毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
1.1碳化硅陶瓷膜背景简介
陶瓷膜是无机膜的一种，其结构为非对称结构，由支撑体、过渡层以及分离层构成。目前，商品化陶瓷膜材料主要有Al2O3、ZrO2、TiO2和SiO2等[1]。然而，这类陶瓷膜由于材料成本偏高和种类偏少，对产业化的进一步拓展产生了一定限制。因此，开发成本低廉的并且能有效克服上述缺点的陶瓷膜材料，对陶瓷膜工业化的应用和推广具有重要意义。
碳化硅具有强度高、导热率高、耐腐蚀和抗氧化等优点[4]。在苛刻的条件下可以保持良好的热稳定性和化学稳定性，并且价格低廉，是开发陶瓷膜材料的选择之一[2]。近年来，碳化硅材料因抗污染能力强和纯水通量高受到研究者的广泛关注。
研究发现，在Al2O3、ZrO2、TiO2和SiC四种陶瓷膜相比中[19]。SiC膜具有其自身优越性：①高亲水性[20]；②低跨膜压力差；③能应用于极端恶劣环境中[8]；④渗透性高度可调[9,10]。碳化硅膜应用于在水处理领域具有巨大的潜力。
1.2孔隙对SiC陶瓷膜影响
孔隙是指碳化硅陶瓷膜内部颗粒之间结合的空隙，流体的传输通道，陶瓷膜的孔隙准确的说应该指通孔孔隙。孔隙率的计算为孔隙的体积占膜的表观体积的百分数。几种常用的测试方法有：称重法、密度法、气体吸附法和压汞法。
孔隙对多孔碳化硅陶瓷的性能影响颇深。通过改变孔隙率能够有效调控多孔碳化硅陶瓷的渗透性能，同时还可以改变所制作陶瓷的机械和热性能[5]。例如，孔隙率的提升会使多孔碳化硅陶瓷的渗透性增强，但是通常会降低材料的机械强度。孔隙率是影响碳化硅陶瓷膜的渗透通量的重要因素。Yang等[5]进行了不同孔隙率的样品通透性的实验，改变烧结温度使陶瓷膜孔隙率从46%增加到76%。在相同气流条件下，渗透通量呈现同步上升趋势。这是由于单位表面积膜的孔隙率越大，流体流通的孔道越多。
同样孔隙率还影响着碳化硅陶瓷的机械强度。Eom等[6]通过对不同加工工艺制备的多孔碳化硅陶瓷的力学性能发现:①采用部分烧结工艺制备的多孔碳化硅陶瓷，在孔隙率为65%的情况下，其弯曲强度达77MPa；②在59%孔隙率下的抗压强度为152MPa；③在39%孔隙率下的抗压强度为513MPa。
除此之外孔隙率还与碳化硅陶瓷膜的热稳定性息息相关，当陶瓷膜受热应力影响时，较高的孔隙率可以减少热胀冷缩对多孔材料的影响。
