【正文】 H2SO420可靠可靠H2SO4100可靠可靠發(fā)煙硫酸10(SO2)可靠HF20不可靠不可靠HF40不可靠不可靠H3PO485一般一般H2CrO420可靠可靠NaCl10可靠不可靠NaCl30可靠不可靠KCl10可靠不可靠KCl30可靠KMnO410可靠NaOH10一般不可靠NaOH30不可靠不可靠KOH10可靠不可靠KOH30不可靠Sn熔體可靠（300℃）Pb熔體可靠（450℃）Zn熔體可靠（550℃）Al熔體有條件使用Cu熔體不可靠Ni熔體不可靠Fe熔體不可靠多孔SiC陶瓷高溫過(guò)濾器件負(fù) 責(zé) 人：金志浩所在院系：材料學(xué)院多孔陶瓷是近年來(lái)快速發(fā)展并開(kāi)始投入應(yīng)用的一種新型功能材料；具有均勻分布的微孔或者孔洞，氣孔率高、密度小，具有發(fā)達(dá)的比表面積及其獨(dú)特的物理表面特性，對(duì)液體和氣體介質(zhì)有選擇的透過(guò)性，具有能量吸收或阻尼特性，并且保留了陶瓷材料耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化性能等，在氣體或液體過(guò)濾、凈化分離、化工催化載體、吸聲減震、高級(jí)保溫材料、生物植入材料、特種墻體材料和互感器材料等方面得到了廣泛應(yīng)用；在新興的潔凈煤技術(shù)，石油化工行業(yè)油氣催化分離技術(shù)中尤為重要。潔凈煤技術(shù)是本世紀(jì)的關(guān)鍵能源技術(shù)，其中高溫燃?xì)鈨艋夹g(shù)仍是二十一關(guān)鍵的高溫氣體粒子凈化技術(shù)。作為國(guó)內(nèi)外公認(rèn)和本世紀(jì)首推的高溫多孔陶瓷（膜）過(guò)濾材料，可用于高溫含塵氣體的凈化；不僅可以高效清除高溫、高壓煙氣中的塵粒，同時(shí)還可有效去除氣體中的有害物質(zhì)，既減少微塵對(duì)電氣設(shè)備的沖刷磨損同時(shí)也可使排放的廢棄達(dá)到環(huán)保要求，具有其它高溫氣體凈化技術(shù)所不具有的優(yōu)越性，具有優(yōu)異性能的高溫陶瓷過(guò)濾材料是其它材料所不可代替的。高溫陶瓷過(guò)濾器具有過(guò)濾風(fēng)速高、設(shè)備占地少，運(yùn)行穩(wěn)定和費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，因此在潔凈煤燃燒循環(huán)發(fā)電（PFBC和IGCC）系統(tǒng)高溫氣體凈化、管道高溫煤氣凈化、燃煤鍋爐、核廢氣處理、電石氣爐、垃圾焚燒爐、化工行業(yè)高溫催化氣體凈化與催化劑回收、高壓熱氣體凈化等領(lǐng)域有很大的應(yīng)用前景。選擇SiC材料作為基體材料，除了具備上述的耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、抗熱震等優(yōu)勢(shì)；作為過(guò)濾管的關(guān)鍵指標(biāo)在強(qiáng)度和氣孔率的匹配上已達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平。高溫陶瓷過(guò)濾器的推廣應(yīng)用，不僅在能源利用和陶瓷過(guò)濾器市場(chǎng)方面有巨大的經(jīng)濟(jì)效益；而且在環(huán)境保護(hù)方面具有重大的社會(huì)效益。高溫陶瓷過(guò)濾元件技術(shù)指標(biāo)1) 工作壓力為1kPa~3kPa (表壓)；2) 工作溫度800℃~1100℃；3) 耐急熱急冷性能為400℃~室溫十次不裂；4) 過(guò)濾層孔隙率；5) 過(guò)濾元件的彎曲強(qiáng)度20MPa。表 3 多孔過(guò)濾管技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品名稱多孔陶瓷過(guò)濾管開(kāi)氣孔率37%基體管SiC復(fù)合材料密度破裂強(qiáng)度20MPa最大耐熱1100℃氧化氣氛耐熱800℃還原氣氛耐熱600℃尺寸/mmΦ60Φ40長(zhǎng)度/mm1500多孔SiC陶瓷過(guò)濾器實(shí)物，局部，微觀結(jié)構(gòu)：圖 5 多孔陶瓷過(guò)濾管圖 6 多孔陶瓷過(guò)濾膜管圖 7 多孔陶瓷過(guò)濾管局部圖圖 8 多孔SiC陶瓷微觀照片多孔陶瓷運(yùn)用于環(huán)保凈化節(jié)能等領(lǐng)域前景廣闊，并且部分產(chǎn)品已經(jīng)去了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效。以先進(jìn)陶瓷SiC為主開(kāi)發(fā)的多孔陶瓷部件在性能上有了更大的提升，如更強(qiáng)的抗熱沖擊、機(jī)械強(qiáng)度和氣孔率的匹配上更優(yōu)、并可按照使用要求設(shè)計(jì)出相應(yīng)微觀結(jié)構(gòu)和使用效能的部件，是一種具有遠(yuǎn)大發(fā)展?jié)摿Φ男滦凸δ懿牧?。高?qiáng)度高氣孔率Si3N4陶瓷最新開(kāi)發(fā)的多孔Si3N4氣孔率可達(dá)50%，最大孔徑，抗彎強(qiáng)度超過(guò)100MPa，?m2?kPa。圖 9 高強(qiáng)度高氣孔率氮化硅陶瓷新型SiC、Si3N4陶瓷材料負(fù) 責(zé) 人：金志浩所在院系：材料學(xué)院熱浸鍍內(nèi)加熱器及其裝備Si3N4（氮化硅）材料作為一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，具有高強(qiáng)度，高硬度，抗熱震，抗蠕變等一些列優(yōu)良的性能；尤其是氮化硅材料在有色金屬鋁、鋅等中有良好高溫耐腐蝕性，可在鋁液中用做管件測(cè)溫保護(hù)管，升液管等。~，致密化達(dá)到97%以上，強(qiáng)度超過(guò)400MPa，并且材料具有優(yōu)異的耐熔融有色金屬腐蝕性，適于在熱浸鍍中內(nèi)加熱器核心部件內(nèi)加熱保護(hù)套管應(yīng)用。傳統(tǒng)熱浸鍍制品生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備——熱浸鍍爐，都是采用鐵質(zhì)鍋外熱式結(jié)構(gòu)；這種裝備能耗高，熱效率低，鋅、鋁資源消耗量高，鐵鍋腐蝕嚴(yán)重，壽命短，需要經(jīng)常停爐檢修或更換鐵鍋。主要表現(xiàn)為：1) 純鋅浪費(fèi)大,約占總用鋅量的40%～50%。對(duì)于鐵鍋加熱而言,主要由于熔鋅對(duì)鐵鍋的腐蝕產(chǎn)生鋅渣(鋅鐵合金)造成的。對(duì)于陶瓷鋅鍋的上加熱,主要由于加熱區(qū)高溫使鋅液面產(chǎn)生大量氧化鋅灰所致。2) 能耗高,加熱效率低(低于60%)。尤其對(duì)于上加熱,因鋅液面的加熱是靠加熱體的熱輻射實(shí)現(xiàn)的,其熱效率僅為20%左右。3) 鍍鋅產(chǎn)品質(zhì)量差。由于測(cè)溫?zé)犭娕嫉母g,測(cè)溫不準(zhǔn),導(dǎo)致產(chǎn)品上鋅量不均。由于鋅液不純(含有鋅渣),鍍鋅層光澤差。4) 鍍鋅設(shè)備(鐵制鋅鍋)壽命低(瑪鋼件的高溫鍍鋅僅20天),鍍鋅設(shè)備的頻繁維修更換,影響了生產(chǎn)的連續(xù)性。5) 環(huán)境污染嚴(yán)重，因外加熱方式能耗大，燃煤量多，產(chǎn)生大量的廢氣和微小的空氣懸浮顆粒等造成了空氣污染。以耐腐蝕的高性能Si3N4材料為該技術(shù)核心部件，設(shè)計(jì)出適用于內(nèi)熱式浸鍍的內(nèi)加熱器及其成套設(shè)備。其主要包括：高性能耐腐蝕性陶瓷外保護(hù)管，高功率SiC發(fā)熱元件，長(zhǎng)壽命高溫熔池和自動(dòng)控溫器等。該套設(shè)備主要優(yōu)點(diǎn)在于從根本上解決了傳統(tǒng)加熱方式所帶來(lái)種種弊端，具有節(jié)鋅、節(jié)能、環(huán)保、高效等顯著特色。高功率U型SiC發(fā)熱元件：1. 結(jié)構(gòu)緊湊，加熱長(zhǎng)度可調(diào)2. 工作時(shí)功率可連續(xù)調(diào)整，控溫準(zhǔn)確3. 可在高溫1400下長(zhǎng)期使用A AA B c 圖 10 特U形碳化硅電熱元件 Aφ25mm1300mm等直徑 特U形碳化硅電熱元件及其通電試驗(yàn)Bφ30mm1300mm變直徑 特U形碳化硅電熱元件及其通電試驗(yàn)C φ35900mm等直徑特U形碳化硅電熱元件及其通電試驗(yàn)23564圖 11 內(nèi)加熱鍍鋅爐總裝示意圖圖1，爐體2，控溫柜 3，余熱利用裝置4，水平面5，熱空氣流向6，鋅礅架7，干燥箱17內(nèi)加熱器組裝后圖：1. 熱效率高可達(dá)90%2. 耐熔液腐蝕，壽命長(zhǎng)3. 使用裝卸方便圖 12 陶瓷內(nèi)加熱器實(shí)物圖內(nèi)熱成套設(shè)備：235644圖 13 內(nèi)加熱鍍鋅爐總裝示意圖1，爐體2，控溫柜 3，余熱利用裝置4，水平面5，熱空氣流向6，鋅礅架7，干燥箱 17內(nèi)加熱現(xiàn)場(chǎng)圖：圖 14 內(nèi)加熱設(shè)備現(xiàn)場(chǎng) 圖 15 零件熱浸鍍前后內(nèi)加熱成套設(shè)備使用效果：表 4 內(nèi)加熱和外加熱成本比較(04年) 爐 型指 標(biāo)高溫內(nèi)熱式陶瓷爐鑄鐵鍋燃煤爐效果*1數(shù) 量費(fèi) 用數(shù) 量費(fèi)用噸產(chǎn)品能耗煤\\200/kg90/元\電240kwh1144元\\＋54元噸產(chǎn)品鋅耗*151kg612元85 kg1020元－238元*2易損件購(gòu)置費(fèi)*2\25元/ t\40元/ t－15元余熱回收節(jié)電\10元/ t\\－10元操作工人440元/ t860元/ t－20元?jiǎng)趧?dòng)條件和強(qiáng)度爐壁溫度小于40℃,撈渣操作時(shí)間大為減少環(huán)境溫度高,勞動(dòng)強(qiáng)度大明顯改善環(huán)保效果無(wú)煤煙塵污染嚴(yán)重污染明顯改善其他用于冶金領(lǐng)域的現(xiàn)金陶瓷材料部件：陶瓷鋅鍋：目前大部分地區(qū)采用外加熱方式的高導(dǎo)熱型陶瓷坩堝取代鑄鐵鍋，雖然能源消耗依舊較大，但是由于陶瓷材料和鋅液無(wú)反應(yīng)，所以具有明顯節(jié)鋅效果，顯著降低生產(chǎn)成本。圖 16 SiC陶瓷制備的耐鋅液腐蝕坩堝熔錫坩堝：替代原來(lái)熔錫（鋼）坩堝。具有耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。圖 17 陶瓷熔錫坩堝空心玻璃微珠外墻隔熱涂料負(fù)責(zé)人：張之穎所在院系：人居學(xué)院土木土木工程系聯(lián)系電話：zhanglaoshixian1@ 這是我的MSN號(hào)，登錄MSN后可以電話聯(lián)系。Email：zhangzhy@建筑隔熱性能差，是夏季能耗高、能源負(fù)擔(dān)沉重的主要因素?？招牟Ａ⒅橥鈮Ω魺嵬苛希米魍鈬o(hù)基材上的隔熱層，具有阻隔熱量向室內(nèi)傳遞的作用，是“常規(guī)”建筑保溫隔熱層的有效補(bǔ)充，能改善建筑物外圍護(hù)的隔熱性能，可在一定程度上降低夏季外圍護(hù)材料本身的溫度和室內(nèi)空氣溫度，對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)“建筑節(jié)能”總體目標(biāo)意義是重大的。圖1 頂棚外表面溫度 圖2 “室內(nèi)”空氣溫度發(fā)明的效果：研究中進(jìn)行了隔熱對(duì)比試驗(yàn)，圖圖2為有無(wú)涂刷隔熱涂料的試驗(yàn)箱外表面溫度和“室內(nèi)”空氣溫度。試驗(yàn)結(jié)果表明，涂刷“建筑隔熱節(jié)能涂料”后，其外表面溫度比未涂刷隔熱涂料時(shí)有大幅度的下降；其箱體內(nèi)腔溫度亦呈現(xiàn)較大幅度的下降。本發(fā)明涂料可有效地改善室內(nèi)熱環(huán)境，有效地降低建筑物能耗，經(jīng)濟(jì)效益是明顯的。成品Lowe隔熱涂料成品陶瓷隔熱涂料成品太陽(yáng)熱反射涂料本文空心玻璃微珠涂料圖3 “頂棚”外表面溫度成品Lowe隔熱涂料成品陶瓷隔熱涂料成品太陽(yáng)熱反射涂料本文空心玻璃微珠涂料圖4 “室內(nèi)”空氣溫度為進(jìn)一步考察本文空心玻璃微珠涂料的隔熱性能，試驗(yàn)研究又將本發(fā)明涂料與進(jìn)口的幾種不同類型的典型成品隔熱涂料在相同涂層條件下和相同自然環(huán)境下進(jìn)行了對(duì)比，如圖圖4。不同類型隔熱涂料的隔熱試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果，證明了本文研制的空心玻璃微珠涂料具有良好的隔熱性能，在隔熱模型試驗(yàn)中，其反映出隔熱性能與著名而昂貴得多的進(jìn)口lowe建筑隔熱涂料的隔熱性能達(dá)到了相當(dāng)水平。開(kāi)發(fā)出自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的建筑節(jié)能產(chǎn)品，并能早日投放市場(chǎng)，必將在今后幾十年的建筑節(jié)能潮流中取得豐厚的經(jīng)濟(jì)利益。44 / 4