陶瓷和粉末過(guò)濾元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用

高溫陶瓷過(guò)濾管通常具有雙層或多層結(jié)構(gòu)，雙層結(jié)構(gòu)的陶瓷過(guò)濾管的管體由微孔孔徑較大的支撐體層和孔徑相對(duì)較小的過(guò)濾膜層組成，克服了傳統(tǒng)陶瓷過(guò)濾管過(guò)濾效率低、壓降上升快等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了表面過(guò)濾，是近些年來(lái)開發(fā)應(yīng)用最為典型的一種結(jié)構(gòu)形式。如圖所示，這種過(guò)濾管的過(guò)濾膜平均孔徑約10μm，過(guò)濾膜厚度150?200μm，管體壁厚10?15mm,過(guò)濾管 長(zhǎng)度1?1.5m,耐溫達(dá)1000℃

由于碳化硅材料具有高溫強(qiáng)度好、熱膨脹系數(shù)低以及良好的抗腐蝕性能等特點(diǎn)，一般作為支撐體的原料, 由于純碳化硅陶瓷的燒結(jié)溫度高達(dá)2100T以上，因此為了便于降低能耗和成本，都選用黏土燒結(jié)方法實(shí)現(xiàn)低溫 燒結(jié)制備碳化硅多孔陶瓷支撐體。此外，為了提高支撐體的滲透率，降低過(guò)濾管阻力，應(yīng)選用平均孔徑約為 200^m的碳化硅顆粒并加入合適的造孔劑形成平均孔徑 約為40~50μm的通孔。

過(guò)濾膜層可選用粒徑為20~50μm的碳化硅顆粒作為膜層原料，同樣需要加入陶瓷黏結(jié)劑。過(guò)濾膜層與支撐體選用同樣的材料體系有利于降低二者界面處的熱應(yīng)力。陶瓷過(guò)濾膜層應(yīng)選用細(xì)的碳化硅顆粒，顆粒平均直徑約為40?50pn,同時(shí)加入陶瓷黏結(jié)劑，以形成約為100~ 200am厚度的過(guò)濾膜。

陶瓷黏結(jié)劑常選用高嶺土。高嶺土是一種陶瓷工業(yè)應(yīng)用廣泛的礦物原料，其在高溫燧燒后會(huì)生成莫來(lái)石、方石英及玻璃相，陶瓷黏結(jié)劑主要依靠莫來(lái)石和玻璃相，應(yīng)抑制方石英相的生成，進(jìn)而避免方石英相變后體積變化產(chǎn)生局部裂紋現(xiàn)象發(fā)生。莫來(lái)石具有良好的高溫強(qiáng)度、抗熱震性以及化學(xué)穩(wěn)定性，莫來(lái)石與碳化硅熱膨脹系數(shù)相近。實(shí)際燒結(jié)過(guò)程中可釆用高嶺土中加入少量鉀鹽方式來(lái)控制陶瓷黏結(jié)劑中氧化鉀、氧化硅和氧化鋁的比例組成。