碳化硅合成中伴生氣體收集用材料的研制及應(yīng)用.pdf

1、碳化硅(SiC)生產(chǎn)中產(chǎn)生大量以CO為主要成分的氣體，目前的工業(yè)生產(chǎn)均將其點(diǎn)燃排空，既污染環(huán)境，又造成極大的資源浪費(fèi)。本文針對(duì)這一情況，結(jié)合多熱源SiC合成爐內(nèi)氣體溫度、壓強(qiáng)、流量等特點(diǎn)研制出了一種適合于這種伴生氣體收集用的集氣罩復(fù)合材料。 首先是基體材料的選擇。選擇5種材料(涂塑布、阻燃布、工業(yè)用布、玻璃纖維布和聚酰胺纖維布)作為基體材料，使用自行設(shè)計(jì)的氣體溫度場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)裝置，研究經(jīng)受不同溫度作用后試樣力學(xué)性能的變化情況。結(jié)果

2、表明：聚酰胺纖維布能滿足集氣罩材料的耐高溫性能和力學(xué)性能，但是用其直接作為集氣罩來(lái)用，還是不能滿足要求，因此必須研制開(kāi)發(fā)出既能提高其氣密性、又能提高其力學(xué)強(qiáng)度的涂層復(fù)合材料。 其次是RTV模具硅橡膠耐高溫膠粘劑的研制。在原有配方的基礎(chǔ)上加入氣相SiO2、有機(jī)硅樹(shù)脂和2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過(guò)氧)(簡(jiǎn)稱雙-25)己烷三種添加劑，分別研究其對(duì)膠粘劑力學(xué)性能和熱失重率的影響規(guī)律。結(jié)果表明：氣相SiO2的加入對(duì)膠粘劑室溫時(shí)的力

3、學(xué)性能有明顯的改善，其加入量介于2phr與4phr之間時(shí)效果最佳。同時(shí)又用環(huán)氧樹(shù)脂和丙烯酸對(duì)硅橡膠進(jìn)行共混和共聚改性，表觀測(cè)試結(jié)果表明：硅橡膠和環(huán)氧樹(shù)脂的配比為6∶4時(shí)粘接效果最佳。 第三，RTV模具硅橡膠耐高溫涂料的研制。在原有配方的基礎(chǔ)上加入氣相SiO2、有機(jī)硅樹(shù)脂和2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過(guò)氧)己烷三種添加劑，通過(guò)熱失重率和差熱分析對(duì)涂料的耐溫性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明：有機(jī)硅樹(shù)脂可顯著提高涂料的耐高溫性能，其用量為

4、6phr時(shí)效果最佳；雙-25可與涂料中基體樹(shù)脂發(fā)生進(jìn)一步的交聯(lián)反應(yīng)，提高涂料的熱穩(wěn)定性，其用量為0.4phr時(shí)效果最佳。 經(jīng)過(guò)基體材料的選擇、處理和試驗(yàn)以及對(duì)RTV模具硅橡膠耐高溫膠粘劑和耐高溫涂料的研制，確定了集氣罩復(fù)合材料的制備工藝。將所制備的集氣罩復(fù)合材料固定在SiC冶煉爐上進(jìn)行氣體收集。連續(xù)進(jìn)行了8爐次中試性收集試驗(yàn)，使用溫度高于200℃的時(shí)間累計(jì)達(dá)150h，最高使用溫度達(dá)440℃。8爐次試驗(yàn)后該集氣罩材料力學(xué)性能衰減較