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1、學(xué)校代碼：10406分類號：TG171學(xué)號：120085204009南昌航空大學(xué)南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文粉煤灰低溫?zé)啥嗫撞牧霞胺勖夯业蜏責(zé)啥嗫撞牧霞翱捉Y(jié)構(gòu)的調(diào)控機(jī)制孔結(jié)構(gòu)的調(diào)控機(jī)制碩士研究生：碩士研究生：杜建亮導(dǎo)師：師：盧金山教授申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：業(yè)：材料工程所在單位：材料科學(xué)與工程答辯日期：2014年12月17日授予單位：南昌航空大學(xué)I摘要氣孔形貌及孔徑分布對多孔材料的力學(xué)性能、保溫隔熱及吸聲等性能具有重要影響。本文以粉煤灰

2、為主要原料，利用Na2CO3和SiO2反應(yīng)產(chǎn)生CO2作為發(fā)泡氣體來源，采用低溫發(fā)泡法制備Na2OCaOSiO2B2O3F（NCSBF）系多孔材料。首先從氣體生成和逸散兩個角度出發(fā)，研究了該體系多孔材料的孔隙內(nèi)部氣體量的調(diào)控過程；創(chuàng)新地提出了對氣孔的形成過程進(jìn)行控制，分別研究了SiC和Si顆粒對多孔材料氣孔結(jié)構(gòu)的調(diào)控機(jī)制。對孔隙內(nèi)部氣體量的研究表明：Na2CO3與SiO2反應(yīng)生成Na2SiO3的表觀反應(yīng)活化能和指前因子分別為208kJmo

3、l和1.96108min1，配合料中失重反應(yīng)的表觀反應(yīng)活化能和指前因子分別為86kJmol和6.47103min1，配合料內(nèi)其它成分如CaO、B2O3等有助于降低Na2CO3與SiO2反應(yīng)的表觀反應(yīng)活化能和指前因子；NCSBF系多孔材料在850℃保溫條件下的氣體逸散過程微弱，通過提高升溫速率有助于減少物料熔融前的氣體損失，即促進(jìn)多孔材料的體積密度降低，當(dāng)升溫速率由5℃min提高至20℃min時，多孔材料的體積密度由0.72gcm3降至0

4、.66gcm3。對SiC的作用機(jī)制研究表明：NCSBF系多孔材料熔體內(nèi)SiC粒徑隨氧化時間而減小，當(dāng)SiC加入量為3%，氧化時間為4h，SiC平均粒徑由195μm減小至150.7μm，之后粒徑保持不變；當(dāng)SiC粒徑為198μm時，氣孔多分布于SiC顆粒邊緣，SiC具有促進(jìn)氣泡形核作用，且其非均相形核數(shù)量隨著顆粒粒徑的減小而逐漸減弱，粒徑為600目時其形核效果基本消失；SiC的加入造成氣孔孔壁破壞而相互連通，促進(jìn)多孔材料內(nèi)部氣孔聚并區(qū)域的

5、增加，當(dāng)SiC含量為5%時，此時內(nèi)部氣孔的聚并程度最為嚴(yán)重，在隨機(jī)剖面中連通區(qū)域面積占剖面面積的20%。對Si顆粒的作用機(jī)制研究表明：NCSBF系熔體內(nèi)Si顆粒尺寸隨氧化時間的變化不顯著；當(dāng)Si顆粒粒徑為198μm時，氣孔多分布于Si顆粒邊緣，Si顆粒具有促進(jìn)氣泡形核的效果，且其非均相形核數(shù)量隨著顆粒粒徑的減小而逐漸減弱，粒徑為10μm時其形核效果基本消失；當(dāng)Si顆粒粒徑小于25μm時，隨著粒徑的減小多孔材料的體積密度也隨之減??；Si顆