Abstract
陶瓷過濾器在化學工業、食品業，以及生化工業方面的應用日漸增加，因其具有耐高溫高壓，抗化學腐蝕，以及不受微生物分解等諸多特性，可以取代許多的傳統蒸餾、蒸發等分離濃縮程序，或者一些由高分子材料製成的薄膜。本研究之主要目的，即在如何利用不同的解凝劑或不同的處理程序，以研製不同孔洞大小(自數百μm到數μm之間)的陶瓷過濾器以及陶瓷薄膜。其中較大孔洞之過濾器，乃利用不同濃度泥漿、多孔海棉先導體，經浸泡、乾燥，煆燒及在1250℃燒結而得。吾人更進一步，以此多孔陶瓷體為支撐基板，試製以氧化鋁為主的陶瓷薄膜於其上。在前述製程中，添加不同的解凝劑對於泥漿的特性，尤其是泥漿的黏度有很大的差異，並將對胚體的成形或孔洞的形態造成影響。一般泥漿黏度愈大，則受擠壓海綿體在泥漿浸泡時，因回復時遭受阻力，可能導致成品變形較嚴重，而其可用面積較小。又若泥漿黏度大時，在使用多次浸泡法製備較小孔洞成品時，泥漿比較不容易進入胚體內部，乃至形成胚體內孔洞(數百μm以上)較大，而表層孔洞較小(數十μm)的非對稱陶瓷濾板。當改用矽酸鈉或P AA取代碳酸鈉作為解凝劑時，可有效降低高濃度泥漿的黏度。但是在浸泡過程中，部分固體粒子會因重力而沉降至胚體底部，因而自然形成兩種不同大小孔洞之非對稱陶瓷濾板，其中底部堆積所形成孔洞，會隨浸泡之泥漿濃度增加而孔徑漸減。對於生胚受熱處理至成品間，其孔洞的演變，吾人可利用汞滲透法或照相法加以分析，二者雖然所得之數據值相差甚大，但其所得之演變趨勢相同，亦即主要的收縮發生在 800 - 1200 ℃之間。由非破壞性水擠出法的方式可以使我們瞭解多孔陶瓷體孔的結構，這是除了照相法及汞滲透法外，又一新的量測孔洞大小方法，雖然有量測時間上不確定及較大氣體流量時，樣品稍有破壞的因素，但對於我們解釋流體在多孔陶瓷體內之穿透率實驗，有很大的幫助。對大孔徑濾板曾進行氮氣及水之穿透實驗。得到兩種穿透率值(permeability)；這可以由上述水擠出法實驗解釋，低流量時，流體往大孔流過所受阻力較小，穿透率較大，若高流量時，部分流體被迫往小孔流過，此時所受阻力較大，故穿透係數較小，可見對多孔陶瓷體而言，除了成品的總孔隙度、孔洞大小分佈外，孔洞之3D結構，對其應用仍具有舉足輕重的角色，值得設法予以分析，作為未來改善製程的依據。