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科研故事分享

已有 327 次阅读 2021-10-20 08:47 |系统分类:科研笔记

展品名称:硅/碳化硅蜂窝陶瓷

材料类别:功能陶瓷

创作者名称:刘天龙

所属学校:南京航空航天大学

参赛论文:Effects of SDBS and ZrO2 additives on the microstructure and properties of silicon-bonded SiC porous ceramics

科研笔记:

科研故事分享

       碳化硅蜂窝陶瓷作为新一代柴油机颗粒捕集器载体,正逐步取代堇青石载体。但现有的碳化硅蜂窝陶瓷采用重结晶工艺制备,以高纯碳化硅粉体为原料,烧结温度高达2200℃,成本高,严重限制阻碍了碳化硅蜂窝陶瓷的发展应用。

       在课题初期,如何在保证碳化硅陶瓷性能的前提下,降低碳化硅陶瓷的烧结温度,是我当时需要攻关的第一个问题。通过查阅大量的文献和资料,确定了采用硅结合碳化硅复相组分设计方案。硅具有与碳化硅相近的热膨胀系数,同时具有低熔点(1410℃)的特点,初步满足降低工艺成本的研发初衷。

       随之而来的问题是,怎样保证硅/碳化硅陶瓷的机械性能,满足其工程应用化。通过前期的实验探索,设计出不同碳化硅/硅颗粒级配、添加烧结助剂等实验方案,对硅/碳化硅陶瓷性能进行调控。还记得当时自己为了尽快获取第一手数据,调整后续实验方案,每天守在高温炉旁边,上午制样,下午烧结,次日测试的往复循环,磨炼了自己坚持不懈,勇于探索的科研品质。同时,根据产品应用需要,对碳化硅陶瓷的挤出成型工艺进行了大量中试实验,通过长达16个月的努力,终于确定了硅/碳化硅蜂窝陶瓷的最优配方方案,制备得到了高强高孔隙硅/碳化硅蜂窝陶瓷。

       科研的过程虽然充满艰辛和汗水,但收获的成功是更宝贵的精神财富!

展品简介/创新点:

 汽车尾气净化作为目前最广泛有效的解决汽车尾气污染的控制方案,尾气净化载体需具备优秀的抗热冲击性能和较强的机械强度,以满足汽车短时间内启动后载体从环境温度到排气温度(500 ℃)的温度突变及长时间在高温下(1000 ℃以上)工作要求。采用硅/碳化硅复相组分设计与低温助烧剂,实现低温制备高强高孔隙硅/碳化硅蜂窝陶瓷,充分满足净化载体对高热导率、低热容量和高比表面积、不与催化剂反应等性能要求。

性质:

壁流式碳化硅蜂窝陶瓷

展品应用领域:

汽车尾气净化载体

展品参数:

中文名

硅/碳化硅蜂窝陶瓷

英文名

Silicon/Silicon carbide Honeycomb Ceramics

简称

Si/SiC

展品性状

Si/SiC蜂窝陶瓷样品



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