煤矸石發(fā)泡陶瓷的制備及性能研究.pdf

1、針對目前墻體保溫材料及煤矸石高附加值利用存在的問題，本文在研究煤矸石化學(xué)成分組成特點的基礎(chǔ)上，采用粉末坯體發(fā)泡工藝制備出了一種煤矸石摻量高達(dá)90wt％，理論上可提供1/6～1/3熱能，且具有耐久、隔音、輕質(zhì)、高強等優(yōu)良性能的生態(tài)環(huán)保型發(fā)泡陶瓷保溫板，并研究了坯料主要化學(xué)成分組成、粉磨工藝和燒成工藝與發(fā)泡陶瓷性能的關(guān)系。通過XRD、SEM、TG-DSC、XRF、LPS等分析測試手段探討了影響發(fā)泡陶瓷性能的因素及作用機(jī)理。
　　首先，

2、對發(fā)泡陶瓷坯料化學(xué)成分組成進(jìn)行了設(shè)計，研究了Fe2O3、MgO、Al2O3、發(fā)泡劑摻量與發(fā)泡陶瓷性能的關(guān)系及作用機(jī)理。試驗結(jié)果表明：Fe2O3在高溫條件下分解產(chǎn)生的氧氣和Fe2+，可調(diào)節(jié)發(fā)泡劑產(chǎn)生氣體的速率和降低液相產(chǎn)生溫度，從而表現(xiàn)出助熔、改善孔結(jié)構(gòu)、拓寬燒成溫度范圍的作用；MgO也具有與Fe2O3相似的作用；Al2O3表現(xiàn)出穩(wěn)泡及促進(jìn)晶相的產(chǎn)生，從而提高材料力學(xué)性能的作用；坯料中復(fù)合發(fā)泡劑外摻量為0.1wt%時即可燒制出含有大量均勻

3、氣孔的發(fā)泡陶瓷，適宜外摻量為0.3～2.0wt%，外摻量過多可導(dǎo)致發(fā)泡陶瓷孔結(jié)構(gòu)和性能的惡化。
　　其次，研究了粉磨工藝與發(fā)泡陶瓷性能的關(guān)系。探討了粉磨助劑及粉磨時間對坯料粒度分布和發(fā)泡陶瓷性能的影響。試驗結(jié)果表明：粉磨助劑和粉磨時間主要通過影響坯料混合均勻性和坯料的細(xì)度及粒度分布來影響發(fā)泡陶瓷的孔隙結(jié)構(gòu)和性能；濕法粉磨工藝與添加0.035%三乙醇胺干法粉磨工藝燒成的發(fā)泡陶瓷孔結(jié)構(gòu)和性能相似，然而濕法粉磨工藝復(fù)雜、能耗高、制備周期

4、長，因此可被添加三乙醇胺干法粉磨工藝所代替。
　　最后，研究了燒成工藝與發(fā)泡陶瓷性能的關(guān)系。采用單因素變量法分析了燒成溫度和保溫時間對發(fā)泡陶瓷性能的影響。試驗結(jié)果表明：燒成溫度和保溫時間均對發(fā)泡陶瓷孔結(jié)構(gòu)和抗壓強度影響顯著，對吸水率影響較小。升高燒成溫度或延長保溫時間，在促使氣泡充分長大的同時，可提高氣泡孔徑的一致性，使表觀密度和吸水率降低，但燒成溫度過高或保溫時間過長，會破壞孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致連通孔和“孔窗”的產(chǎn)生，從而提高表觀密度和