现有垂直绿化装置成本降低50%～70%。     

硅藻土多彩多孔陶粒的制备方法及应用情况

本文介绍了在理想的配方和烧结工艺参数下,使用硅藻土试制多彩多孔陶粒,探讨了其制备的方法及其应用情况。     

凹凸棒石改性甘蔗渣/麦秸木质陶瓷制备与性能

为资源化利用甘蔗渣和麦秸等废弃物，以甘蔗渣、麦秸以及凹凸棒石为原料，以酚醛树脂为黏结剂，采用混合后热压再烧结的工艺制备凹凸棒石改性甘蔗渣/麦秸木质陶瓷，试验制备出了各温度点下的木质陶瓷材料并对其真密度、体积密度、显气孔率、抗弯强度、电阻率等性能进行了测试，对该材料的性能、形成机理及规律进行了分析，初步揭示了原料选择、原料配比、温度等参数对制备过程及材料性能的影响。试验结果证明了通过该工艺用甘蔗渣（麦秸）和凹凸棒石制备木质陶瓷的可行性，同时也表明烧结温度对材料性能影响很大，坯体在700～800℃保护气氛下煅烧可提高传统木质陶瓷的强度而不影响木质陶瓷导电性。试验为甘蔗渣（麦秸）等植物残渣以及凹凸棒石的利用提供了新的途径。     

陶瓷膜除尘器设计

目前国家对烟尘排放日趋重视,应用领域非常广泛,陶瓷膜除尘器的设计被提上日程,陶瓷膜除尘器的核心元件是陶瓷过滤管,陶瓷膜除尘器的除尘机理与滤袋式除尘器的工作原理相类似,是一种新型、高效、节能的气固分离设备,不同之处在于过滤介质为陶瓷过滤管,陶瓷纤维的加入,大幅度提高了孔梯度陶瓷的抗热震性和透气性能,使孔梯度陶瓷纤维膜比普通陶瓷分离膜和均质多孔陶瓷更适合于高温流体的过滤。陶瓷过滤管是由陶瓷纤维、陶瓷耐火骨料及高温陶瓷结合剂经高温烧结而成的一种多孔梯度陶瓷纤维复合膜过滤元件,它具有良好的微孔性能、机械性能、热性能,适用于各种高压、高温含尘烟尘气体,耐各种介质腐蚀性能和高温氧化性能,具有很好的推广价值。     

可视化循环流化床混合流动测量试验台设计与试验

当循环流化床作为生物质热裂解反应器时,为便于研究流化床内多孔陶瓷球与生物质粉的混合流动规律,设计了一套可视化循环流化床异质颗粒混合流动测量平台和相应的给料装置。流化床由石英玻璃制成,可满足对生物质热裂解过程的冷态与热态测量的要求。提升管为100 mm×100 mm×1 200 mm的竖直方管,生物质粉给料装置为刮板和螺旋两级喂料。在冷态试验条件下,利用粒子图像测速技术(PIV)对提升管内多孔陶瓷球与生物质粉的混合流动进行了测量。试验结果表明,设计的混合流动试验台能够满足不同流化气速下异质颗粒混合流动的测量要求。     

粘土加入量对SiC-Al_2O_3基过滤器性能的影响

采用有机泡沫浸渍工艺制备SiC-Al2O3基泡沫陶瓷过滤器并进行了性能研究。试验表明,SiC-Al2O3基陶瓷过滤器的容重随着粘土加入量的增多逐渐增大;陶瓷过滤器的常温抗压强度和抗热震性均先增加然后减小。在本次试验条件下,当粘土加入量为3.33%时性能最好,此时,其常温抗压强度为0.91 MPa,样品加热至1 100℃,放入20℃水中急冷的热震稳定性次数为45次。     

白云石基多孔陶瓷负载Al2O3催化生物质热解试验

针对生物质热解催化剂煅烧白云石存在机械强度低、容易破碎的问题,提出以白云石和石英砂作为陶瓷主要骨料,烧制后经浓度0. 3、0. 5、1. 0 mol/L Al_2(SO_4)_3溶液处理,制成具有较高机械强度的白云石基多孔陶瓷;以制备的负载Al_2O_3的白云石基多孔陶瓷为催化剂,在水平管式炉上开展玉米秸秆粉催化快速热解试验。结果表明:当白云石与石英砂配比分别为30:70、40:60、45:55、50:50时,随着白云石所占比例的增加,生物油的产率先增大、后减小,生物炭的产率则先减小、后增大,当配比为40∶60时,存在生物油最大产率36. 85%,生物炭最低产率25. 11%。随着Al_2(SO_4)_3溶液浓度的提高,生物油的产率不断减小,生物炭的产率先减小、后又增大,与未经Al2(SO4)3溶液处理相比,生物油产率的降低幅度分别为10. 69%、15. 33%、21. 55%。生物油中醇类物质的相对含量略有增加,酮类、酸类、醛类物质的相对含量逐渐减小,但与不使用催化剂、未经Al_2(SO_4)_3溶液处理时相比,酚类物质的相对含量有显著提高,表明Al2O3的存在有利于酚类物质的生成。热解所产生的不可冷凝生物气主要成分为CO、CO_2、CH_4、H_2,其中CO_2的体积分数最高,约占63%,其次是CO,约占32%。加入制备的白云石基多孔陶瓷后,CO_2、CH_4和H_2的体积分数提高,CO的体积分数降低。     

陶瓷基复合材料的研究现状及在发动机上的应用展望

在陶瓷材料的基础上采用各种增韧手段和改变材料结构制备的陶瓷基复合材料,具有耐磨、耐高温和耐侵蚀性能,是满足机械性能要求的发动机热端零件的理想材料。本文论述了陶瓷基复合材料的性能、制备方法,讨论了陶瓷基复合材料在发动机上的应用前景及评价。     

微孔陶瓷灌水器流量影响因素研究

制备了3种孔径相同但开口孔隙率不同的粘土基微孔陶瓷,将3种微孔陶瓷加工成圆片并分别组装成灌水器,以灌水器的水力性能研究为基础,详细讨论了灌溉系统的水头以及微孔陶瓷片厚度和开口孔隙率对灌水器流量的影响。结果表明,微孔陶瓷灌水器的流量与灌溉系统的水头呈正比;微孔陶瓷片的厚度和开口孔隙率对灌水器的流量均有影响,其中开口孔隙率的影响最大,厚度的影响次之;由于微孔陶瓷的渗透系数与开口孔隙率满足幂函数关系,故随着微孔陶瓷开口孔隙率的增大,灌水器的流量呈幂函数快速增大;随着微孔陶瓷片厚度的增加,灌水器的流量缓慢降低。     

多孔流体分布管出流及水头变化规律研究

多孔流体分布管广泛应用于滴喷灌、石油化工、给排水、电力、通风等领域中,不同领域多孔流体分布管的长度不尽相同,流体的流态不同,其内在的水头变化和出流情况也各不相同。结合前人理论分析结果,通过三组实验数据得出多孔流体分布管不同流态(全紊流区,完全紊流区,非完全紊流区,过渡区,层流区)下相应管长的不同,并根据不同流态(全紊流区,完全紊流区,非完全紊流区,过渡区,层流区)分区完整程度的不同得出不同类型多孔流体分布管内在水头变化趋势:对于分区完整的多孔流体分布管长管压力沿程降低,降低幅度沿程变小,到多孔流体分布管末端时压力变化趋于平缓;对于分区较完整(过渡区很小可忽略不计)的多孔流体分布管中长管压力先降低后升高,整体变化幅度不大;对于分区不完整(过渡区和层流区很短可忽略不计)的多孔短管压力沿程呈上升趋势。结合对多孔流体分布管水头变化的分析,推导出多孔流体分布管内部的水头变化和流速水头的恢复值的计算公式,为多孔流体分布管的设计提供帮助。     

烧结温度对氧化硅微孔陶瓷灌水器性能的影响

烧结温度是制备微孔陶瓷灌水器的关键控制因素。研究以石英砂主要原料,制备了一种渗灌用氧化硅微孔陶瓷灌水器,分析烧结温度对微孔陶瓷灌水器结构及水力性能的影响。结果表明:氧化硅微孔陶瓷的主要成分为SiO_2和CaAl_2Si_2O_8,其主要物质成分不随烧结温度发生变化;随烧结温度的增大,微孔陶瓷密度和开口孔隙率均有减小,且孔隙的均匀性降低,孔径分布范围增大;灌水器具有稳定的渗流效果和较好的压力~流量关系,且随烧结温度的提高,渗流系数增大。     

陶瓷材料在机械轴承上的应用

从轴承制备选材应具备的特性出发,分析了陶瓷轴承的性能、分类及研究现状,提出目前存在的问题,并指出了陶瓷轴承的发展趋势和重点研究内容。     

挤压复合酶法制备玉米多孔淀粉工艺参数优化

以挤压机机筒温度、物料含水率、螺杆转速、模孔直径为考察因素,多孔淀粉吸油率为评价指标,通过单因素与响应面试验,经Design-Expert软件处理,建立各因素对指标影响的数值模型,分析模型各因素之间交互作用对指标的影响.试验结果表明,在机筒温度68℃、物料含水率42％、螺杆转速150 r/min、模孔直径12 mm挤压条件下,多孔淀粉吸油率为62.13％,比未经挤压的多孔淀粉吸油率提高29.78％.扫描电镜显示挤压复合酶法制备的多孔淀粉微观结构呈多孔的蜂窝状.     

微孔陶瓷管道渗灌土壤水分分布特性研究与关键技术参数优化

渗灌是通过多孔介质将灌溉水持续渗入到作物根区土壤的地下节水灌溉技术。以廉价易得的黏土和炉渣为原料，采用注浆成型法制备出一种材料性能优良且绿色环保的微孔陶瓷渗灌管道，重点研究了陶瓷渗灌管道土壤水分入渗特性，并以最优根水匹配为目标，提出了陶瓷渗灌管道工作水头优化算法。研究结果表明：微孔陶瓷渗灌管道流量在1 h内迅速下降后以稳定出流量持续出流，于48 h后达到稳定出流状态，当工作水头由0.25 m增加至0.75 m时，微孔陶瓷渗灌管道稳定出流量由0.157 L/(h·m)增加至0.270 L/(h·m)，稳定出流量与工作水头呈显著的线性正相关关系。湿润体为平行于土壤表面的圆柱体，湿润体剖面上土壤含水量沿湿润锋运移方向逐渐降低，垂直向上、垂直向下和水平方向的湿润锋分别以0.05 cm/h、0.08 cm/h和0.04 cm/h的速率扩散。湿润体内平均土壤含水量随工作水头增加而增大，0.25 m、0.50 m和0.75 m工作水头下湿润体内平均含水量分别为0.243 cm3/cm3、0.348 cm3/cm3和0.406 cm3/cm3。利用所构建的微孔陶瓷渗灌管道工作水头优化算法，对冬小麦、夏...     

陶瓷材料在机械轴承上的应用

从轴承制备选材应具备的特性出发，分析了陶瓷轴承的性能、分类及研究现状，提出目前存在的问题，并指出了陶瓷轴承的发展趋势和重点研究内容。     

CeO_2对Al_2O_3基泡沫陶瓷过滤器性能的影响

采用有机泡沫浸渍工艺,研究了CeO2对氧化铝基泡沫陶瓷过滤器性能的影响。通过检测试样的常温耐压强度、热震稳定性、通透率等性能以及利用扫描电镜(SEM)对试样的显微结构进行研究,较为详细地探讨不同含量的CeO2对氧化铝基泡沫陶瓷过滤器性能的影响。结果表明,使用CeO2作添加剂可促进液相的生成,降低氧化铝基泡沫陶瓷的烧成温度,改善瓷体的微观组织结构和性能。实验结果表明,当CeO2含量为3%时其热震稳定性和抗压强度最佳。