泡沫陶瓷制备的影响因素及环保功能
泡沫陶瓷过滤片的用途

泡沫陶瓷过滤片的用途
1.汽车尾气净化
汽车尾气中的颗粒物质对环境和人体健康造成了很大的影响。
泡沫陶瓷过滤片可以作为一种有效的尾气净化材料,通过其细小的孔隙过滤颗粒物,减少有害气体的排放,提高汽车尾气的净化效果。
2.工业废气处理
许多工业过程会产生大量的废气,其中包括颗粒物质和有害气体。
泡沫陶瓷过滤片可以用于工业废气处理装置中,通过过滤和吸附的方式,有效去除废气中的颗粒物和有害气体,减少对环境的污染。
3.矿井通风净化
在矿井开采过程中,会产生大量的尘埃和有害气体。
泡沫陶瓷过滤片可以应用于矿井通风系统中,通过过滤和吸附作用,净化通风气流中的颗粒物和有害气体,提高矿井内部的空气质量,保障工人的健康和安全。
4.水处理
水处理是保障人类饮水安全的重要环节,其中固液分离是一个关键步骤。
泡沫陶瓷过滤片可以用于水处理装置的滤芯中,通过其细小的孔隙,有效过滤水中的悬浮物和杂质,提高水的净化效果。
5.空气净化
泡沫陶瓷过滤片也可以用于空气净化领域中。
在一些对空气质量要求较高的场所,如医院、实验室、电子厂等,可以使用泡沫陶瓷过滤片作为空气净化设备的滤芯,通过过滤和吸附的方式有效去除空气中的颗粒物和有害气体,提高室内空气的质量。
总结而言,泡沫陶瓷过滤片具有广泛的应用前景。
它可以用于汽车尾气净化、工业废气处理、矿井通风净化、水处理和空气净化等领域。
通过其优异的过滤和吸附性能,能够有效去除颗粒物和有害物质,保护环境和人类健康。
同时,泡沫陶瓷过滤片的制备工艺也在不断发展,使其性能得到了很大的提高,进一步拓展了其应用范围。
陶瓷工业生产过程对环境的污染及治理措施

陶瓷工业生产过程对环境的污染及治理措施摘要:目前我国陶瓷生产存在资源消耗大、能耗高、污染严重等问题,随着社会经济的快速发展,传统生产模式所带来的资源过度消耗与环境污染问题受到广泛关注。
陶瓷生产过程中,产生的污染问题主要有废气、废水、废渣等。
一方面应通过清洁生产,节能降耗,减少污染物的产生量;另一方面可通过末端治理,对工程排放的污染物进行有针对性的治理,使污染物能够达标排放,减少对环境的影响。
关键词:陶瓷工业;污染;清洁生产;治理Ceramic Industrial Production Processes to the Environmental Pollution andGovernance MeasuresAbstract: At present, to China's ceramic production, there are problems of great resource consumption, high energy consumption and serious pollution. With the rapid socio-economic development, the traditional mode of production is under the spotlight, which brings about the excessive consumption of resources and environmental pollution. In ceramic production process, it results in the pollution problems mainly concluding exhaust gas, waste water and waste residue. On one hand, through clean production, it will save energy and reduce the production of pollutants quantity; on the other hand,by the end of treatment, to project the pollutants from the targeted management, contaminants can reach the standard of discharge, reducing the bad impact on the environment.Key word s: ceramic industry; pollution;clean production; governance自1993年以来我国建筑卫生陶瓷产量一直高居世界首位,1998年陶瓷砖产量占世界总产量的34.5%,卫生瓷占世界总产量的23.4%。
泡沫陶瓷材料的制备及多功能性

空间 网架 结构 ,气孔 率在2 % ~ 5 0 9 %之 间 ,其 造型 犹 如钢 化 了的 泡 沫塑 料 或瓷 化 了的 海绵 体 。根 据 材质 不 同 ,泡 沫 陶瓷 的使 用 温 度 为 常温 ~1 0 ℃ 。自 1 7 年 美 国发 明 了利 用 氧 60 9 8 化铝 、高 岭土 等陶 瓷 料浆 研 制 的泡 沫陶 瓷 ,用 于铝 合 全铸 造 过滤 之 后 ,英 、日 、德 、瑞 士等 国 家竞 相 开展 了 研究 ,生产 工 艺 日益 先进 ,技 术 装备 越 来越 向 机械 化 、自动 化发 展 ,根
【 e od fa dc rmi ;rp rt n muiu cin l s K yw rs】o me ea c pe aai ; lfn t ai s o t - o t i e
1 、引 言
泡 沫 陶 瓷材 料 的 发 展始 于2O世 纪 7 O年代 ,是 一种 具 有 可 耐 高 温 的多 孔 材料 。其孔 径 从纳 米级 到 微米 级 不等 ,具有 三 维
溶 胶一 凝 胶 法是 利 用 凝胶 化 过 程 中胶 体粒 子 的 堆积 以及 凝胶 处理 、热 处理 等 过 程 中 留下 小气 孔 ,形 成 可 控 孔 隙结 构 。由 溶胶 向凝 胶 的转 化 过程 中 ,体 系 的 粘度 迅 速 增 加 ,从 而稳 定 了 已经 产 生 的气 泡 ,有 利 于发 泡 。溶胶 一 凝 胶 方法 主 要用 来 制备 孔 径 在纳 米 级 的微 孔 陶瓷 材 料 ,气 孔 分 布均 匀 ,现 已成 为无机 分离 膜制 备工 艺 中最 为活跃 的研 究领 域 。
产 品的性 能 。
2. 泡法 1发
发 泡 法主 要 是在 陶 瓷粉 料 中加 入适 当 的发 泡 剂 ,通 过化 学 反 应 产 生 挥 发 性 气 体 从 而产 生 泡 沫 ,然 后 再经 干燥 和 烧 成 制 得 。采用 反 应发 泡 的方 法 ,可 以 制备 形 状复 杂 的泡 沫 陶瓷 制
泡沫碳化硅陶瓷的制备工艺与性能研究

泡沫碳化硅陶瓷的制备工艺与性能研究一、本文概述随着科学技术的不断发展和进步,新型陶瓷材料的研究与应用逐渐成为材料科学领域的研究热点。
其中,泡沫碳化硅陶瓷作为一种轻质、高强、耐高温的新型陶瓷材料,凭借其独特的物理和化学性能,在航空航天、能源、环保等领域展现出广阔的应用前景。
本文旨在深入探讨泡沫碳化硅陶瓷的制备工艺,研究其性能特点,为进一步优化制备工艺、提升材料性能以及推动其在实际应用中的广泛使用提供理论支撑和实践指导。
本文首先概述了泡沫碳化硅陶瓷的基本性质和研究背景,阐述了其在不同领域中的应用价值。
随后,详细介绍了泡沫碳化硅陶瓷的制备工艺,包括原料选择、配方设计、成型方法、烧结工艺等关键步骤,并分析了各工艺参数对材料性能的影响。
在此基础上,本文重点研究了泡沫碳化硅陶瓷的物理性能、化学性能以及力学性能,如密度、孔隙率、热稳定性、抗腐蚀性等,并通过实验数据分析了其性能特点与制备工艺之间的关联。
本文总结了泡沫碳化硅陶瓷的制备工艺与性能研究成果,指出了当前研究中存在的问题和不足,并对未来的研究方向和应用前景进行了展望。
通过本文的研究,旨在推动泡沫碳化硅陶瓷制备工艺的进一步优化,提升材料性能,拓展其应用领域,为新型陶瓷材料的发展做出积极贡献。
二、泡沫碳化硅陶瓷的制备工艺泡沫碳化硅陶瓷的制备工艺主要包括原料选择、配方设计、泡沫前驱体的制备、碳化硅化过程以及后处理几个关键步骤。
原料选择是制备泡沫碳化硅陶瓷的第一步,其主要原料包括硅源、碳源、造孔剂以及可能的添加剂。
硅源一般选择硅粉、硅溶胶或硅烷等,碳源则可以选择石墨、炭黑、有机聚合物等。
造孔剂的选择对于泡沫结构的形成至关重要,常用的有无机盐类、高分子聚合物等。
根据需求,还可以添加一些助剂,如分散剂、催化剂等。
配方设计则需要根据所需的碳化硅陶瓷性能,合理搭配各原料的比例。
通过调整硅碳比、造孔剂含量等参数,可以控制泡沫碳化硅陶瓷的密度、孔径、孔结构以及机械性能等。
泡沫前驱体的制备是制备泡沫碳化硅陶瓷的关键步骤。
泡沫陶瓷的制备和应用

泡沫陶瓷的制备和应用【摘要】泡沫陶瓷孔隙率高、抗热震性能良好、耐腐蚀性强、稳定性好,已在多个领域得到应用。
对制备工艺进行了分析,并介绍了泡沫陶瓷的研究进展和应用前景。
【关键词】泡沫陶瓷;制备;性质;应用泡沫陶瓷为新型的保温隔热绿色环保材料,内部含有大量气孔、呈三维空间网架结构。
其孔隙率高、稳定性好,还具有耐腐蚀、抗热震等传统有机保温材料所没有的特性。
1、泡沫陶瓷概述美国在1978年于熔融金属的过程中,用Al2O3和高岭土等制出泡沫陶瓷,使金属铸件的质量提升、制品的废品率下降。
德、日、英等国家之后开展了相关工作,将泡沫陶瓷应用在杂质的过滤和催化剂载体等方面。
我国在20世纪80年代时探索了泡沫陶瓷的研究,其在尾气净化和金属熔融领域达到了高实用的水平。
目前,泡沫陶瓷的组成材质多种多样,骨料和材质也不尽相同,使用温度及主要性能还需研究。
2、泡沫陶瓷的制备方法(1)添加造孔剂工艺添加造孔剂工艺要求造孔剂在基体陶瓷烧结后离开基体,形成大量气孔,制成的泡沫陶瓷孔隙大小和形状主要由造孔剂颗粒决定。
常用的造孔剂有无机和有机两类,无机造孔剂如CaCO3、碳酸铵等在高温下可分解形成气孔,而硫酸钠、氯化钠等在高温下不分解,也不与基体产生反应,可在烧结完成后用水、酸或碱溶液浸出气孔,从而制得泡沫陶瓷。
有机造孔剂如锯末、淀粉、聚氯乙烯等天然纤维和高分子聚合物等,可在制品烧结前分解或挥发,产生大量气孔。
该工艺制成的泡沫陶瓷形状各异、气孔特征不一,但孔隙率不高。
(2)有机泡沫浸渍工艺有机泡沫浸渍工艺由Schwartzwalder和Somers在20世纪60年代发明,可制出孔隙率大于70%的泡沫陶瓷。
该工艺须先准备好有机泡沫网状体,之后将陶瓷浆料涂在其上,干燥烧结后除去泡沫体,从而获得泡沫陶瓷。
制品强度和孔隙率均较高,但形状和密度不甚理想。
有机泡沫体须有一定的亲水性和回弹性,使陶瓷浆料吸附并在多余浆料挤出后回复原态,决定了制品的孔隙特征。
泡沫陶瓷及应用

2018年第12期墙材网2018.12泡沫陶瓷是具有高比面积、高气孔率、低密度、低热传导系数,对液体和气体介质有选择透过性,并具有能量吸收和阻尼特性等优异性能的新型材料,且孔道呈互相连接的迷宫式三维网状结构的多孔体,在熔融金属、气体液体过滤、净化分离、化工催化载体、吸声减震、高级保温材料、生物材料、特种墙体材料和传感器材料等方面作用显著,广泛应用于环保、能源、化工、生物等领域。
1泡沫陶瓷概述泡沫陶瓷材料的发展始于20世纪70年代,是一种具有高温特性的多孔材料。
其孔径从纳米级到微米级不等,气孔率在20%~95%之间,使用温度为常温~1600℃。
1.1按孔隙之间关系,泡沫陶瓷可分为:闭口气孔和开口气孔闭口气孔:指陶瓷材料内部微孔允布在连续的陶瓷基体中,孔与孔之间相互隔离。
开口气孔:包括材料内部孔与孔之间相互连通和一边开口、另一边闭口形成不连通气孔两种。
1.2泡沫陶瓷按材质可分为以下几种硅藻土质材料:主要以精选硅藻土为原料,加黏土烧结而成,用于精滤水和酸性介质中。
铝硅酸盐材料:以耐火黏土熟料、烧矾土、硅线石和合成莫来石质颗粒为骨料。
具有耐酸性和耐弱碱性,使用温度达1000℃。
高硅质硅酸盐材料:主要以硬质瓷渣、耐酸陶瓷渣及其他耐酸的合成陶瓷颗粒为骨料生产,具有耐水性和耐酸性,使用温度达700℃。
陶质材料:组成接近高硅质硅酸盐材料,是一种主要以多种黏土熟料颗粒与黏土等混合而得到的微孔陶瓷材料。
刚玉和金刚砂材料:以不同型号的电熔刚玉和碳化硅颗粒为骨料,具有耐强酸、耐高温特性,耐高温可达1600℃。
氧化锆材料:基本材质是氧化锆ZrO 2,具有高的强度和高温冲击力,耐热温度高于1700℃。
2泡沫陶瓷制备工艺泡沫陶瓷制备工艺主要有有机(聚合物)泡沫浸演工艺、发泡工艺、添加造孔剂工艺、溶胶-凝胶工艺、凝胶注模工艺。
2.1有机(聚合物)泡沫浸演工艺有机泡沫浸演工艺是用有机泡沫浸渍陶瓷料浆,干燥后烧掉有机泡沫,获得泡沫陶瓷的一种方法。
陶瓷材料与环境保护的关系与应用

陶瓷材料与环境保护的关系与应用陶瓷材料一直以来都与环境保护息息相关。
作为一种纯天然、可再生的材料,陶瓷在很多领域都有广泛的应用,同时也为环境保护提供了许多解决方案。
本文将从陶瓷材料的可持续性、环境友好性以及在环境保护方面的应用等方面对其与环境保护的关系进行探讨。
一、陶瓷材料的可持续性可持续性是现代社会对于材料的重要要求之一。
陶瓷材料在这方面有着明显的优势。
首先,陶瓷是一种来自于自然界的材料,其原料主要是矿石、黏土等。
这些原料在地球上广泛存在且可持续供应,不会对自然资源造成过度的耗竭。
其次,陶瓷材料具有很高的耐久性和稳定性,能够在长时间内保持其原有的性能和外观,不易受到外界环境的影响。
这使得陶瓷制品能够更长久地使用,减少了资源的浪费。
二、陶瓷材料的环境友好性陶瓷材料具有良好的环境友好性,这使得它在环境保护方面有着广泛的应用。
首先,陶瓷制品几乎不会产生有害物质。
在制造过程中,陶瓷通常只需要通过高温烧结而成,而不需要添加其他化学物质。
这就避免了许多有毒有害物质的生成,对环境和人体健康的影响更小。
其次,陶瓷材料具有很好的耐腐蚀性和抗酸碱性能,能够在恶劣的工作环境下长期稳定运行,减少了对环境的污染。
三、陶瓷材料在环境保护中的应用由于其可持续性和环境友好性,陶瓷材料在环境保护中有着广泛的应用。
首先,陶瓷被广泛应用于污水处理领域。
陶瓷膜技术是目前最先进的水处理技术之一,能够高效地去除水中的污染物,实现水资源的再利用。
其次,陶瓷可以用于垃圾焚烧和能源回收。
陶瓷制品具有很高的抗高温性能,可以用于制造垃圾焚烧炉的内衬材料,同时还能够回收其中的能量。
此外,陶瓷还可以用于制造环保建材,如环保砖、环保地砖等,减少了对天然资源的开采和破坏。
综上所述,陶瓷材料与环境保护息息相关,具有良好的可持续性和环境友好性。
通过其在环境保护中的应用,陶瓷材料为我们提供了许多解决方案。
未来,随着科技的发展和创新,相信陶瓷材料在环境保护领域中的应用将会越来越广泛,为实现可持续发展贡献更大的力量。
发泡陶瓷的十大弊端

发泡陶瓷的十大弊端
嘿,大家听我说哈!今天咱来聊聊发泡陶瓷的那些事儿。
你可别以为发泡陶瓷就全是好的呀,它也是有不少弊端的呢!
你想想看,发泡陶瓷这东西,它的强度可不咋高呀!就好比那纸糊的老虎,看着威风,可真要是有点风吹草动,说不定就散架啦!你要是想用它来做个特别重要的结构体,那可得三思而后行,万一哪天不小心碰一下,哎呀,那不就悲剧啦!
还有啊,它的防水性能也不是特别厉害呀!要是碰到水多的地方,它就有点招架不住啦,就跟那不会游泳的旱鸭子似的,能不叫人操心吗?这要是用在潮湿的环境里,时间一长,那还不得出问题呀!
发泡陶瓷的防火性能也不是顶尖的哟!虽然说也能防火,但要是大火真烧起来了,它也不一定能完全扛得住呀!跟那些专业的防火材料比起来,还是有点差距的呢,你说是不是?
它的耐久性也值得商榷呀!时间长了,会不会容易老化呀,会不会变得不那么结实啦?这可都是让人心里没底的事儿呀!
再说说它的加工难度吧,可没那么容易摆弄呢!你想把它弄成你想要的形状,那可得费点功夫,哪有那么听话就随你摆布呀!
而且发泡陶瓷的价格也不便宜呀!你花了那么多钱,要是达不到你期望的效果,那得多心疼呀!
它的隔音效果也不是最顶级的呀,要是对隔音要求特别高的地方,用它可能就不是最理想的选择啦!
还有它的重量呢,虽说比一些材料轻点,但也不是轻若无物呀,搬运起来也不轻松呀!
它的外观呢,虽然也能做得不错,但总归不是那种能让人一眼惊艳的呀,比较普通啦!
这发泡陶瓷呀,可真不是十全十美的呢!咱在选用的时候可得好好考虑考虑,权衡利弊呀!别光看到它的一点好处,就忽略了这些弊端呀!不然到时候后悔都来不及啦!总之,要慎重呀!。
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泡沫陶瓷制备的影响因素及环保功能摘要:本文介绍了泡沫陶瓷的概念、制备方法、优点、性能,结合最常用的有机泡沫浸渍法制备泡沫陶瓷,研究一些主要工艺因素对泡沫陶瓷制备的影响,重点讲述了泡沫陶瓷在废水处理、废气处理,吸声降噪领域的环保功能,指出了当前陶瓷材料的研究热点和今后要解决的问题。
关键词:泡沫陶瓷;有机泡沫浸渍法;工艺因素;环保功能Factors Affecting the Preparation of Ceramic Foam andEco-friendlyAbstract: This article presents the concept, process, strongpoint, performance of ceramic foam. Combined with the most common organic foam impregnated ceramic foam, it studies some of the major process factors impacting on the preparation of ceramic foam. It mainly describes the application of ceramic foam in wastewater treatment, exhaust gas treatment and sound absorption and noise reduction. The article also predicts the current research focus of ceramic materials and problems which should be solved in the future.Key words: ceramic foam; organic precursor impregnation method; process factors; eco-friendly 我国政府高度重视可持续发展,将可持续发展确定为国家的重大发展战略。
因此,在二十一世纪着眼于解决能源与环境问题的高新技术将得到广泛关注,并将对自然和社会的良性发展起到重要作用。
如何开发新能源和新材料、减少已有能源与材料的消耗是其中一个重要方面,已成为科技工作者共同努力的新课题。
泡沫陶瓷材料的开发就是在这种大背景下提出的。
1 泡沫陶瓷基本性质泡沫陶瓷材料的发展始于20世纪70年代,是一种具有高温特性的多孔材料。
其孔径从纳米级到微米级不等,具有三维空间网架结构的高气孔率的多孔陶瓷体,气孔率在20%~95%之间,其造型犹如钢化了的泡沫塑料或瓷化了的海绵体,使用温度为常温至1600℃。
自1978年美国发明了利用氧化铝、高岭土等陶瓷料浆成功研制出泡沫陶瓷,用于铝合金铸造过滤之后,英、日、德、瑞士等国家竞相开展了研究,生产工艺日益先进,技术装备越来越向机械化、自动化发展,根据应用的目的不同,已研制出多种材质,适合于不同用途的泡沫陶瓷过滤器(见图1),如A12O3、ZrO2、SiC、氮化硅、硼化物等高温泡沫陶瓷,有的还加入了一定的矿物,如莫来石、堇青石、粉煤灰、煤矸石等,产品已系列化、标准化,形成了一个新兴产业[1~3]。
拓宽和开发泡沫陶瓷在国内各行业中的应用,无疑是十分必要的。
为了获得一定形状和结构的泡沫陶瓷材料,制备工艺过程起到了决定作用。
目前,主要的几种泡沫陶瓷制备工艺包括发泡工艺、挤出成型工艺、溶胶—凝胶工艺以及有机泡沫浸渍工艺等。
我国在20世纪80年代初开展泡沫陶瓷研究工作,并取得较大进展,部分产品已经标准化、系列化。
但是我国的泡沫陶瓷从整体技术水平上与国外相比还有一定的差距。
诸如泡沫陶瓷材料的强度和刚度、克服掉渣、孔径尺寸的精密控制、提高材料的使用温度、移植泡沫金属和泡沫塑料等其它泡沫材料的工艺来改善泡沫陶瓷材料的制备工艺等方面,需要进一步提高[4]。
作为一种新型的无机非金属过滤材料,泡沫陶瓷具有气孔率高、比表面积大、重量轻、抗热震、强度高、耐高温、耐腐蚀、再生简单、使用寿命长及良好的过滤吸附性等优点。
与传统的过滤器如陶瓷颗粒烧结体,玻璃纤维布相比,不仅操作简单,节约能源,成本低,而且过滤效果较好。
泡沫陶瓷可以广泛应用于热交换材料,汽车尾气装置,净化冶金工业过滤熔融态金属,热能回收,轻工喷涂行业,工业污水处理、隔热隔音材料,用作化学催化剂载体,电解隔膜及分离分散元件等。
近年来,泡沫陶瓷的应用领域又扩展到航空领域、电子领域、医用材料领域及生物化学领域等[5,6]。
可以预见,各应用领域对泡沫陶瓷需求的不断扩大及对高性能泡沫陶瓷的迫切需要。
特别是本世纪改善环境的呼声不断高涨,将会促进泡沫陶瓷的飞速发展,为泡沫陶瓷的应用开创更广阔的前景。
高科技泡沫陶瓷在环保领域的应用展现出其作为一种绿色环保材料的重要意义和应用价值。
图1 泡沫陶瓷过滤器2 泡沫陶瓷的制备工艺泡沫陶瓷材料的制备方法有很多,其中应用比较成功的有:有机物燃失法,添加造孔剂法,发泡法,有机前驱体浸渍法及溶胶一凝胶法等。
目前最理想的制备方法是有机前驱体浸渍法,用此种成型方法制备的泡沫陶瓷已在多个领域进行了大量应用。
该方法采用聚氨酯泡沫塑料为载体,将其浸入到由陶瓷粉末、粘结剂、助烧结剂、悬浮剂等制成的涂料中,然后挤掉多余涂料,将陶瓷涂料均匀涂覆于载体骨架成为坯体,再把坯体烘干并经高温焙烧而成。
其典型的工艺流程如图2[7]所示。
该方法通过控制浆料性能,优化无机粘结剂体系,严格控制浆料浸渍工艺过程,可以制备高性能的泡沫陶瓷制品。
图2 有机前驱体浸渍法工艺流程图3 泡沫陶瓷研制过程中影响因素结合最常用的有机泡沫浸渍法制备泡沫陶瓷,来研究一些主要工艺因素对泡沫陶瓷制备的影响。
3.1 酸处理对有机泡沫体挂浆量的影响由于料浆是水基的而泡沫模板是有机的,两者相容性和粘附性很差,所以料浆往往不能充分润湿泡沫体,在涂覆过程中,会有个别部位因为没有润湿而根本没有涂上料浆,从而导致涂覆的不连续性,在有机泡沫体的排出过程中,在孔筋表面产生大的裂纹、空洞等缺陷。
导致的结果是挂浆量不高且不均匀,这样直接影响所制备泡沫陶瓷的强度和孔洞的均匀性。
所以必须对有机泡沫体进行预处理,在本实验中首先采用不同质量浓度的硫酸溶液,将具有相同体积的有机泡沫体浸泡。
结果如图3[8]所示:用硫酸溶液处理有机泡沫体时,随硫酸量的增加,平均挂浆量先上升,但超过50%左右反而下降。
图3 酸处理对挂浆量的影响3.2 碱处理对有机泡沫体挂浆量的影响这里采用不同浓度的氢氧化钠溶液,将有机泡沫体浸泡24h,结果如图4所示。
图4显示了氢氧化钠浓度对挂浆量的影响,随着浓度的增加,挂浆量先上升后下降,在2mol/L左右达到峰值[9]。
通过比较挂浆量可以看出用氢氧化钠溶液处理的有机泡沫体的挂浆量,要比用硫酸溶液处理的要高。
这是由于用氢氧化钠溶液处理的有机泡沫体的表面粗糙度高,并且用氢氧化钠溶液处理的有机泡沫体的表面产生了一OH使得泡沫与水基料浆有很好的相容性,挂浆量也得到提高。
图4 碱处理对挂浆量的影响3.3分散剂的选择及浓度的确定为了提高挂浆量,需尽可能的提高浆料的固含量。
加入分散剂可以提高浆料的稳定性,阻止颗粒再团聚,进而提高浆料的固含量;对于不同的粉料体系,分散剂的效果一般不同。
选择合适的分散剂以及控制加入量是提高泥浆固含量的有效途径。
选用柠檬酸胺、碳酸钠、三聚磷酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠等五种分散剂及其不同浓度对泥浆固含量的影响进行试验。
当泥浆含水率不同时,各分散剂在不同浓度下对泥浆流动效果的影响如下面各表所示[8]。
4 泡沫陶瓷的绿色环保功能泡沫陶瓷的应用开始于19世纪70年代,当时主要用于高温熔融合金过滤,后来,随着泡沫陶瓷使用范围的不断扩大,其应用领域也逐渐扩大,由过滤、热工等领域逐渐扩展到、隔热、吸音、电子、光电、传感、环境生物及化学领域,关于泡沫陶瓷材料在新领域的应用的报道很多,较新的应用领域归纳起来主要有以下几种:4.1过滤与分离作为过滤材料,多孔陶瓷具备很多优点:化学稳定性好,耐酸碱及有机溶剂;极好的耐急冷急热性能,一般工作温度可达1000℃~1100℃,特殊材料的多孔陶瓷,最高时工作温度可达1600℃;抗菌性能好,不易被细菌降解,不易堵塞而且易生;无毒,尤其适用于食品行业和药物的处理。
可广泛应用于各种液体过滤和气体过滤,应用在空气净化、工业用水、生活用水处理和污水净化等方面[10]。
各种废气、城市生活污水和工业废水都需要进行相应的过滤和分离才能排放到自然环境中。
让废气或废液通过泡沫的陶瓷体,其中的有害物质颗粒物就会被拦截或者吸附在泡沫结构中,而净化后的气体或液体就可以排放到自然界中了。
这方面的一个典型应用就是柴油机尾气过滤。
在城市中,大量公交车都是采用柴油机发动的,但是柴油因为燃烧不完全,在尾气中存在数量巨大的微细碳粒,这些颗粒物如果被人体吸人就会产生各种呼吸道疾病。
柴油车高温废气的除尘也是多孔陶瓷的一个应用典范。
在发达国家利用多孔陶瓷除尘是一种最新、最有效的高温烟气除尘技术。
我国有热电厂几百座,工业锅炉几十万台,每年排放的烟尘高达一亿吨以上。
造成严重的环境污染问题。
如果采用泡沫陶瓷除尘将带来巨大的环保效益。
利用泡沫陶瓷具备高孔隙度且拥有相当大的热交换面积及具有优良的热辐射特性不仅可以有效除去高温含尘气体,还可节约能源。
此外,泡沫陶瓷还可做成光触媒载体,在泡沫陶瓷载体上涂覆纳米二氧化钛,受紫外线激发,具有强烈的光催化氧化降解特性,可催化降解有机物和微生物,从而净化空气等。
如果用泡沫陶瓷替代目前国内水处理行业使用的石英砂过滤材料,可大幅提高水处理效率,减少环境污染,降低水处理成本。
4.2 隔热材料泡沫陶瓷的较高的气孔率和较低的基体导热系数,使其具有热传导率低、抗热震性能优良等特性,所以这种材料具有很好的隔热保温效果。
利用这种优点可以将其用于各种防止热辐射的场合,以及用于保温节能方面。
因此从环保和节能两方面来说都是有利的。
例如,当冬天或者夏天在室内打开空调的时候就需要房屋具有良好的隔热能力,否则室内温度的调节就很难实现,如果房屋的隔热效果很差,那就像开着门窗让空调工作一样,基本上不能达到调节温度的效果,而且因为空调不停地工作而带来了电能的巨大消耗。
使用泡沫陶瓷制备的建筑材料就可以让房屋具有非常好的保温隔热效果,这种先进的材料目前在国内部分新建的住宅小区和办公楼中已经得到应用。
除了日常生活中的应用,泡沫陶瓷在航空航天领域也有着重要的应用,比如航天器的热保护系统就广泛采用了泡沫陶瓷材料。
由泡沫陶瓷制作的典型耐热材料为耐热砖,其材质有ZrO2、SiC、镁盐及钙盐等,使用温度高达1600℃,是目前世界上最好的隔热材料,称之为“超级绝热材料”[11]。