金屬-陶瓷復(fù)合中空纖維膜管研究.pdf

1、眾所周知，膜分離憑借著其高效性、低能耗、簡易性、經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)點(diǎn)，為現(xiàn)在食品加工、醫(yī)療醫(yī)藥、化工、水治理等行業(yè)所青睞。但是，一直以來，膜分離在高溫領(lǐng)域的應(yīng)用受到了很大限制。這主要是由于有機(jī)膜熱穩(wěn)定差，很難應(yīng)用于高溫領(lǐng)域，而陶瓷膜本身是脆性的，且其密封需要借助于有機(jī)材料，因此要想發(fā)展高溫應(yīng)用，就必須借助金屬膜。膜的構(gòu)型有多種，從比表面積、單位填充密度和分離效率方面考慮，中空纖維膜管無疑是最佳選擇。無機(jī)中空纖維膜管一般是采用相轉(zhuǎn)化-燒結(jié)的方法制

2、備的。金屬纖維膜管在制備過程中卻面臨著燒結(jié)難度大，擠出成型困難的難題。在這種情形下，我們提出了一種使用陶瓷粉和金屬粉的混合粉體為原料制備金屬-陶瓷復(fù)合中空纖維膜管的方法，目的是希望制備出的金屬-陶瓷復(fù)合中空纖維膜管能兼有陶瓷易成型、易燒結(jié)的優(yōu)點(diǎn)和金屬的韌性、機(jī)械加工性和可焊接性的優(yōu)點(diǎn)。
　　 本文中，我們使用不銹鋼、氧化鋁混合粉體制備出了復(fù)合中空纖維膜管，并與不銹鋼中空纖維膜管進(jìn)行對(duì)比。制備出的氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于20％的纖維膜管

3、表現(xiàn)出了很好的可焊接性，氧化鋁含量30％的樣品也有一定的焊接性，但是結(jié)合強(qiáng)度比較弱，而氧化鋁含量40％的樣品是無法焊接的。這是由于氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)換算成體積分?jǐn)?shù)之后分別為18％、33％、46％和57％，因此，含30％氧化鋁的樣品中金屬相是主相，而含40％氧化鋁的樣品中陶瓷相變?yōu)榱酥飨?，這也就解釋了氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)30％樣品焊接能力弱和40％樣品不能焊接的原因。
　　 綜合考慮了坯體成型、膜管燒結(jié)、機(jī)械強(qiáng)度、可焊接性、孔隙率的數(shù)據(jù)，我