氧化铝刚玉管制造过程质量信息系统的研究与开发

　　透明陶瓷材料自问世以来受到了研究者的极大关注,性能和新型陶瓷的研究都取得了很大的发展。但在具体应用和生产过程中仍然有不少问题存在。首先,全球化竞争的日益加剧、产品规模的不断扩大和市场需求的多样化与个性化导致了产品规格多样化、技术尖端化和结构复杂化的生产特点;其次,现有透明陶瓷的制备工艺调试周期长、稳定性不好、抗干扰能力差及缺乏有效的检测与性能分析;再次,氧化铝刚玉管制造企业自动化程度低、人员素质不强,预防性质量控制没有得到很好的应用。 本文以与某氧化铝刚玉管制造企业的合作项目为平台,以“氧化铝刚玉管制造过程质量信息系统”为课题展开研究,系统地研究高强度放电灯用氧化铝刚玉管制造过程的质量信息系统的背景、理论、关键技术、系统体系结构和应用软件的开发实施。 论文的主要内容安排如下: 第1章,明确系统开发的背景与意义,同时阐述国内外的研究现状和发展趋势。介绍了研究与开发质量信息系统的必要性。最后,讨论了论文的目标与主要内容。 第2章,在研究氧化铝刚玉管制造过程的基础上,进行质量对象与质量活动的业务需求分析,将抽象的业务流程与系统设计相结合,进行系统的功能分析与设计。 第3章,针对质量信息系统实现与应用中的核心问题,进行质量信息系统相关关键技术的研究。包括批次编码技术、质量可追溯管理方案设计等。 第4章,基于质量信息系统的质量分析与决策技术研究。利用CART决策树对氧化铝刚玉管制造过程进行决策模型的构建,发现海量的质量数据中存在的一致性规律,从而支持生产质量决策。 第5章,质量信息系统的开发与实现。遵循软件工程的理念,采用快速原型模型和模块化开发方法对质量信息系统进行设计、开发与应用。 第6章,总结本文主要的研究成果、结论和本文的主要贡献,并指出今后需要进一步开展的研究工作。

　　陶瓷过滤器具有耐高温、耐有机溶剂和强酸碱腐蚀、易反向脉冲冲洗再生、过滤精度高等特点,在新能源开发、催化剂载体、高效分离等领域应用前景广阔。多孔刚玉管是陶瓷过滤器的核心部件,要除去烟气中的尘粒,要求刚玉管能适应烟道环境、热应力等恶劣条件,并具有高除尘效率、高气流量,低压降的特点。本课题研究孔径大于50μm,过滤精度10μm,并具有一定抗弯强度的氧化物(刚玉质)、非氧化物(SiC质)多孔刚玉管,分别以刚玉粉和SiC粉为骨料,加少量碳黑为造孔剂,采用冷等静压法制备大孔径多孔刚玉管。 以粗颗粒为骨料,使用冷等静压法成型大孔径多孔刚玉管的工艺。根据目标坯体形状尺寸和粉料的压缩比,结合冷等静压法的特点,设计了外压法、内压法成型模具;探讨了骨料粒度、成型压力、脱模方式、干燥方法等对坯体性能的影响;总结了常见的坯体缺陷,包括颈部不均匀,内孔偏心,端头掉角,中间断裂等,并简要分析了导致这些缺陷的原因。 以平均粒径220μm的刚玉粉为骨料,加入少量的碳黑为造孔剂,采用冷等静压成型法,经过1400℃烧成,制备出Φ60mm×Φ40mm×1000mm的多孔刚玉管,平均孔径为70μm,存在大量孔径大于200μm的气孔,抗弯强度超过20MPa。利用自制简易装置,初步研究了流量—压降曲线。研究表明:造孔剂碳黑可以促进骨料的重排,形成稳定的骨架结构,添加量为5wt.%、10wt.%时的平均孔径分别为65μm、70μm,有效提高制品中大于50μm的气孔含量,当碳黑添加量为5wt.%时,制品的抗弯强度最高,随后强度下降;羧甲基纤维素钠(CMC)添加量为10wt.%时效果最佳,添加量过大时,坯体与模具的粘结作用导致脱模困难。

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