очистка алюминия, керамический пенофильтр, пористый керамический фильтр

очистка алюминия

1.1 Исследование механизма спекания

1.1.1 Дифференциальный термический анализ (ДТС)

На рисунке 4-1 представлена измеренная кривая ДСК-ТГ. Экзотермические пики на рисунке наблюдаются при 146 °C, 570 °C, 663 °C и 388 °C, а эндотермические — при 614 °C и 1119 °C. 146 °C — это температура, при которой полиуретановая пена начинает размягчаться; 570 °C — температура, при которой полиуретановая пена коксуется и улетучивается; эндотермическая впадина при 1119 °C показывает, что добавление 4wt% CeO₂ в качестве спекающего агента приводит к образованию жидкой фазы в суспензии при этой температуре; при 1388 °C жидкая фаза осаждалась в пористый керамический фильтр твердой фазы, что приводит к появлению экзотермического пика. Наиболее серьезной проблемой при производстве кордиерита является узкий диапазон температур обжига. Скорость образования кордиерита при 1300–1400 °C очень низкая, а при достижении температуры 1450 °C кордиерит плавится и разлагается на муллит и стеклянную массу. Как видно, добавление 4wt% CeO₂ позволяет эффективно снизить температуру спекания и расширить диапазон спекания.

Теоретический состав кордиерита составляет 2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂ (Mg₂Al₈Si₁₃), из которых MgO — 138 масс. %, Al₂O₃ — 34,9 масс. %, SiO₂ — 51,3 масс. %. Его химический состав часто отличается от теоретического из-за квазифазового замещения.

“очистка алюминия“.

Положение кордиерита на фазовой диаграмме системы MgO-Al₂O₃-SiO₂ показано на рисунках 4-2. Температура плавления кордиерита составляет около 1465 °C; при нагревании он плавится неравномерно и разлагается на муллит и жидкую фазу. Поэтому керамический материал на основе кордиерита нельзя использовать при слишком высоких температурах. Кордиерит имеет два однородных многофазных варианта: низкотемпературный кордиерит и высокотемпературный кордиерит. Высокотемпературный кордиерит, также известный как «индийский камень», относится к гексагональной кристаллической системе, а низкотемпературный кордиерит широко известен как «Дун Цинши» и относится к орторомбической системе. Из фазовой диаграммы системы MgO-Ab₂O₃-SiO₂ также видно, что диапазон температур спекания кордиерита очень узок, и главная сложность при искусственном синтезе заключается в том, как контролировать промежуточные фазы (кварцевую фазу, шпинельную фазу) для получения керамики из кордиерита высокой чистоты.

Как видно из рисунков 4–3, в спеченном изделии без добавления CeO₂ присутствует небольшое количество промежуточных фаз, таких как кварц и шпинель, однако после добавления 4wt% CeO₂ содержание промежуточных фаз значительно снижается и практически исчезает, что является идеальным результатом. Результаты спекания показывают, что добавление определенного количества CeO₃ в качестве спекающего агента позволяет значительно улучшить качество спекания.