Příprava keramických filtrů s řízenou pórovitostí metodou obětovaných částic a metodou řízení slinovacího procesu

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá přípravou porézní mulitové keramiky metodou částečného slinování a metodou obětovaných částic pro použití při filtraci elektroizolačních kapalin. Metodou částečného slinování byla v rozsahu slinovacích teplot 1100–1400 °C připravena porézní keramika dosahující otevřené porozity 37,8–27,7 %, přičemž pevnost v tlaku těchto vzorků byla 21–201 MPa. Póry v keramice byly střední velikosti 2 m. V rámci metody obětovaných částic byla za vypalitelnou částici vybrána mikrocelulóza. Byly srovnány různé režimy mletí keramického prášku, přičemž vzorky z 24 hod mletého prášku s přídavkem 5–20 hm. % mikrocelulózy dosáhly otevřené porozity 46,7–70,3 % po slinutí na teplotu 1200 °C. Pro ověření filtrační schopnosti byly vybrány vzorky s přídavkem 10 hm. % slinuté při teplotě 1200 a 1300 °C, průměr pórů v těchto vzorcích byl v rozsahu 0,1–5 m a 1–12 m. Průměrná pevnost v tlaku filtrů s rostoucí teplotou slinování vrostla z 15 na 28 MPa. Přestože účinnost separace částic byla omezená, vybrané filtry se pro filtraci elektroizolačního oleje osvědčily. Oba typy zajistily vzrůst průrazného napětí oleje spolu s poklesem vlhkosti oleje.This master thesis focuses on the preparation of porous mullite ceramics by partial sintering and sacrificial particle methods for use in the filtration of electrical insulating liquids. The partial sintering method was used to prepare porous ceramics reaching an open porosity of 37.8-27.7% in the sintering temperature range of 1100-1400 °C, while the compressive strength of these samples was 21-201 MPa. The average pore size of the ceramics reached 2 m. In the sacrificial particle method, microcrystalline cellulose was selected as a pore-forming agent. Different milling regimes of the ceramic powder were compared, and the 24 h milled powder samples with 5-20 wt.% microcrystalline cellulose addition achieved an open porosity of 46.7-70.3% after sintering at 1200 °C. Samples with 10 wt.% addition sintered at 1200 and 1300 °C were selected to verify the filtration ability, and the pore diameter of these samples was in the range of 0.1-5 m and 1-12 m, respectively. The average compressive strength then increased from 15 to 28 MPa with increasing sintering temperature. Although the efficiency of particle separation was limited, the selected filters proved to be effective for the filtration of electrical insulating oil. Both types provided an increase in oil breakdown voltage along with a decrease in oil moisture content.