CZ110193A3 - Process for producing ceramic membrane - Google Patents

Process for producing ceramic membrane Download PDF

Info

Publication number
CZ110193A3
CZ110193A3 CZ931101A CZ110193A CZ110193A3 CZ 110193 A3 CZ110193 A3 CZ 110193A3 CZ 931101 A CZ931101 A CZ 931101A CZ 110193 A CZ110193 A CZ 110193A CZ 110193 A3 CZ110193 A3 CZ 110193A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
membrane
substrate
ceramic
ceramic membranes
producing ceramic
Prior art date
Application number
CZ931101A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ281255B6 (en
Inventor
Vlastimil Doc Ing Drsc Brozek
Vladimir Ing Buzek
Blahoslav Ing Kolman
Original Assignee
Ustav Fyziky Plazmatu Avcr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ustav Fyziky Plazmatu Avcr filed Critical Ustav Fyziky Plazmatu Avcr
Priority to CZ931101A priority Critical patent/CZ281255B6/en
Publication of CZ110193A3 publication Critical patent/CZ110193A3/en
Publication of CZ281255B6 publication Critical patent/CZ281255B6/en

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

This method of producing porous ceramic membranes by plasmatic coating where the ceramic powder is applied to the plate by a water stabilised plasmatron at a deposition distance of 200 to 400 mm. at a voltage of 310 to 320 V and a discharging current of 480 to 500 A from which, after the creation of the layer, the ceramic membrane is separated.

Description

Oblast techniky co o to oTechnical field what about it

Vynález se týká způsobu výroby keramických membrán vhodných pro separační účely zejména v chemickém a potravinářském průmyslu.The invention relates to a process for the production of ceramic membranes suitable for separation purposes, particularly in the chemical and food industries.

\\

Dosavadní stav techniky.BACKGROUND OF THE INVENTION.

Dosud známé keramické membrány se vyrábějí z práškového keramického materiálu, například z AI2O3, ZrSiO^ a podobně, který je lisován do formy při tlaku cca 200 MPa a následně sintrován při teplotách 1300 až 1450 θ(3.The prior art ceramic membranes are made of powdered ceramic material, for example Al2O3, ZrSiO4 and the like, which is molded at a pressure of about 200 MPa and subsequently sintered at temperatures of 1300 to 1450 θ (3.

Nedostatky popsaného způsobu výroby spočívají v tom, že takto vyrobené membrány vykazují širokou distribuci velikosti pórů, výrobní náklady jsou vysoké a doba výroby dlouhá. Rovněž vzhledem k relativně nízkým dosažitelným teplotám není možno při tomto způsobu výroby zpracovávat materiály s velmi vysokými body tání.The drawbacks of the production process described above are that the membranes thus produced exhibit a wide pore size distribution, high production costs and long production times. Also, because of the relatively low attainable temperatures, it is not possible to process very high melting points in this production process.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob výroby keramická membrány, jehož podstata spočívá v tom, že keramický prášek se pomocí vodou stabilizovaného plazmatronu při depoziční vzdálenosti v rozmezí od 200 do 400 mm, napětí v rozmezí od 310 do 320 V a výbojovém proudu v rozmezí od 480 do 500 A nanáší na substrát, ze kterého se po vytvoření vrstvy separuje keramická membrána.The aforementioned drawbacks are overcome by the method of manufacturing a ceramic membrane, which consists in that the ceramic powder is applied with a water-stabilized plasmatron at a deposition distance of 200 to 400 mm, a voltage of 310 to 320 V and a discharge current of 480 to 500 A is applied to the substrate from which the ceramic membrane is separated after the layer has been formed.

Výhody těchto membrán spočívají v jejich velké tepelné a chemické stabilitě, to jest, jsou použitelné i při teplotách nad 1000°C a v provozech využívajících kyselin nebo alkálií.The advantages of these membranes reside in their high thermal and chemical stability, i.e., they are also applicable at temperatures above 1000 ° C and in plants using acids or alkalis.

Příklady provedeníExamples

Příklad 1Example 1

Práškový oxyd hlinitý o granulometrii 80 - 100 gm, byl plazmově nastříkán na ocelový substrát do tloušťky 1 mm. Pracovní režim vodou stabilizovaného plazmového hořáku byl 310 V a 480 A. Průtok stabilizačního média, v tomto případě vody, byl 0,2 1/min. a přetlak nosného plynu 150 kPa. Na připravený vzorek se pak působilo po dobu tří hodin 20% kyselinou chlorovodíkovou a po této době byla keramická membrána bez potíží oddělena.Powdered aluminum oxide with a granulometry of 80 - 100 gm, was plasma sprayed onto a steel substrate up to a thickness of 1 mm. The operating mode of the water stabilized plasma torch was 310 V and 480 A. The flow rate of the stabilizing medium, in this case water, was 0.2 l / min. and a carrier gas overpressure of 150 kPa. The prepared sample was then treated with 20% hydrochloric acid for three hours, after which time the ceramic membrane was easily separated.

Příklad 2Example 2

Práškový zirkon ZrSiO^ o granulometrii 40 - 80 gm byl plazmu···' nastříkán na molybdenový substrát do tloušťky 0,8 mm. Pracovní režim plazmového hořáku byl stejný jako v příkladu 1 s tím rozdílem, že podavač prášku byl umístěn blíže ke středu plazmového kužele. Membrána od substrátu byla separována krátkodobou, to jest 2 minutovou oxidací molybdenového substrátu při teplotě 970 °C.ZrSiO4 powder with a particle size of 40-80 gm was sprayed onto the molybdenum substrate to a thickness of 0.8 mm. The operating mode of the plasma torch was the same as in Example 1 except that the powder feeder was located closer to the center of the plasma cone. The membrane from the substrate was separated by short-term, i.e. 2-minute oxidation of the molybdenum substrate at 970 ° C.

- 116 gm byl plazmově tloušťky 0,5 mm. Výbojový Po plazmovém nástřiku byla116 gm was 0.5 mm in plasma. Discharge After plasma spraying was

Příklad 3Example 3

Práškový křemík SiC o. granulometrii nastříkán na molybdenový substrát do proud byl 500 A, hodnota napětí 320 V vzniklá vrstva podrobena procesu izostatického lisování za horka (HIP) v atmosféře argonu za přítomnosti nasycených uhlovodíků CnH2n/Ar při teplotě 1750°C a tlaku 150 MPa. Křemíkový povlak se přeměnil na β - SiO, čímž vznikla membrána ze sloučeniny, kterou jinak nelze samostatně slinovat. Separace proběhla stejně jak bylo popsáno v příkladu 2.The SiC o. Granulometry was sprayed onto the molybdenum substrate to a current of 500 A, a voltage of 320 V was formed and subjected to a hot isostatic pressing process (HIP) in an argon atmosphere in the presence of saturated hydrocarbons C n H 2 n / Ar at 1750 ° C and pressure 150 MPa. The silicon coating was converted to β - SiO to form a membrane from a compound that otherwise cannot be sintered separately. The separation was carried out as described in Example 2.

Příklad 4Example 4

Práškový titan Ti o granulometrii 50 - 100 gm 'byl plazmově nastříkán na uhlíkový substrát do tloušťky 1 mm. Plazmový režim byl stejný jako v přikladu 1, s tím rozdílem, že depoziění vzdálenost byla menší to jest 300 mm. V důsledku reakce titanu se Titanium Ti powder with a granulometry of 50-100 gm < -1 > was plasma sprayed onto a carbon substrate to a thickness of 1 mm. The plasma mode was the same as in Example 1, except that the deposition distance was less, i.e. 300 mm. As a result of the reaction of titanium,

vzduchem vznikl na grafitovém základu povlak z cermetu Ti -TiN - TÍO2. K oddělení membrány od uhlíkového substrátu nebylo třeba speciálního postupu vzhledem k malé přilnavosti obou materiálů.air was formed on the graphite base coating of cermet Ti-Ti-TiO2. No special procedure was necessary to separate the membrane from the carbon substrate due to the low adhesion of the two materials.

Příklad 5Example 5

Práškový mullit 2S1O2 . 3AI2O3 o granulometrii 40 - 65 pm byl plazmově nastříkán na ocelovou podložku do tloušťky 1 mm. Parametry plazmového procesu byly stejné jako v příkladě 4. Výsledná membrána byla od ocelového substrátu separována tepelným šokem, to jest bezprostředně po nástřiku zalitím substrátu s membránou studenou vodou.Powdered mullite 2S1O2. 3AI2O3 with a granulometry of 40 - 65 µm was plasma sprayed onto a steel support up to a thickness of 1 mm. The plasma process parameters were the same as in Example 4. The resulting membrane was separated from the steel substrate by thermal shock, i.e. immediately after spraying, by embedding the substrate with the membrane with cold water.

Pro výše popsaný plazmový nástřik keramických membrán je možno použít v podstatě libovolný keramický materiál. Při této technologii je možno využít i materiály s velmi vysokým bodem tání například diborid titanu TÍB2, jehož bod tání je 2980°C.In principle, any ceramic material may be used for the plasma spraying of ceramic membranes described above. In this technology it is also possible to use materials with a very high melting point, for example titanium diboride TiB2, the melting point of which is 2980 ° C.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Keramické membrány vyrobené výše popsaným způsobem je možno využít pro separační účely například pro filtraci nebo mikrofiltraci, pro povrchové úpravy, pro čištění vod, dále v potravinářském průmyslu pro čištění nápojů, pro separaci mléka, pro separaci plynů v bioréáktorech, zejména však v chemicky silně agresivních prostředích.Ceramic membranes made by the above-described method can be used for separation purposes, for example for filtration or microfiltration, for surface treatment, for water purification, in the food industry for beverage purification, for milk separation, for gas separation in bio-reactors, especially chemically strongly aggressive environments.

Claims (6)

PATENTOVÉ NÁROKY bPATENT CLAIMS b \ 't\ 't 1. Způsob výroby keramických membrán, vyznačený tím, že keramický prášek se pomocí vodou stabilizovaného plazmatronu při depoziční vzdálenosti v rozmezí od 200 do 400 mm, při napětí v rozmezí od 310 do 320 V a výbojovém proudu v rozmezí od 480 do 500 A nanáší na substrát, ze kterého se po vytvoření vrstvy separuje keramická membrána.A process for the production of ceramic membranes, characterized in that the ceramic powder is applied to a plasma stabilizer at a deposition distance of 200 to 400 mm, a voltage of 310 to 320 V and a discharge current of 480 to 500 A a substrate from which the ceramic membrane is separated after the layer has been formed. 2. Způsob výroby keramických membrán podle' bodu 1 se vyznačuje tím, že keramický prášek je křemík Si.2. The process for producing ceramic membranes according to claim 1, characterized in that the ceramic powder is Si. 3. Způsob výroby keramických membrán podle bodu 2 se vyznačuje tím, že po plazmovém nanášení je, se substrátem spojená, křemíková membrána podrobena izostatickému lisování za horka v atmosféře CnH2n/Ar při teplotě v rozmezí od 1500 do 1800° C a tlaku v rozmezí od 100 do 150 MPa.3. The process for producing ceramic membranes according to claim 2, characterized in that after the plasma deposition, the substrate-bonded silicon membrane is subjected to hot isostatic pressing in an atmosphere of C n H2 n / Ar at a temperature between 1500 and 1800 ° C and pressure. in the range from 100 to 150 MPa. 4. Způsob výroby keramických membrán podle bodu 1 se vyznačuje tím, že separace membrány od podložky se provádí leptáním kyselinou chlorovodíkovou HC1 po dobu od l..až 6ti hodin.4. The process for producing ceramic membranes according to claim 1, characterized in that the separation of the membrane from the substrate is carried out by etching with hydrochloric acid for a period of from 1 to 6 hours. 5. Způsob výroby keramických membrán podle bodu 1 se vyznačuje tím, že separace membrány od podložky se provádí oxidací po dobu 1 až 10ti min při teplotě nejméně 970° C.5. The process for producing ceramic membranes according to claim 1, characterized in that the separation of the membrane from the substrate is carried out by oxidation for 1 to 10 minutes at a temperature of at least 970 ° C. 6. Způsob výroby keramických membrán podle bodu 1 se vyznačuje > tím, že separace membrány od podložky se provádí prudkým ochlazením.6. The process for producing ceramic membranes according to claim 1, characterized in that the membrane is separated from the substrate by quenching.
CZ931101A 1993-06-07 1993-06-07 Process for producing porous ceramic membrane CZ281255B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ931101A CZ281255B6 (en) 1993-06-07 1993-06-07 Process for producing porous ceramic membrane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ931101A CZ281255B6 (en) 1993-06-07 1993-06-07 Process for producing porous ceramic membrane

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ110193A3 true CZ110193A3 (en) 1995-02-15
CZ281255B6 CZ281255B6 (en) 1996-07-17

Family

ID=5462753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ931101A CZ281255B6 (en) 1993-06-07 1993-06-07 Process for producing porous ceramic membrane

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ281255B6 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CZ281255B6 (en) 1996-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7292060B2 (en) Y2O3-ZrO2 Erosion Resistant Materials for Chamber Components in Plasma Environments
FI80671B (en) MED KERAMISKA MATERIALKOMPONENTER BELAGT GLIDELEMENT OCH DESS ANVAENDNING.
US20100112231A1 (en) Graphite-silicon carbide composite and making method
JP2003073794A (en) Heat-resistant coated member
KR101593922B1 (en) Polycrystal silicon carbide bulky part for a semiconductor process by chemical vapor deposition and preparation method thereof
JP4006596B2 (en) Rare earth oxide sprayed member and powder for spraying
JP4570195B2 (en) BORON CARBIDE BONDED BODY, ITS MANUFACTURING METHOD, AND PLASMA RESISTANT MEMBER
CZ110193A3 (en) Process for producing ceramic membrane
JPH0375302A (en) Particles whose surface is coated with super fine particles and manufacture thereof
JP2002308683A (en) Ceramic member with roughened surface and method for manufacturing the same
US20050028561A1 (en) Method and apparatus for the hot shaping of molten gobs
JP5526098B2 (en) Corrosion-resistant member and manufacturing method thereof
WO2015025951A1 (en) Porous ceramic and method for producing same
JPH065376Y2 (en) Mold for molding glass products
KR101922805B1 (en) Method of plasma spray coated layer for improving the bond strength between the coating layer and substrate
US20080287281A1 (en) Method For Producing a Wear-Resistant Reaction-Bounded Ceramic Filtering Membrane
WO1996040602A1 (en) Ceramic-coated support for powder metal sintering
JPH03146470A (en) Silicon carbide-based material
TWI852155B (en) Method of manufacturing chamber component for processing chamber
JP2008248345A (en) Member for plasma treatment apparatus, and method for producing the same
JP2006347653A (en) Glass substrate adsorption device for display
JP3803148B2 (en) Method for recycling and using laminated member and laminated member used therefor
JPH04103750A (en) Formation of wear resistant coating layer
JPH01192767A (en) Production of silicon nitride-based complex sintered compact
KR20120046007A (en) A corrosion-resistant article coated with aluminum nitride and method for producing the same