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什麽是碳化矽蜂窩陶瓷

什麽是碳化矽蜂窩陶瓷

  • 分類:新聞資訊
  • 作者:
  • 來源:
  • 發布時間:2021-10-26
  • 訪問量:0

【概要描述】

什麽是碳化矽蜂窩陶瓷

【概要描述】

  • 分類:新聞資訊
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詳情

碳化矽蜂窩陶瓷是以碳化矽(sic)爲主要成分的蜂窩式陶瓷。

碳化矽(sic)陶瓷蜂窩不僅具有優良的常溫力學性能(néng),如高(gāo)的抗彎強度、優良的抗氧化性、良好的耐腐蝕性、高(gāo)的抗磨損以及低(dī)的摩擦系數,而且高(gāo)溫力學性能(néng)(強度、抗蠕變性等)是已知陶瓷材料中最佳的。熱壓燒結、無壓燒結、熱等靜壓燒結的材料,其高(gāo)溫強度可一(yī)直維持到(dào)1600℃,是陶瓷材料中高(gāo)溫強度最好的材料。抗氧化性也是所有非氧化物(wù)陶瓷中最好的。碳化矽(sic蜂窩)陶瓷的缺點是斷裂韌性較低(dī),即脆性較大,爲此近幾年(nián)以碳化矽(sic)蜂窩陶瓷爲基的複相(xiàng)陶瓷,如纖維(或晶須)補強、異相(xiàng)顆粒彌散強化以及梯度功能(néng)材料相(xiàng)繼出現,改善了單體材料的韌性和強度。碳化矽(sic)蜂窩陶瓷在石油、化工(gōng)、微電子、汽車、航天、航空、造紙、激光(guāng)、礦業及原子能(néng)等工(gōng)業領域獲得了廣泛的應用。

碳化矽蜂窩陶瓷是近幾年(nián)來開發的一(yī)種結構似蜂窩形狀的新型陶瓷産品。由最早使用在小(xiǎo)型汽車尾氣淨化到(dào)今天廣泛應用在化工(gōng)、電力、冶金、石油、電子電器(qì)、機械等工(gōng)業中,而且越來越廣泛,發展前景相(xiàng)當可觀。

汽車用碳化矽蜂窩陶瓷涉及一(yī)種用于高(gāo)效捕集柴油機排放(fàng)微粒的高(gāo)純碳化矽蜂窩狀陶瓷捕集器(qì),選用純碳化矽作爲多(duō)孔陶瓷骨料,以納米碳化矽爲燒結助劑,陶瓷骨料與燒結助劑比例控制在100∶1~15;以甲基纖維素與桐油等有機物(wù)作爲結合劑和塑性成型劑且與适量水(shuǐ)調配,且有機物(wù)與水(shuǐ)的比例控制在1∶1~3的範圍内;采用擠出成型工(gōng)藝獲得擠出的素坯,通(tōng)過調節有機結合劑和成型劑的配比與用量,控制非固相(xiàng)含量在13~31%;采用先微波加熱再烘箱幹燥排除素坯中的水(shuǐ)分;采用常規加熱方式排除素坯中的有機物(wù)成分;采用常壓燒結,通(tōng)過改變微米級粒子的平均尺寸、改變納米燒結助劑添加量、改變燒成溫度,實現調節和改變蜂窩陶瓷材料氣孔爲連通(tōng)網狀分布。

蜂窩陶瓷無數相(xiàng)等的孔組成的各種形狀,目前最大的孔數已達到(dào)了每平方厘米20~40,密度每立方厘米4~6克,吸水(shuǐ)率最高(gāo)達20%以上(shàng)。由于多(duō)孔薄壁的特點,大大增加了載體的幾何表面積和改善了抗熱沖擊性能(néng),目前生(shēng)産的産品,其網狀孔以三角和四方爲主,三角比四方承受力好得多(duō),孔數也多(duō)些,這一(yī)點作爲催化載體尤其重要。随著(zhe)單位面積孔數的提高(gāo)和載體孔壁厚度的減少,陶瓷載體的抗熱沖擊趨勢是提高(gāo)的,熱沖擊破壞的溫度也是提高(gāo)的。因此蜂窩陶瓷必須要降低(dī)膨脹系數和提高(gāo)單位面積的孔數。熱膨脹系數是主要性能(néng)指标,當前國外水(shuǐ)平是α25-1000℃≤1.0×10-6℃-1,與國内對比有一(yī)定差距,不過這差距越來越小(xiǎo)。最早生(shēng)産蜂窩陶瓷的原料主要是高(gāo)嶺土(tǔ)、滑石、鋁粉、粘土(tǔ)等,而今天已突破了,尤其是矽藻土(tǔ)、沸石、膨脹土(tǔ)以及耐火材料的應用,蜂窩陶瓷應用日益廣泛,性能(néng)越來越好。


除了用于燒結成型的蜂窩陶瓷外,還出現了不燒結的蜂窩陶瓷,這大大提高(gāo)了催化性能(néng)的活性。不僅外觀尺寸由最小(xiǎo)的球環形狀發展到(dào)大尺寸的立柱和方形、圓形。根據模具設計的不同,可以制作成不同尺寸、不同形狀、不同結構的蜂窩陶瓷。如用在石化行業煉油空氣吸附幹燥的分子篩催化劑,尺寸高(gāo)達0.8m,寬0.25m的正方形,孔數每平方厘米達到(dào)25,從原料、工(gōng)藝以及機械制造方面都有了很大的變化,尤其是生(shēng)産工(gōng)藝有了很大提高(gāo)。作爲催化劑的蜂窩陶瓷要求在制造成型時不開裂,有機成分必須釋放(fàng)幹淨,除了耐磨性能(néng)外還要求有一(yī)定的機械強度,再生(shēng)回用多(duō)次。

蜂窩陶瓷主要産品有蓄熱填料、活性炭、活性氧化鋁、分子篩、瓷料球、塔填料和催化劑等數十種産品,蓄熱填料的蜂窩陶瓷熱容量J/kgk1000以上(shàng),使用溫度≥1700℃,在加熱爐、烘烤器(qì)、均熱爐、裂解爐等窯爐中可節省燃料達40%以上(shàng),産量提高(gāo)15%以上(shàng),排放(fàng)煙氣溫度低(dī)于150℃。

活性炭粉末或顆粒制成蜂窩陶瓷形狀後,大大提高(gāo)了水(shuǐ)處理的淨化和廢水(shuǐ)處理能(néng)力,尤其在醫藥工(gōng)業中抗菌素、激素、維生(shēng)素、核酸針劑及各種針劑,藥物(wù)等的脫水(shuǐ)脫色去雜質等。

蜂窩陶瓷填料比其它形狀填料的比表面積更大、強度更好等優點,可使汽液分布更均勻,床層阻力降低(dī),效果更好,且可延長使用壽命,在石化、制藥和精細化工(gōng)行業中作填料效果相(xiàng)當好。

蜂窩陶瓷用在催化劑方面更具優勢。以蜂窩狀陶瓷材料爲載體,采用獨特的塗層材料,以貴金屬,稀土(tǔ)金屬及過渡金屬制備,因而具有高(gāo)的催化活性、良好的熱穩定性、長的使用壽命、高(gāo)強度等優點。

用于催化裂化的蜂窩陶瓷正在取代現有的産品。催化裂化用200~500℃之間的重餾分油爲原料(包括減壓餾分,直餾輕柴油、焦化蠟油等),以矽鋁酸鹽爲催化劑,反應溫度在450~550℃之間(随反應器(qì)類型而異)。它産量大(每個大型催化裂化裝置,每年(nián)裂化油品百萬噸以上(shàng)),技(jì)術條件(jiàn)要求高(gāo)(例如,催化劑每接觸油幾分鍾甚至幾秒(miǎo)鍾就(jiù)要再生(shēng),每分鍾流過流化床催化劑達10t或更多(duō)),随著(zhe)催化活性的提高(gāo),爲了加快再生(shēng)速度,要求更加苛刻的再生(shēng)條件(jiàn),例如600~650℃,甚至700℃,催化劑消耗量大,每噸進料油消耗0.3~0.6kg催化劑,催化劑力學強度差的,消耗的還要大得多(duō)。這要求催化劑活性、選擇性、穩定性的稍微提高(gāo),對生(shēng)産實際将具有重大意義。正因爲如此,蜂窩陶瓷催化劑也在不斷推陳出新,市(shì)場需求也越來越大,這些催化裂化用的催化劑被蜂窩陶瓷催化劑所代替,大尺寸多(duō)孔數的蜂窩陶瓷催化劑已嶄露頭角,有著(zhe)強勁的發展勢頭。

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