[其他]碳/碳复合材料过滤器

说明书

本发明系碳/碳复合材料的一种新用途发明，也对过滤器的改进。

已知的过滤器所采用的过滤材料分对疏松材料如滤纸、金属滤网、滤布或纤维素、棉、石棉纤维、玻璃粉和玻璃纤维等和刚性自持式过滤材料如多孔玻璃和多孔陶瓷材料等两大类，然而，要能够耐强酸、强碱、氟化物及氢氟酸腐蚀，并且能在500℃以下烘烤不至于因发生氧化而出现不可忽略的重量变化，则现有的上述两类过滤材料的性能均无法满足要求。

本发明的目的是研制一种新型过滤材料，用以取代现有的过滤材料，使它所制成的过滤器能够解决在上述条件下的过滤问题。

本发明所提供的碳/碳复合材料和碳/碳化硅复合材料所制成的过滤器或过滤板成功地解决了在强酸、强碱、氢氟酸介质中的化学稳定性和耐高温氧化的问题。本发明所提供的碳/碳复合材料和碳/碳化硅复合材料系采用化学气相沉积热梯度法，分别在碳织物上沉积热解碳和碳化硅而成，控制工艺条件，即控制温度、炉压、气体流量、时间等参数，可以控制材料的气孔率和厚度，从而可以做成各种不同的用途的过滤器。

上述碳/碳复合材料和碳/碳化硅复合材料在各种腐蚀介质中泡浸1小时后，观察其化学稳定性，其结果如表1所示：

盐酸    硫酸    硝酸    氢氟酸

百分比浓度    36    50    98    50    强    40

化学稳定性    +    +    +    +    +    +

磷酸    铬酸    醋酸    氢氧化钠    氢氧化钾

百分比浓度    85    10    36    50    50

化学稳定性    +    +    +    +    +

表中的+号表示观察不出化学反应，样品表面无变化，溶液中无气泡逸出。

本发明的碳/碳复合材料过滤器的实施例之一为供直接称量法测定含铌高温合金中钽含量用的满足定量分析要求的过滤器。该实施例中，在碳织物上沉积热解碳或碳化硅的工艺条件为：

温度：1000～1300℃; 炉压：90～95毫米汞柱;氩气流量：0.2～0.4米³/小时; 时间：50～65小时。其中碳/碳复合材料：

通入丙烷 0.1～0.3米³/小时

碳/碳化硅复合材料：

通入三氯甲基硅烷 0.1～0.3米³/小时

加丙烷 0.1～0.3米³/小时。

以上所制成的碳/碳复合材料板厚度为1毫米，气孔率为20～30%，室温抗张强度为438千克/厘米²;压缩强度为1070～1033千克/厘米²;热膨胀系数为：

℃    100    200    300

10^-6mm/mm℃ 0.93 1.11 1.51

用上述过滤材料和聚四氟乙烯制成组合过滤坩埚，浸入50毫升王水、80毫升水和2克氟氢酸铵（NH₄HF₂）溶液中，每次煮沸半小时，在150℃烘烤1小时后称重，经反复处理以测定其化学和热稳定性，其重量变化如下（见表2）：

处理

称重    次数    1    2    3

克    0.7497    0.7497    0.7495

该组合过滤坩埚成功地分离出微粒大于2×2μ²的氟钽酸四苯砷（C₆H₅）₄A_sT_aF₆的结晶体，实现了以（C₆H₅）₄A_sT_aF₆称量形式直接测定含铌高温合金中钽含量的新的定量分析法。