光伏晶硅废料(PSW)是光伏产业硅锭切割过程中产生的固液废弃物。由于近年光伏产业的迅猛发展,大量的晶硅废料被产生,给环境治理带来巨大压力的同时也造成了废料中硅和碳化硅等不可再生资源的浪费。目前,通过已有的线上回收设备可将光伏晶硅废料进行固液分离和初步回收。但在初步回收后仍会存在以碳化硅和高纯硅粉为主的二次废料被遗弃。为将废料完全利用,本课题以光伏晶硅二次废料为主要原料制备多孔碳化硅陶瓷,并研究其相关性能。具体研究内容如下:首先,以废料(除去铁)和Al2O3、MgO、Y2O3、MoO3等为原料,在不同温度下制备多孔碳化硅-莫来石/碳化硅-堇青石复相陶瓷。研究了不同制备温度对样品物相、显微结构及性能的影响。结果显示,以PSW、Al2O3、Y2O3为主要原料可在1200-1400℃成功制备显气孔率20.29-42.03%,抗弯强度19.69-76.10 MPa的多孔碳化硅-莫来石陶瓷。以PSW、Al2O3、Y2O3、MgO为主要原料,可在1100-1300℃成功制备显气孔率为18.30-35.60%,抗弯强度16.21-57.03 MPa的多孔碳化硅-堇青石陶瓷。创新的引入MoO3催化剂,在850-1200℃成功制备显气孔率为44.66-48.32%,抗弯强度41.12-50.17 MPa,孔径中值为150-155 nm的多孔碳化硅-莫来石陶瓷,大幅度降低多孔碳化硅陶瓷的制备温度。其次,在低温制备碳化硅-莫来石多孔陶瓷的基础上,本课题以MoO3、Al2O3的添加量和烧结温度为变量,详细研究了各因素对样品物相变化、显微结构、显气孔率及抗弯强度的影响,确定各添加剂的最佳质量分数。结果表明,在原料中添加4wt%的MoO2可制备显气孔率为43.20-45.36%,抗弯强度为31.30-47.20 MPa的多孔碳化硅陶瓷。添加25wt%的Al2O3可以制备显气孔率为45.37-49.25%,抗弯强度为28.56-66.02 MPa,孔径中值为111.4 nm的多孔碳化硅陶瓷。其1000℃所制样品的气体渗透系数和气体通量分别为2.32×10-13m2和4.62×10-5 mol m-2 s-1 Pa-1。综合考量样品的性能,4wt%和25 wt%分别为Mo03和A1203的最佳添加量。最后,以不同温度热解Al(OH)3制得的不同铝源为原料制备高渗透性、高强度多孔碳化硅陶瓷,研究了铝源改变对样品结构与性能的影响。结果表明,以500℃热解Al(OH)3所制铝源作为原料的样品性能最优,显气孔率可达到42.21-47.56%,在1000℃所制样品的抗弯强度达到最高为58.43 MPa。气体渗透系数和通量分别为6.19×10-13·m2和10.12×10-5 mol m-2 s-1 Pa-1。