本文關(guān)鍵詞：多孔碳化硅蜂窩陶瓷的制備研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：蜂窩陶瓷是由許多平行貫通的孔道組成的陶瓷,因其耐沖擊,重量輕等特點,多用于作為汽車尾氣催化劑載體上。目前,陶瓷載體多采用堇青石為基體,主要利用堇青石蜂窩陶瓷孔壁薄,熱膨脹系數(shù)小的特點,但是由于堇青石蜂窩陶瓷燒成范圍窄,熱導(dǎo)率低,負載的催化劑易脫落而導(dǎo)致催化失效,也限制了其推廣應(yīng)用。碳化硅蜂窩陶瓷由于其高耐磨、高耐腐蝕、高導(dǎo)熱系數(shù)、熱穩(wěn)定性好等特點,在作為催化劑載體方面具有不可替代的研究價值。 本文在回顧了碳化硅多孔陶瓷和蜂窩陶瓷載體研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)開展了多孔碳化硅蜂窩陶瓷的制備研究,通過添加造孔劑、無壓燒結(jié)及擠出成型技術(shù)等制備技術(shù)研究,實現(xiàn)蜂窩陶瓷壁上再造孔,最終制備出高孔隙率的多孔碳化硅蜂窩陶瓷,分析了多孔蜂窩陶瓷的燒結(jié)性能、力學性能、顯微結(jié)構(gòu)、物相組成及孔結(jié)構(gòu)特性,為多孔碳化硅蜂窩陶瓷的應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下： (1)添加造孔劑制備多孔碳化硅陶瓷 以竹炭/硅溶膠、淀粉和氧化鐵為造孔劑,采用無壓燒結(jié)技術(shù),制備多孔碳化硅陶瓷,研究表明：竹炭/硅溶膠為造孔劑時,多孔碳化硅陶瓷的相對密度隨著造孔劑含量的增加而降低,線收縮率和失重率呈上升趨勢,而抗彎強度則相反,陶瓷斷面孔洞逐漸增加；淀粉為造孔劑時,多孔陶瓷的密度規(guī)律與前者相似,線收縮率先上升后降低然后又上升,失重率上升而強度下降；氧化鐵為造孔劑時,多孔陶瓷的密度隨著造孔劑含量上升而下降,線收縮率降低,失重率增加,抗彎強度的變化與造孔劑含量有關(guān),孔洞多為通孔結(jié)構(gòu)。造孔劑的加入均沒有影響碳化硅陶瓷的物相組成。 (2)擠出成型法碳化硅蜂窩陶瓷的制備 采用擠出成型技術(shù),改變不同含水量,制備了表面光滑的碳化硅蜂窩陶瓷坯體,并借助無壓燒結(jié)技術(shù),制備了蜂窩碳化硅陶瓷。研究表明,碳化硅蜂窩陶瓷的相對密度隨含水量上升,先上升后下降,線收縮率和失重率則先下降后上升抗彎強度則是先升高后降低,其值均在10MPa以上,添加劑不影響蜂窩陶瓷的物相組成。 (3)添加造孔劑結(jié)合擠出成型制備多孔碳化硅蜂窩陶瓷 以淀粉、氧化鐵為造孔劑,采用擠出成型和無壓燒結(jié)技術(shù),制備了多孔碳化硅蜂窩陶瓷。研究表明,隨造孔劑含量上升,多孔碳化硅蜂窩陶瓷的相對密度逐漸下降,線收縮率降低,失重率上升,抗彎強度降低,強度值均在8MPa以上；孔洞多為圓球形閉孔結(jié)構(gòu),總孔體積上升,孔徑增大。以氧化鐵為造孔劑時,燒結(jié)和力學性能與淀粉的規(guī)律相似,但孔洞大多為通孔結(jié)構(gòu),孔徑分布0.2～0.9μm之間。
【關(guān)鍵詞】：碳化硅 陶瓷 多孔 蜂窩 催化劑載體
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TQ174.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 引言12-14
• 第二章 文獻綜述14-22
• 2.1 多孔陶瓷材料研究現(xiàn)狀14-16
• 2.2 蜂窩材料研究現(xiàn)狀16-19
• 2.2.1 金屬載體16-17
• 2.2.2 蜂窩陶瓷載體研究現(xiàn)狀17
• 2.2.3 蜂窩陶瓷成型工藝17-18
• 2.2.4 蜂窩陶瓷的用途18-19
• 2.3 立題依據(jù)與主要研究內(nèi)容19-22
• 2.3.1 立題依據(jù)19-21
• 2.3.2 研究思路與內(nèi)容21-22
• 第三章 實驗內(nèi)容和研究方法22-28
• 3.1 實驗原料22
• 3.2 實驗過程22-24
• 3.2.1 竹炭和硅溶膠復(fù)合造孔劑制備22-23
• 3.2.2 添加造孔劑的多孔碳化硅陶瓷制備23
• 3.2.3 擠出成型法碳化硅蜂窩陶瓷的制備23-24
• 3.2.4 多孔碳化硅蜂窩陶瓷的制備24
• 3.3 測試及表征方法24-28
• 3.3.1 素坯/燒結(jié)體密度測定24-25
• 3.3.2 燒結(jié)體線收縮率測定25
• 3.3.3 燒結(jié)體失重率測定25
• 3.3.4 力學性能測試25
• 3.3.5 物相分析25-26
• 3.3.6 顯微結(jié)構(gòu)分析26
• 3.3.7 壓汞分析26-28
• 第四章 添加造孔劑制備多孔碳化硅陶瓷28-52
• 4.1 竹炭和硅溶膠為造孔劑多孔碳化硅陶瓷的制備28-36
• 4.1.1 引言28
• 4.1.2 配方設(shè)計及燒結(jié)工藝28-29
• 4.1.3 燒結(jié)性能和力學性能29-32
• 4.1.4 微觀形貌分析32-34
• 4.1.5 物相組成分析34-36
• 4.2 淀粉為造孔劑多孔碳化硅陶瓷的制備36-43
• 4.2.1 引言36
• 4.2.2 配方設(shè)計及燒結(jié)工藝36
• 4.2.3 燒結(jié)性能和力學性能36-39
• 4.2.4 微觀形貌分析39-42
• 4.2.5 物相組成分析42-43
• 4.3 氧化鐵為造孔劑多孔碳化硅陶瓷的制備43-50
• 4.3.1 引言43-44
• 4.3.2 配方設(shè)計及燒結(jié)工藝44
• 4.3.3 燒結(jié)性能和力學性能44-47
• 4.3.4 微觀形貌分析47-48
• 4.3.5 物相組成分析48-50
• 4.4 本章小結(jié)50-52
• 第五章 擠出成型法碳化硅蜂窩陶瓷的制備52-64
• 5.1 蜂窩陶瓷作為載體的特點52
• 5.2 擠出成型工藝研究52-56
• 5.2.1 擠出成型工藝52-54
• 5.2.2 陶瓷塑化劑54-55
• 5.2.3 擠出成型配方選取55-56
• 5.3 蜂窩陶瓷的干燥和燒成工藝56-57
• 5.3.1 生坯的水分與干燥的關(guān)系56
• 5.3.2 燒成工藝56-57
• 5.4 不同含水量碳化硅蜂窩陶瓷的研究57-63
• 5.4.1 燒結(jié)性能和力學性能分析57-60
• 5.4.2 微觀形貌分析60-61
• 5.4.3 物相組成分析61-63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 第六章 添加造孔劑結(jié)合擠出成型制備多孔碳化硅蜂窩陶瓷64-84
• 6.1 前言64-65
• 6.2 實驗流程圖65-66
• 6.3 淀粉為造孔劑多孔碳化硅蜂窩陶瓷的制備66-73
• 6.3.1 配方設(shè)計和燒結(jié)工藝66
• 6.3.2 燒結(jié)性能和力學性能分析66-69
• 6.3.3 微觀形貌分析69-70
• 6.3.4 物相組成分析70-71
• 6.3.5 壓汞分析71-73
• 6.4 氧化鐵為造孔劑多孔碳化硅蜂窩陶瓷的制備73-81
• 6.4.1 配方設(shè)計和燒結(jié)工藝73
• 6.4.2 燒結(jié)性能和力學性能分析73-76
• 6.4.3 微觀形貌分析76-77
• 6.4.4 物相組成分析77-79
• 6.4.5 壓汞分析79-81
• 6.5 本章小結(jié)81-84
• 第七章 全文總結(jié)84-86
• 參考文獻86-90
• 致謝90-92
• 個人簡歷92-94
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及專利94

【參考文獻】

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本文編號：258963