空心玻璃微珠輕質(zhì)高強材料的制備與性能研究.pdf

1、本文采用空心玻璃微珠為主體材料,在盡量不破壞微珠的情況下,制備微珠與微珠直接相連的隔熱保溫材料。充分利用空氣導(dǎo)熱率低的優(yōu)勢,同時滿足質(zhì)量輕,保溫性能優(yōu)越的特點,研制輕質(zhì)高強的隔熱保溫材料。
　　由于市售的微珠表面都經(jīng)過了疏水處理,普通的水基氧化物溶液很難潤濕微珠表面,本文采用兩種方法進行探索試驗,一種是采用溶膠-凝膠法制備乙醇-水基的B2O3-SiO2和P2O5-SiO2溶膠,溶膠潤濕微珠,并粘結(jié)微珠。研究了燒結(jié)溫度,溶膠的硼硅比

2、和水硅比對試樣性能的影響;另一種是采用氫氟酸腐蝕,高溫煅燒或丙烯酸接枝對微珠表面進行親水性改性,無機磷酸鉻鋁粘結(jié)劑將其粘結(jié)。嘗試了不同的表面改性方法,研究磷酸鉻鋁濃度,燒結(jié)溫度對試樣性能的影響。
　　試驗結(jié)果表明,采用硼硅溶膠和磷硅溶膠結(jié)合微珠制備的試樣,表觀密度小于0.48g/cm3,抗壓強度最高達到14.9MPa。由于硼硅玻璃的熔點比較低,所以該溶膠結(jié)合微珠試樣的致密化過程為液相反應(yīng)燒結(jié)過程。綜合性能最好的試樣為硼硅摩爾比1.

3、08,750°C燒結(jié)的H試樣,收縮率為3.73％,表觀密度為0.43g/cm3,顯氣孔率為41%,抗壓強度為10MPa,導(dǎo)熱系數(shù)為0.1W/m·K。而磷硅溶膠結(jié)合微珠的試樣,致密化過程主要靠固相反應(yīng)。溫度升高,固相反應(yīng)加快,試樣的收縮率增加,致密化程度提高,表觀密度增加。顯氣孔率受致密化程度以及微珠本身性能的影響,同時,致密化程度和顯氣孔率對試樣的抗壓強度作用明顯。
　　氫氟酸腐蝕改性得到的微珠親水性最好,制得試樣的表觀密度為0.