高温气体过滤器支撑体的抗热震性能改进研究

细粉 的主要技术特性列 于表 ｌ 。复 合陶瓷材 料试样的配料组 成列于表 ２ 。
试样 制备方法是将表 ２ 各试样配方原料先行 干混合 ， 然
后加入质量比为 ６ ％的 Ｐ Ｖ Ａ溶液 （ 质 量浓度 ２ ％） 湿混 ， 试样采 用 ＹＥ 一 ３ ０型 液压式 压 力试 验机 成型 ， 试样尺 寸为 ５ ０ ｍｍ Ｘ 表 １各原料的主要特性
中 国 陶瓷 工 业 ２ ０ １ ３年 ４月 第 ２ Ｏ卷 第 ２期
ＣＨＩ ＮＡ ＣＥＲＡＭ Ｉ Ｃ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
Ａｐ ｒ ． ２ ０１ ３ Ｖ ｏ １ ． ２ ０ ， Ｎｏ ． ２
文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ２ ８ ７ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ １ １ 一 Ｏ ５
Ｔａ ｂ ． １ Ｔｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｒ ａ ｗ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ
件强度较低等。 因此， 开发一种抗热震性能好的高温气体过滤
器支撑体十分必要 。
现有的以高铝矾土熟料为原料制备莫来石质 陶瓷材料支 撑体 的热稳定性较 差 ， 很难 满足高温 过滤 器工作 条件要求 。 如： 经受高温气体与低温反吹气体的急冷急热作用易于开裂； 陶瓷支撑体难于满足气体反吹 的强度要求等 。 因此各国对 高 温气体过滤器的研究重点主要集 中于复合 陶瓷材料 支撑体 与 微孔陶瓷过滤膜的开发与性能改进［ ｓ － ￣ ｌ 。 根据复合材料韧化强化原理 ， 本试 验采用高铝矾土熟料 、 合成钛酸铝 、 合成堇 青石为主要原料制备莫来石 一刚玉 一 钛 酸铝 一 堇青石复合陶瓷材料 ， 探索其作 为高温过滤器支 撑体 的可能性 。 研 究复合材料的配料组成变化对复合陶瓷材料 抗 热震性能及强度的影响 ， 研究探寻适 宜的制备工艺参数 ， 开 发一种新的高温气体过滤器支撑体材料 。
１ ０ ｍｍ Ｘ １ ０ ｍ ｒ ａ ， 成型压强为 ５ ０ ＭＰ ａ 。 试样干燥后 经 １ ３ ６ ０ ℃保
温２ ｈ烧成 。
三种原料烧结 中， 堇 青石具有较低 的熔点（ 分解点 ） 为１ ４ ３ ０ ℃， 其对应 的烧 结温度也低 ， 在 试验温度 １ ３ ６ ０ ℃条件 下 ， 堇 青石
３ ０ ％、 钛酸铝 １ ０ ％、 堇 青石 ６ ０ ％。
关键词 过滤 器； 支撑体 ； 复合材料 ； 抗热震 中图分类号 ： Ｔ Ｑ１ ７ ４ － ７ ５ 文献标识 码 ： Ａ
０ 前 言
高温 气体过滤器是在高温条 件下（ ｉ ０ ０ ０ ℃） 直接进行气网 分离 ， 实现气体净化 的技术设备㈣ 。 国内外在高温气体过滤器 方面存在着若干需要解 决的问题 ： 高温过滤器 的过滤 元高温含尘气体的磨蚀抵抗能 力较差 、反 向清灰时过滤元
？ 童 ｌ
堪
嚣 端
矾土 熟料含量 ／ ％
热 震 次数
图 ３ 各 试 样 的 抗 折 强度
Ｆ ｉ ｇ ． ３ Ｂｅ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｏ ｆ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｍｅ ｎ ｓ
图 ４ 各 试 样 的 抗 热震 性 能
Ｆｉ ｇ ． ４ Ｔｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｓ ｈ ｏ ｃ ｋ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｍｅ ｎ ｓ
摘 要 为 了改善 高温气体过 滤器支撑体的强度及抗热震性 能， 根 据复合材料韧化 强化原理 ， 本试验 采用陶瓷材料复合技 术 ， 制
备莫来石 一刚玉 一钛 酸铝 一堇青石复合陶瓷材料 ， 探 索其作为高温过滤器支撑体的可能性 。 以粒径 小于 ７ ４ ｍ 的高铝
矾 土熟料 、 钛酸铝 、 堇青石 为原料 ， 以聚 乙烯醇的 溶液（ 质量 浓度 ２ ％） 为 结合剂 ， 试样 成 型压力 为 ５ ０ ＭＰ ａ ， 烧结温度为
１ ３ ６ ０ ￣ Ｃ． 保温 ３小时制备 了莫来石 一刚 玉 一钛酸铝 一堇青石复合材料 对烧后试样进行体积 密度 、 气孔 率、 常温抗折强 度、 抗热震性 的测 定及 Ｘ ＫＤ、 Ｓ Ｅ Ｍ 的分析 ， 研究 了配料组成对复合材料烧结及抗 热震性 能的影响。研 究结果表明 ： 具有
较好烧结性能与抗热震性能的莫来石 一刚 玉 一钛酸铝 一堇青石复合 材料 支撑体的最佳物料配 比（ ％） 为： 高铝矾 土熟料
高温气体过滤器支撑体 的抗热震性能改进研究
刘广 海 唐 辉 ｚ 柳 溪 ｚ 卜 景 龙
（ １ ． 唐 山红玫瑰 陶瓷 制品有 限公 司特种 陶瓷 分公 司， 河北 唐山 ０ ６ ３ ０ ２ ０ ； ２ ． 河 北省 无机 非金属 材料 重点 实验 室 ， 河北联 合 大 学材料 学院 ， 河北 唐 山 ０ ６ ３ ０ ０ ９ ）
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ａｐ ｐ ａ ｒ ｅ ｎ ｔ ｐ ｏｒ ｏ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｍｅ ｎ ｓ
图 ２ 各试Biblioteka 的体积密度 Ｆ ｉ ｇ ． ２ Ｂ ｕ ｌ ｋ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｙ ｔ ｏ ｆ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｍｅ ｎ ｓ
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收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ １ — １ ８
通信联系人 ： ＝ ； ｆ Ｕ 广海 ， Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｌ ｉ ｕ ｇ ｑ ４ ２ ＠１ ２ ６ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
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中 国 陶 瓷 工 业
２ ０ １ ３年 第 ２期
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蝰
矾 土 熟料 含 量 ／ ％
图 １各试样的显气孔率
表 ２ 复合材料试样的配料组成
Ｔａ ｂ． ２ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｓ
１ 试 验 过 程 与 方法
试验用高铝矾土熟料细粉 、 合成钛酸铝细粉 、 合成堇青石