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活性炭有大量的小孔洞,能吸附一些可溶性的膠體和大分子有機物,在一定程度上凈化水質(zhì),但不能除去所有雜質(zhì),如鹽等離子就不能除去
活性炭是一種黑色粉狀,粒狀或丸狀或無定形具有多孔的碳。主要成分為碳,還含少量氧、氫、硫、氮、氯。其主要有木材、果殼、煤等經(jīng)過高溫活化而成。碳元素是自然界穩(wěn)定的元素,活性炭亦有這一特點?;钚蕴績?nèi)孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達,具有較大的表面積(500~1000米2/克),甚至更高,有很強的物理吸附性能,能吸附氣體、液體或膠態(tài)固體;對于氣體、液體,吸附物質(zhì)的質(zhì)量可接近于活性炭本身的質(zhì)量。其吸附作用具有選擇性,非極性物質(zhì)比極性物質(zhì)更易于吸附。在同一系列物質(zhì)中,沸點越高的物質(zhì)越容易被吸附,壓強越大、溫度越低、濃度越大,吸附量越大。反之,減壓、升溫有利于氣體的解吸。
活性炭常用于氣體的吸附、分離和提純、溶劑的回收,糖液、油脂、甘油、的脫色劑,飲用水及冰箱的除臭劑,防毒面具中的濾毒劑、空氣凈化,還可用作催化劑或金屬鹽催化劑的載體等。
一般來說,碳化硅耐火材料具有多方面的優(yōu)良性能,例如,在比較寬的溫度范圍內(nèi)具有高的強度、高的抗熱震性、優(yōu)良的耐磨性能、高的熱導率、耐化學腐蝕性等。不過,也應(yīng)看到,它的弱點是能力差,由此而造成高溫積脹大、變形等降低了使用壽命。
為了提高碳化硅耐火材料的性能,在結(jié)合劑方面做了不少的選擇工作。使用粘土(包括氧化物)結(jié)合,但并未能起到保護作用,碳化硅顆粒仍然受到氧化和侵蝕。50年代末,選擇用氮化硅(Si3N4)結(jié)合,作為碳化硅耐火材料的改進產(chǎn)品,確實具有很好的性(見圖1),且無顯著的膨脹現(xiàn)象。但是價格較貴;加之在反復加熱冷卻時有突然破壞的可能;而氮化硅本身的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)帶有滲透性,不能從根本上保護碳化硅不被氧化。60年代初,又出現(xiàn)了用氧氮化硅(Si2ON2)結(jié)合的碳化硅耐火材料,比之氮化硅結(jié)合具有更好的性能,因為氧氮化硅粘附于碳化硅表面的氧化硅薄膜,并與其反應(yīng)形成和碳化硅牢固結(jié)合的連續(xù)保護膜。同時,這種材料的價格適當,相當于用氧化物結(jié)合的碳化硅材料。
碳化硅的原料有石英砂、石油焦等,又叫金剛砂,化學結(jié)構(gòu)為六方形晶體,通常比重為 3.2,硬度較大,平均為3000kg/mm2。碳化硅具有很多優(yōu)點,如導熱系數(shù)高、膨脹系數(shù)小、體積小和強度高等。碳化硅涂層被電磁波影響,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,應(yīng)電流易受電磁場影響改變方向,同時由于材料的高電阻阻礙,電磁波的能量會變?yōu)闊崃可⑹?,即能量消耗,這樣雷達等電子設(shè)備的信號大大減弱,這種現(xiàn)象稱為吸波性能。
不同類型的碳化硅材料具有不同的吸波能力。例如,異形截面的碳化硅與邊界規(guī)則的碳化硅截面具有不同的吸波性能,不同碳化硅的表面曲率不同,其電荷聚集的能力也不同,通常曲率較小則容易聚集電荷。另外,不同厚度的涂層對吸波性能也有不同的影響。