電致發(fā)熱多孔SiC陶瓷的制備工藝與應(yīng)用研究.pdf

1、電致發(fā)熱多孔陶瓷是以SiC為材質(zhì)，利用反應(yīng)燒結(jié)法制備而得的一種多孔陶瓷材料。其可采用有機(jī)泡沫浸漬法和有機(jī)網(wǎng)格堆積法等工藝制備而得。 本文以有機(jī)泡沫浸漬法為制備工藝，在前期實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上補(bǔ)充了對(duì)聚氨酯海綿的預(yù)處理工藝。也補(bǔ)充進(jìn)行了石油焦不同含量的泡沫陶瓷的研究。應(yīng)用研究是進(jìn)行加熱自來水裝置的設(shè)計(jì)，但是由于有機(jī)泡沫浸漬法制備的泡沫陶瓷氣孔率大、孔壁較薄、孔筋較細(xì)，在鉆孔焊接金屬電極的過程中容易破壞泡沫陶瓷的整體骨架，因此該裝置中選用有

2、機(jī)網(wǎng)格堆積法制備的多孔陶瓷代替有機(jī)泡沫浸漬法制備的泡沫陶瓷作加熱元件。裝置應(yīng)用過程中，為了防止流體和陶瓷加熱元件的直接接觸，實(shí)驗(yàn)中用溶膠-凝膠法進(jìn)行氧化鋁絕緣涂層的研究，涂層方法采用浸漬提拉法。應(yīng)用XRD、SEM、EDS等手段，對(duì)有機(jī)泡沫浸漬法制備的泡沫陶瓷和應(yīng)用研究中采用的有機(jī)網(wǎng)格堆積法制備的多孔陶瓷涂層后的微觀結(jié)構(gòu)和物相組成進(jìn)行了分析和探討。 有機(jī)泡沫浸漬法中漿料的制備是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，通過對(duì)石油焦不同含量的漿料性能進(jìn)行

3、研究，得出漿料性能最優(yōu)時(shí)，酚醛樹脂的醇溶液濃度不隨石油焦含量的變化而變化，均為55.86％。但是醇溶液的總用量隨著石油焦含量的增加而增加。 對(duì)聚氨酯海綿進(jìn)行預(yù)處理后，海綿的孔筋表面變粗糙，掛漿量增加，制品的抗折強(qiáng)度也增大了，從原來的2-3MPa增大到5MPa左右。 通過對(duì)石油焦不同含量的泡沫陶瓷進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著石油焦含量的增加泡沫陶瓷的電性能增強(qiáng)，力學(xué)性能先增大后減小，在石油焦含量為50％時(shí)抗折強(qiáng)度最大。對(duì)相同石油

4、焦含量的泡沫陶瓷制品來說，隨著滲硅量的增加，制品的電性能和力學(xué)性能都增強(qiáng)，但是當(dāng)滲硅量過大時(shí)，氣孔率急劇變小，出現(xiàn)明顯的堵孔現(xiàn)象。因此當(dāng)石油焦含量為50％時(shí)，最佳的滲硅量是試樣中碳含量的2.4-2.6倍。 應(yīng)用研究中的裝置其最大特點(diǎn)是水在流動(dòng)的過程中被加熱，加熱溫度可以達(dá)到50℃。陶瓷的發(fā)熱功率最高為655瓦特，平均發(fā)熱功率為325瓦特左右。 在絕緣涂層的研究中，從涂層后多孔陶瓷基體的SEM照片中可以看出，多孔陶瓷的孔壁