[發(fā)明專(zhuān)利]一種純質(zhì)碳化硅過(guò)濾膜層及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210093722.7
• 申請(qǐng)日: 2012-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102659447A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勁松;田沖;曹小明;楊振明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院金屬研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C04B38/06
• 分類(lèi)號(hào): C04B38/06;C04B35/565;B01D71/02;B01D67/00
• 代理公司: 沈陽(yáng)優(yōu)普達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種純質(zhì)碳化硅過(guò)濾膜層，其特征在于：純質(zhì)碳化硅過(guò)濾膜層的組成為純質(zhì)SiC，表面膜層由細(xì)顆粒碳化硅堆積結(jié)合而成，孔徑0.1～20μm，膜層孔隙率在25～50％之間。

2.按照權(quán)利要求1所述的純質(zhì)碳化硅過(guò)濾膜層，其特征在于：純質(zhì)碳化硅過(guò)濾膜層中，純質(zhì)SiC含量在99.5wt％以上，材料內(nèi)部晶粒結(jié)合完全由碳化硅顆粒自燒結(jié)結(jié)合。

3.按照權(quán)利要求1所述的純質(zhì)碳化硅過(guò)濾膜層的制備方法，其特征在于：采用細(xì)碳化硅顆粒、硅粉、造孔劑添加劑及有機(jī)樹(shù)脂配制膜層原料，采用噴涂或浸漬方法表面制備膜層，經(jīng)干燥后，燒結(jié)得到純質(zhì)碳化硅膜層。

4.按照權(quán)利要求3所述的純質(zhì)碳化硅過(guò)濾膜層的制備方法，其特征在于，具體制備步驟如下：

(1)膜層原料準(zhǔn)備

將碳化硅粉末、硅粉或氧化硅粉末、高分子材料、造孔劑添加劑、固化劑按質(zhì)量百分比例為(80wt％～60wt％)∶(20wt％～10wt％)∶(20wt％～10wt％)∶(20wt％～10wt％)∶(1wt％～2wt％)共混于有機(jī)溶劑中，有機(jī)溶劑含量在50～80％之間，經(jīng)機(jī)械攪拌后球磨得膜層漿料；

(2)表面膜層制備

表面膜層采用浸漬或噴涂方法進(jìn)行；

浸漬方法：將步驟(1)得到的膜層漿料裝入攪拌容器中，將過(guò)濾管支撐體垂直插入漿料中，然后過(guò)濾管支撐體旋轉(zhuǎn)提拉升起，在支撐體表面形成表面梯度膜層；

噴涂方法：利用氣體噴槍將將步驟(1)得到的膜層漿料噴涂在旋轉(zhuǎn)的預(yù)制支撐體上，通過(guò)調(diào)節(jié)支撐體與噴槍之間相對(duì)位移速度控制膜層厚度，干燥后得到表面膜層；

(3)燒結(jié)

將涂覆表面膜層后的過(guò)濾管支撐體在真空、氬氣或其它惰性氣體的保護(hù)氣氛下，燒結(jié)，升溫速率每分鐘1～10℃，升溫至800～1200℃，保溫0.5～1小時(shí)脫去造孔添加劑；后升溫速率為每分鐘5～15℃，溫度為：1500～2400℃，保溫0.5～5小時(shí)，得具有高滲透率梯度孔隙純質(zhì)碳化硅過(guò)濾膜層。

5.按照權(quán)利要求4所述的純質(zhì)碳化硅過(guò)濾膜層的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，碳化硅粒度在0.5～40μm之間，硅粉或者氧化硅粒度在0.5～20μm之間；高分子材料選自環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂和糠醛樹(shù)脂之一種或一種以上；固化劑為對(duì)甲苯磺酸、烏洛托品、草酸或檸檬酸；有機(jī)溶劑為乙醇或甲醛，造孔添加劑為纖維素或聚乙烯醇。

6.按照權(quán)利要求4所述的純質(zhì)碳化硅過(guò)濾膜層的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，浸漬方法：過(guò)濾管支撐體以10-50mm/s速度提拉而出，旋轉(zhuǎn)速度為5-30rpm/min，使得支撐體表面涂覆一層漿料，而后干燥，再浸漬，通過(guò)浸漬次數(shù)控制表面膜層厚度。

7.按照權(quán)利要求4所述的純質(zhì)碳化硅過(guò)濾膜層的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，噴涂方法：利用氣體噴槍將漿料噴涂在旋轉(zhuǎn)的預(yù)制支撐體上，旋轉(zhuǎn)速度為5-30rpm/min，通過(guò)調(diào)節(jié)支撐體與噴槍之間相對(duì)位移速度5-50mm/min控制膜層厚度，干燥后得到表面膜層。

8.按照權(quán)利要求4所述的純質(zhì)碳化硅過(guò)濾膜層的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，通過(guò)浸漬或噴涂工藝的控制，純質(zhì)碳化硅膜層厚度可控制在50～1000μm之間。