電致發(fā)熱多孔SiC陶瓷的制備工藝與應用研究.pdf

1、電致發(fā)熱多孔陶瓷是以SiC為材質(zhì)，利用反應燒結法制備而得的一種多孔陶瓷材料。其可采用有機泡沫浸漬法和有機網(wǎng)格堆積法等工藝制備而得。 本文以有機泡沫浸漬法為制備工藝，在前期實驗的基礎上補充了對聚氨酯海綿的預處理工藝。也補充進行了石油焦不同含量的泡沫陶瓷的研究。應用研究是進行加熱自來水裝置的設計，但是由于有機泡沫浸漬法制備的泡沫陶瓷氣孔率大、孔壁較薄、孔筋較細，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、機網(wǎng)格堆積法制備的多孔陶瓷代替有機泡沫浸漬法制備的泡沫陶瓷作加熱元件。裝置應用過程中，為了防止流體和陶瓷加熱元件的直接接觸，實驗中用溶膠-凝膠法進行氧化鋁絕緣涂層的研究，涂層方法采用浸漬提拉法。應用XRD、SEM、EDS等手段，對有機泡沫浸漬法制備的泡沫陶瓷和應用研究中采用的有機網(wǎng)格堆積法制備的多孔陶瓷涂層后的微觀結構和物相組成進行了分析和探討。 有機泡沫浸漬法中漿料的制備是一個非常重要的環(huán)節(jié)，通過對石油焦不同含量的漿料性能進行

3、研究，得出漿料性能最優(yōu)時，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。 對聚氨酯海綿進行預處理后，海綿的孔筋表面變粗糙，掛漿量增加，制品的抗折強度也增大了，從原來的2-3MPa增大到5MPa左右。 通過對石油焦不同含量的泡沫陶瓷進行研究，實驗發(fā)現(xiàn)隨著石油焦含量的增加泡沫陶瓷的電性能增強，力學性能先增大后減小，在石油焦含量為50％時抗折強度最大。對相同石油

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性能都增強，但是當滲硅量過大時，氣孔率急劇變小，出現(xiàn)明顯的堵孔現(xiàn)象。因此當石油焦含量為50％時，最佳的滲硅量是試樣中碳含量的2.4-2.6倍。 應用研究中的裝置其最大特點是水在流動的過程中被加熱，加熱溫度可以達到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