Abstract
本研究以高嶺土與α-氧化鋁(3-5μm),配合聚乙烯醇(PVA)為黏著劑及孔洞形成劑,經由濕法混合、烘乾、磨碎,再經乾壓成形、燒結後,而得到陶瓷膜所需之多孔基材,研究重點在於製造適當強度及孔洞尺寸之支撐材。由實驗發現藉由α-氧化鋁的導入,可大幅提昇產品的良率及孔徑;對於諸多操作變數如:溫度效應、PVA添加量、成形壓力、α-氧化鋁的顆粒大小與添加量,均做相關探討,並藉由動態水擠出法的引入,測得有效孔隙度與平均孔徑,將這些數據與汞擠入法和比穿透性比較,可得到一些孔洞構造的心得。對於溫度效應,我們發現重量損失在900℃以後已趨穩定,在升溫過程中均可看到收縮,而初期孔隙度的決定,則在於生胚孔隙度、高嶺土相變化及 PVA燒除所遺下之孔洞,最後成品的孔隙度會由體收縮率所控制,而燒結溫度較高會使強度增加及孔隙度減少;PVA添加量的效應則是,添加越多除了孔隙度越大,還會使平均孔徑上升,強度則會有一最適值;壓力效應會使生胚更緻密,是以成形壓力越大,最終產品的孔隙度越小、平均孔徑亦越小,而強度則會增加;α-氧化鋁的顆粒大小對於燒結最終產品亦有重大影響,其顆粒大小對收縮率與孔隙度有影響,應是粒子在生胚壓製時排列不同的關係,在燒結產品可看到顆粒越大所得成品之平均孔徑亦越大;對於α-氧化鋁的用量則為:添加量越多,產品孔隙度越大及平均孔徑越大。在實驗的後段,我們嚐試將比穿透性與水擠出平均孔徑經一簡單的式子表示,結果令人滿意;對於孔隙度與撓曲強度的關係則fit得:σ=43.48exp (-9.47ε(MPa);最後建議可作為為過濾基材之條件為:(1)撓曲強度0.69MPa以上,(2)比穿透性在1.56x10^-14 m^2以上。