Применение золя кремнезема в керамике на основе карбида кремния в основном проявляется в трех аспектах: оптимизация свойств материала в качестве вспомогательного средства для спекания, повышение прочности сырого изделия в качестве формовочного связующего и достижение эффективной концентрации золя кремнезема в качестве фильтрующей среды. Его роль охватывает весь процесс подготовки, обработки и последующей обработки материала, играя решающую роль в улучшении плотности, механических свойств и эффективности производства карбидокремниевой керамики.
Оптимизация свойств материала в качестве вспомогательного средства для спекания
В процессе спекания карбидокремниевой керамики золь кремнезема действует как высокотемпературное связующее, и количество его добавления существенно влияет на свойства материала. Исследования показали, что при доле золя кремнезема в массе добавки 40 % пористость карбидокремниевой керамики достигает минимума, а насыпная плотность и прочность на изгиб достигают максимальных значений. Это явление обусловлено стекловидной фазой, образуемой золем кремнезема при высоких температурах, которая эффективно заполняет пустоты между керамическими частицами, усиливая межчастичную адгезию и тем самым улучшая макроскопические механические свойства материала. Однако если содержание золя кремнезема слишком велико (например, превышает 45%), излишняя жидкая стеклообразная фаза будет стекать на дно керамики под действием силы тяжести, что приведет к различиям в цвете между верхним и нижним слоями и снижению механических свойств. Поэтому точный контроль содержания золя кремнезема имеет решающее значение для оптимизации характеристик карбидокремниевой керамики.
В качестве связующего для формования для повышения прочности неспеченного тела.
При литье геля золь кремнезема действует как диспергатор и связующее, смешиваясь с порошком керамического сырья, органическими мономерами, инициаторами и катализаторами с образованием премикса. После того, как этот премикс заливается в форму, органические мономеры посредством полимеризации образуют трехмерную гелевую сетку, в результате чего равномерно диспергированный керамический порошок затвердевает на месте, в результате чего образуется сырое тело с однородной структурой. Добавление золя кремнезема не только повышает прочность сырца, но и позволяет ему соответствовать требованиям механической обработки, облегчая последующую обработку. Кроме того, литье в гель имеет такие преимущества, как низкое общее содержание органических веществ, упрощенный процесс удаления связующих и равномерная, бездефектная структура сырого тела, что еще больше повышает эффективность подготовки и качество керамики из карбида кремния.
В качестве фильтрующего материала для эффективной концентрации силиказоля.
В процессе производства золя кремнезема концентрирование является ключевым этапом повышения концентрации продукта. Керамические мембраны из карбида кремния благодаря своей высокой пропускной способности, устойчивости к коррозии, легкой очистке и длительному сроку службы стали идеальным фильтрующим материалом для концентрации золя кремнезема. В установках ультрафильтрации с керамической мембраной из карбида кремния используется привод положительного давления, обеспечивающий разделение твердой и жидкой фаз в диапазоне перепада трансмембранного давления 0,2–0,6 бар. Они подходят для концентрирования золей кремнезема с частицами различного размера. Масштаб обработки легко адаптируется, процесс прост и легко автоматизируется, а эффективность фильтрации стабильна и долговечна. Во время концентрации золя кремнезема керамическая мембрана из карбида кремния эффективно предотвращает загрязнение мембраны. Регулярная очистка и химическая очистка удаляют отложившиеся на поверхности мембраны компоненты и низкомолекулярные соли, обеспечивая проницаемость и степень удержания мембраны.