冷冻干燥技术制备多孔氮化硅陶瓷应用与汽车尾气过滤器的性能研究

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本项目利用氮化硅材料制备蜂窝陶瓷过滤器。本项目创新点: 采用天然无毒的莰烯作为溶剂,冷冻干燥法制备多孔陶瓷亦是一种环保的新技术。此技术可以在接近室温的条件下操作,从而降低冷冻过程的成本。莰烯作为溶剂是最好的选择,它的固化温度为44~48℃,无需使用设备在较低的温度下冷冻成型,在熔点附近的粘度较低利于制备流动性良好的浆料,且它的固态蒸汽压较高,在大气环境中即可挥发,十分便利,可以实现在室温下固化和升华,提高了工艺的灵活性,更加简易便利。 技术关键: 1. 基于氮化硅的常压烧结和碳热还原反应烧结工艺相结合制备大尺寸与小尺寸气孔共存的氮化硅蜂窝陶瓷,研究用于汽车尾气净化器低制备技术,有望降低生产成本。 2. 冷冻干燥成型工艺制备氮化硅多孔蜂窝陶瓷,满足高性能汽车发动机尾气净化过滤的使用要求。 利用具有高强度、高气孔率、耐腐蚀、耐高温及低的热膨胀系数等综合性能优异的多孔氮化硅陶瓷作为汽车尾气净化器载体材料,其原因在于氮化硅陶瓷中形成的棒状的晶粒不仅使材料具有更高的强度和热震抗力,同时类似于晶须的棒状颗粒有利于减小过滤时粉尘的堆积,具有较低的背压,有利于发动机动力效率的保持。研究开发具有我国独立自主知识产权的氮化硅陶瓷过滤器,可以直接用于汽车尾气净化器载体材料的制备,对汽车尾气处理和环境净化具有重要的作用,预期可以推广主要分布在汽车行业,同时也可以推广至石油、化工、煤炭以及能源行业,为我省或其他地区的空气质量控制提供技术手段,为我省的经济可持续性发展提供技术支持。