利用废弃棉短绒制备多孔SiC陶瓷及其性能的研究.pdfVIP

第38卷 增刊l 稀有金属材料与工程 V01．38，Suppl．1 RARE AND 2009 2009年4月 M【ET札MATER队LSENGINEERING AprU 利用废弃棉短绒制备多孑LSiC陶瓷及其性能的研究 薛涛，王伟，金志浩 (西安交通大学金属材料强度国家重点实验室，陕西西安710049) 摘要：以废弃的棉短绒和酚醛树脂为原料．通过模压成型，固化，碳化和渗硅制备出微观结构均匀的多孔碳和多孔 碳化硅。通过SEM照片可以看出，由棉短绒纤维的杂乱捧列和碳化时不同的收缩率产生了相互连通不规则的孔，在多 孔碳化硅结构中也得以保留。经过三点弯曲测试，多孔碳化硅的气孔率随着捧硅时间的增加而增加，强度和韧性随着 捧硅时间的增加而减小。 关键词：棉短绒；有机．无机复合；多孔碳化硅：渗硅；气孔率 146．4 中图法分类号：TG 文献标识码：A 文章编号：1002-185X(2009)S1-361-04 h。 棉短绒是籽棉经轧花厂加工，被剥去用于纺织的 的溶液，将此溶液与棉短绒在超声仪上超声混合2 棉纤维后，又反复多次通过剥绒机的长度较短的棉纤 然后，将其置于60℃烘箱中预固化24h后模压成50 h 维。我国有丰富的棉短绒资源，大量的棉短绒由于不 衄x10衄×10mm的试样条。在160℃深度固化6 适合纺织工业，几乎全部浪费掉【l】。棉纤维较纯，纤 后，将该有机一无机复合体在炭化炉中炭化(最高温度 维细长而有弹性，坚韧耐折，柔软，吸收性能好，具 有高度的不透明性，并且可以经久保存。常用于生产 规则连通孔的多孔碳。将所得到多孔碳在真空电阻炉 h。然后 特种技术用纸和多种高级纸张，如钞票纸、证券纸等， 中气相渗Si，在1550℃，氮气氛围下保温1 但同时，对环境造成极大的污染和危害【2】。 min 多孔SiC由于具有低密度、高强度、抗腐蚀、耐 排Si而形成不同气孔率的SiC。 高温等性能，可以作为高温气体净化器、柴油机尾气 处理器、传感器、热交换器和催化剂载体而应用于冶 金、化工、能源、生物等多个领域【3q】。木材经过千百 年自然界的演化形成了独特的多层次各向异性的生物 结构，因此，利用各种木材、竹竿和芦苇等为模板制 备各种多孔SiC的工作受到人们的广泛关注[s-121。但 是由于植物生长的环境变化，如季节改变、水分供给、 温度和光照等都会造成木材微观组织结构的不均匀 性。为了克服木材模板的上述缺点，我们设计制备了 图l制备多孔SiC的流程图 Flowchartofthe SiC processofporous 一种微观结构上均匀的多孔碳，并通过碳热还原反应 Fig．1 preparation 和气相渗Si相结合，制备成了一种新型多孔SiC，同 时也达到变废为宝的效果。 1．2分析与测试