陶瓷和粉末过滤元件的结构特点及应用

高温陶瓷过滤管通常具有双层或多层结构，双层结构的陶瓷过滤管的管体由微孔孔径较大的支撑体层和孔径相对较小的过滤膜层组成，克服了传统陶瓷过滤管过滤效率低、压降上升快等问题，实现了表面过滤，是近些年来开发应用最为典型的一种结构形式。如图所示，这种过滤管的过滤膜平均孔径约10μm，过滤膜厚度150〜200μm，管体壁厚10〜15mm,过滤管 长度1〜1.5m,耐温达1000℃

由于碳化硅材料具有高温强度好、热膨胀系数低以及良好的抗腐蚀性能等特点，一般作为支撑体的原料, 由于纯碳化硅陶瓷的烧结温度高达2100T以上，因此为了便于降低能耗和成本，都选用黏土烧结方法实现低温 烧结制备碳化硅多孔陶瓷支撑体。此外，为了提高支撑体的渗透率，降低过滤管阻力，应选用平均孔径约为 200^m的碳化硅颗粒并加入合适的造孔剂形成平均孔径 约为40~50μm的通孔。

过滤膜层可选用粒径为20~50μm的碳化硅颗粒作为膜层原料，同样需要加入陶瓷黏结剂。过滤膜层与支撑体选用同样的材料体系有利于降低二者界面处的热应力。陶瓷过滤膜层应选用细的碳化硅颗粒，颗粒平均直径约为40〜50pn,同时加入陶瓷黏结剂，以形成约为100~ 200am厚度的过滤膜。

陶瓷黏结剂常选用高岭土。高岭土是一种陶瓷工业应用广泛的矿物原料，其在高温燧烧后会生成莫来石、方石英及玻璃相，陶瓷黏结剂主要依靠莫来石和玻璃相，应抑制方石英相的生成，进而避免方石英相变后体积变化产生局部裂纹现象发生。莫来石具有良好的高温强度、抗热震性以及化学稳定性，莫来石与碳化硅热膨胀系数相近。实际烧结过程中可釆用高岭土中加入少量钾盐方式来控制陶瓷黏结剂中氧化钾、氧化硅和氧化铝的比例组成。