铸造ＦＯＵＮＤＲＹＭａｒ．２００８
ＶｏＩ．５７Ｎｏ．３
碳化硅质泡沫陶瓷过滤器的研制
曹大力１，麦开华１，马雷‘，何铃铃１，孙绍波２
（１．沈阳化工学院材料学院，辽宁沈阳１１０１４２；２．沈阳机床股份有限公司中捷摇臂钻床事业部。辽宁沈阳１１００４３）
摘要：以碳化硅、高岭土、氧化铝粉为原料，以混合稀土氧化物为烧结助剂，制成流变性较好的水基陶瓷料浆，将其浸渍在泡沫塑料上，在泡沫体上形成均匀的涂层，最终烧制成具有气孔率高、容重小、强度好、抗热震性强的碳化硅质泡沫陶瓷过滤器。研究了水、乙醇、ＮａＯＨ、ＣＭＣ以及ＮａＯＨ＋ＣＭＣ对聚氨酯泡沫塑料的表面处理效果。研究发现：经过ＮａＯＨ和ＣＭＣ混合处理的泡沫塑料可以获得最佳的挂浆效果；浆料的涂挂量在一定范围内随着固相含量的增加而变好，当固相含量为７５％时，可获得均匀稳定适于浸渍的浆料；二次挂浆可以明显地增加泡沫塑料的涂覆量，其孔筋直径是一次挂浆的２倍，增加了泡沫陶瓷过滤器的强度。
关键词：碳化硅；泡沫陶瓷过滤器；混合稀土氧化物；抗折强度
中图分类号：ＴＨ２４９．９文献标识码：Ａ文章编号：１００１－４９７７（２００８）０３—０２９４—０４
ＳｔｕｄｙｏｎＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＳｉＣＢａｓｅｄＦｏａｍＣｅｒａｍｉｃＦｉｌｔｅｒｓ
ＣＡＯＤａ—ｌｉｌ。ＭＡＩＫａｉ—ｈｕａ’，／ＶＩＡＬｅｉｌ，ＨＥＬｉｎｇ—ｌｉｎ９１，ＳＵＮＳｈａｏ－ｂ０２（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１４２，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｉｎａ—ＣｚｅｃｈＲａｄｉａｌＤｒｉｌｌｉｎｇＭａｃｈｉｎｅ，ＳｈｅｎｙａｎｇＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌＣｏ．，Ｌｔｄ．Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００４３，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳｉＣｂａｓｅｄｆｏａｍｃｅｒａｍｉｃｆｉｌｔｅｒｓｗｉｔｈｈｉｇｈｐｏｒｏｓｉｔｙ，ｌｉｇｈｔｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ，ｈｉｇｈｆｌｅｘｕｒａＩｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｈｉｇｈｔｈｅｒｍａｌ—ｓｈｏｃｋｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｗｅｒｅｆａｂｄｃａｔｅｄｆｒｏｍａｑｕｅｏｕｓｓｌｕｒｒｙｂｙａｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈ
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碳化硅质泡沫陶瓷具有比表面积大、密度小、耐高温、高透过性，及优良的绝缘性能，广泛应用于熔融金属过滤、热传感器、催化剂载体和汽车尾气净化等领域【闷。由于ＳｉＣ难以直接烧结，采用常压烧结途径来制取高致密度的ＳｉＣ陶瓷，必须采用特殊方法或靠第二相物质帮助促其烧结致密化。为了促进烧结，需要加入结合剂，目前已研究出来的结合剂主要有３种：Ｓｉ，Ｎ。结合、［ｊ－ＳｉＣ结合和ＡｌｚＯ，．ＳｉＯ差右合。由于前两种方式需要在特殊的炉子并在还原性气氛中烧成，条件要求高；而Ａ１２０，．ＳｉＯ：结合在普通的炉子中氧化性气氛即可烧结，且烧结温度低，故在实际生产中广泛应用¨．４ｊ。
加入Ａｌ：０３能够促进ＳｉＣ烧结，主要是形成了Ａ１２０，．ＳｉＯ：杂质的复杂组分的液相，ＳｉＣ通过此液相中的溶解沉淀过程来传递物质，达到致密化。加入少量的稀土氧化物，可促进ＳｉＣ．ＡＩ：Ｏ，陶瓷的烧结，增大其致密度，以达到增加强度的目的［ｉ－３，ｓ］。我国的稀土资源十分丰富，且价格低廉，稀土氧化物对大多数铸铁、铝合金、铜合金及锌合金等铸件不会产生副作用，是一种较为理想的烧结助剂，目前关于这方面的报道很少。
本试验中，研究了泡沫塑料的预处理对挂浆量的影响，陶瓷浆料中固相含量和二次挂浆对泡沫陶瓷的强度的影响，．系统地研究了加入混合稀土氧化物对碳化硅泡沫陶瓷的烧结温度、烧结时间，抗折强度、致密度和抗热震性等各种性能影响。
１试验部分
１．１试验原料
聚氨酯泡沫塑料：作为前驱体，孔径为ｌｏ￣１５
基金项目：国家“９７３”项目；国家高科技发展计划项目（２００１ＡＡ３３５０１０１）；辽宁博士启动基金项目（２００４ｌｏｌｏ）。
收稿日期：２００７—１０—２９收到初稿，２００７—１２—２９收到修订稿。
作者简介：曹大力（１９６９－），男，吉林桦甸人．博士，副教授，主要研究方向为泡沫陶瓷过滤器的制备。Ｅ－ｍａｉｌ：ｃａｏｄａｌｉ２００８＠１２６．咖
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