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先进真空烧结生产线·精密检测设备

应用广泛 精度稳定 纳污量大 自主研发
不锈钢纤维烧结毡的热运动对表面能垒的克服
发布时间:2021-04-21 浏览量:2364次


不锈钢纤维烧结毡用于流体过滤工艺
 
 一阶段(即稳定阶段):不锈钢纤维烧结毡过滤器过滤材料是清洁的,其材料结构形状是固定的。 在过滤的初始阶段,当含尘流体通过过滤材料的孔道时,获得各种过滤机制。 在联合作用下,与污染颗粒混合的流体将快速计数,填充过滤材料的各个通道,并将其存储在内孔的表面或过滤材料的表面上。 随着渗流的继续,流动主要沿着法线方向。 隧道的运动,此时,过滤材料的阻力相对稳定,这个阶段实际上是短暂的并且很快就会结束。
 
 二阶段(即,不稳定阶段):不锈钢纤维烧结毡随着过滤材料的孔变得更窄并且甚至被阻塞,被污染的颗粒积聚在过滤材料的表面上以形成滤饼,形成新的过滤层。 这是过滤材料的主要工作条件。 在这种状态下,系统污染的颗粒应该被滤饼和过滤介质双重过滤。 此时,过滤材料的阻力上升,过滤处于不稳定状态,并进行过滤。 效率远高于过滤材料表面上的滤饼。
烧结温度对纤维烧结毡的影响

烧结工艺是影响金属纤维烧结毡微结构的一个关键过程,而烧结温度是金属纤维烧结毡工艺**重要的参数,本文以6 μm纤维毡为例进行分析。6 μm纤维毡在这3种温度下都有明显的烧结颈,但是在3种温度下纤维烧结毡展现了3种不同的形貌。a是6 μm纤维在1 200 ℃烧结后形成的烧结颈,上下2根垂直的纤维在相切处形成烧结颈,且烧结毡的直径大于纤维直径,但是2根纤维没有熔合的趋势;当烧结温度为1 250 ℃时,2根垂直纤维的烧结毡直径比1 200 ℃时更大,且烧结毡附近处纤维有熔合的趋势,这反映了烧结毡处形成的新晶界通过晶界扩散同时向上下2根纤维推进,且烧结毡附近纤维直径有所收缩,这可能是因为随着烧结温度的升高,金属原子沿着纤维长度方向扩散至烧结毡处,导致纤维直径收缩,而1 200 ℃的纤维烧结毡没有此现象;当烧结温度为1 300 ℃时,烧结毡附近的纤维有明显的融合,这是由于烧结温度继续升高,晶界扩散更快,烧结毡附近纤维中物质扩散到新晶粒中,从而熔合在一起,此时烧结毡处纤维也有比较明显的收缩,6 μm纤维毡在1 300 ℃时无熔断。

纤维烧结毡搭接点的焊接是通过扩散进行的。烧结初期,相互接触的纤维搭接点逐渐形成烧结毡的连接,此时搭接点是不连续的,且有大量孔隙,扩散的主要机制是表面扩散;烧结中期,烧结毡的孔隙逐渐消失,烧结毡逐渐形成晶界,此时扩散的主要机制是晶界扩散;烧结后期,烧结毡附近晶粒开始长大,此时晶粒长大体扩散是主要机制。扩散的实质是原子的热运动,温度显著影响着原子扩散速度,对于表面扩散来说,只有当烧结温度足以使纤维表面原子的热运动克服表面能垒时,才能形成烧结毡,因此纤维烧结毡应超过一定温度。同样,烧结温度影响着纤维原子晶界扩散的速度,烧结温度越高晶界扩散速度越快,纤维烧结毡速度越快;但是过高的烧结温度会使纤维出现晶粒过大、丝径收缩和过熔等缺陷,这是纤维烧结毡工艺需要避免的。
不锈钢金属烧结毡中金属纤维的制备方法

    (1)熔体纺丝法:这是一种普遍用来生产玻璃纤维及合成纤维的方法,已成功地用于生产铝、锡、锌及铅等低熔点金属的纤维,可制出直径为25~250um的长纤维。但传统的熔融纺丝法不能简单地用于高熔点金属,因这些液态金属的表面张力大,故从喷丝孔喷出的液态金属丝很快断开变成球状,因此难以制出具有一定长度的金属纤维。采取以下措施可在不同程度上解除这种困难:一是利用间接物理方法使喷流稳定,二是改变液体喷流的表面状态,三是加速喷出金属的热量转移,使液态纤维在球化之前即凝固。
    (2)悬滴熔体牵引法:不锈钢金属纤维烧结毡采用这种装置主要为加热器和激冷轮两个部分。金属线在加热器内熔化形成液滴,液滴表面与高速旋转的冷轮接触,以105℃/s的冷却速度凝固,并由激冷轮的离心力作用而抛出,金属线逐渐送入加热器形成连续的生产过程。所得小直径(25~75/um)的金属纤维基本呈圆形,大直径的金属纤维则呈弯月状。
烧结毡除尘滤筒用气泡法分析孔径分布

        气泡法测量多孔材料的孔径分布是一种简单易行的方法,采用线性插值的方法解析气泡所测得的流量与压差曲线,可得到孔体积和孔数分布曲线。对不锈钢纤维毡的测试结果表明,该方法解析得到的孔径分布较真实地反映出金属纤维毡的孔结构状况,以孔体积分布峰值所对应的孔径可近似确定这种过滤材料的过滤精度,其值偏差不超过±5.1%。

         气泡法的基本原理是利用对材料有良好浸润性的液体介质(常用的有水、乙醇、异丙醇、四氯化碳等),先将样品在液体介质中充分浸润,然后再用另一种液体,如压缩空气将样品的毛细孔中的液体推移出去。当气体压力由小逐渐增大到某一定值时,气体将浸渍液体从毛细孔中推出而冒出一个气泡,继续加大压力使浸渍了液体的孔道逐渐变为气体的通路,气体流量也随之增加,冒出的泡越来越多,直到所有孔中的液体被排出。通过测量仪记录下整个过程的流量与对应压差的关系曲线,当流量与压差关系由开始的曲线过渡到直线后,则表示全部贯通都已透过气体,这时为孔径分布检测的终点。
烧结网和烧结毡怎么选择
      1、比材质
       烧结网的材质为同种或多种不锈钢金属编织网,而烧结毡的材质为不同丝径的金属纤维。
       2、比烧结工艺
       二者虽然都冠以烧结之名,但是在工艺上却是不同的。**先是烧结的温度,烧结网是在1260的条件下生产的,而烧结毡是1180。烧结网是按层数将不锈钢金属烧结网有序的叠放在一起,而烧结毡在结构上是杂乱无序的。
       3、比纳污量
      由于材质和结构的差异性,烧结毡在生产的过程中会出现多种梯度的孔径层,因此纳污量要更大一些。
       4、比清洗周期
       在相同清洗条件下,二者的清洗周期是由纳污量决定的。故而不锈钢烧结网的清洗周期更短。
       5、比盲孔率
       上面的工艺介绍已经足以表明,不锈钢烧结网的基本上是不存在盲孔的,而烧结毡或多或少会出现盲孔。
       6、比过滤精度
       不锈钢烧结网的过滤精度为1—300μm,而烧结毡为5—80μm。

 


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