泡沫陶瓷过滤器已问世多年,采用陶瓷过滤器过滤技术可以有效地减少或消除铸件中的非金属夹杂物,净化液态铸造合金,具有很好的经济效益和社会效益。泡沫陶瓷是一种造型上像泡沫状的多孔陶瓷,它是继普通多孔陶瓷、蜂窝多孔陶瓷之后,最近发展起来的第三代多孔陶瓷产品[1-2]。目前制备泡沫陶瓷最常用的是有机泡沫浸渍工艺[3],它是以有机泡沫塑料为骨架,浸浆后干燥,然后高温烧成,在烧成过程中,有机物燃烧挥发,留下网络结构的陶瓷体。笔者通过使用复合粘结剂制备出了高性能的碳化硅质泡沫陶瓷过滤器,并且探讨了复合粘结剂的比例、烧结助剂的加入量及烧成温度对材料物相组成、显微结构、力学性能及热震性能的影响。1试验材料及方法为了确定复合粘结剂的比例、烧结助剂的加入量、烧成温度及获得良好的浆料性能,本次试验采用的原材料是:纯度大于95%的SiC微粉(320目)作为基料,纯度大于97%的工业α-Al2O3细粉(320目)作为烧结助剂,SiO2浓度为50%的硅溶胶和CMC作为复合粘结剂。采用有机泡沫浸渍法制备出碳化硅质泡沫陶瓷过滤器,其烧结过程由烘干、挥发、高温焙烧等组成。L9(33)正交试验的三因素分别为复合粘结剂(羧甲基纤维素+硅溶胶)的比例(质量比)、烧结助剂Al2O3含量(质量分数,下同)及烧成温度(℃)。对采用正交试验烧制成的9组过滤片取样测量体积、称重,获得容重并用排水法测其孔隙率,样品的热震性是通过电炉将样品加热到1100℃,放入15℃水中急冷,取出并放入电炉中,升至1100℃保温10min后再急冷;若表面出现宏观裂纹,则样品为完全热震破坏,记下循环次数。采用Shimadzu(岛津)AG-I250KN型精密万能试验机测试抗压强度,用PhilipsX'pertMPDpro基金项目:河南省科技攻关项目(0424290064);河南科技大学重大科技前期预研专项(2004ZD004);清华大学博士后流动站中国一拖集团博士后工作站项目(2004-01)。收稿日期:2006-04-05收到初稿,2006-08-10收到修订稿。作者简介:王哲(1978-),男,河南平顶山人,硕士研究生,主要从事泡沫陶瓷过滤器制备方面的研究。E-mail:wanidl@sohu.com王哲1,任凤章1,李锋军2,3,刘平1,马战红1,石书冰1(1.河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳471003;2.清华大学机械学院,北京100084;3.中国一拖集团有限公司,河南洛阳471004)摘要:使用有机泡沫浸渍工艺制备碳化硅质泡沫陶瓷过滤器,探讨了复合粘结剂的比例、烧结助剂(Al2O3)的加入量及烧结性能。样品的抗压强度与Al2O3的含量之间存在最佳搭配关系,莫来石相的生成是材料强度提高的一个重要贡献因素。采用最佳配方在1400℃制得的碳化硅质泡沫陶瓷过滤器抗压强度达到1.9MPa,样品加热至1100℃,放入15℃水中急冷的热震次数高达15次。关键词:泡沫陶瓷;碳化硅;粘结剂;CMC中图分类号:TG221文献标识码:A文章编号:1001-4977(2006)11-1137-03WANGZhe1,RENFeng-zhang1,LIFeng-jun2,3,LIUPing1,MAZhan-hong1,SHIShu-bing1(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,HenanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang471003,China;2.DepartmentofMechanicalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;3.ChinaYituoGroupLimitedCorporation,Luoyang471004,China)Abstract:AcomplexcementitiousagentwasusedtofabricateSiCfoamceramicsforthefirsttime.ChangeofcomponentsofSiCfoamceramicsinsinteringprocesswasinvestigatedindetail.ThecompressionstrengthoffoamceramicdependedstronglyonthecontentofAl2O3andthesinterbehavioroftheSiCfoamceramicsshowedagreatdifferencewiththechangeofthecontentofAl2O3.ThecompressionstrengthoftheSiCfoamceramicsfabricatedwithoptimumcompositionandsinteringtemperaturecanreach1.9MPaKeywords:ceramicfoam;SiC;cementitiousagent;CMC铸铁用碳化硅质泡沫陶瓷过滤器的制备与性能PreparationandCapabilityofSiCFoamCeramicFilterUsedinCastIronNov.2006Vol.55No.11铸造FOUNDRY1137型X射线衍射仪进行物相组成研究和日产JSM-5610LV型扫描电镜观察其断口形貌。2试验结果与分析正交试验结果如表1,根据表中级差值R的大小得到因素对性能指标的影响程度:复合粘结剂>烧成温度>烧结助剂含量,制备碳化硅质泡沫...
