【摘要】：大規(guī)格陶瓷薄板是適應(yīng)我國“一帶一路”戰(zhàn)略的創(chuàng)新型陶瓷產(chǎn)品。與傳統(tǒng)的陶瓷墻地磚相比,大規(guī)格化與薄形化生產(chǎn)技術(shù)可以實現(xiàn)陶瓷原材料用量、綜合能耗的大幅度降低以及廢渣、SO_2、NO_x、煙塵等的減排,是傳統(tǒng)建筑衛(wèi)生陶瓷領(lǐng)域節(jié)能減排和綠色制造的發(fā)展方向之一。然而,如何進一步降低成本、利用廢棄礦渣、廢料等資源制備高性能的陶瓷薄板,以及如何進一步提高產(chǎn)品強度,為進一步降低產(chǎn)品的厚度奠定基礎(chǔ)是當前本領(lǐng)域急需要解決的問題和難點。本課題旨在研究建筑陶瓷板材性能的提高及功能化。首先研究了利用拋光廢渣等廢棄物制備發(fā)泡陶瓷板的工藝、結(jié)構(gòu)和性能,實現(xiàn)了廢渣的高品質(zhì)應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上,還開發(fā)了高強度、高白度的鎂質(zhì)瓷陶瓷薄板。利用莫來石微晶、硅酸釔晶須、氧化鋯、氧化鋁和氧化鈦短纖維等增強陶瓷薄板,并研究了其組成、結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系。最后對優(yōu)化的幾種薄板進行了產(chǎn)業(yè)化中試研究。主要取得了以下研究成果:1.利用拋光廢渣為主要原料,制備了發(fā)泡陶瓷板,優(yōu)化了配方及化學(xué)組成。研究發(fā)現(xiàn):燒成制度對材料結(jié)構(gòu)和性能影響較大。燒成溫度在大于1100℃以后開始發(fā)泡。隨著燒成溫度升高,輕質(zhì)多孔陶瓷板材的總氣孔率和閉孔氣孔率均增加,開孔氣孔率也略有增加,材料強度不斷降低。提高燒成溫度和延長保溫時間有利于促進莫來石相的形成。2.開發(fā)了MgO-Al_2O_3-SiO_2材料體系,以高嶺土、滑石、鉀長石和鈉長石為主要原料,使用三角配方設(shè)計方案,制備出滿足國家標準和國際標準的陶瓷薄板。產(chǎn)品抗彎曲強度高,燒成范圍寬。。3.分別以粉煤灰和粉煤灰漂珠為起始原料,通過引入氧化鋁含量較高的礦物原料,在低溫下煅燒成功合成了莫來石微晶,達到我國燒結(jié)莫來石標準。采用溶膠-凝膠方法,在800-1000℃溫度下成功合成了莫來石微晶。分別采用上述三種莫來石微晶為增強相增強陶瓷薄板,發(fā)現(xiàn)三種莫來石均能有效增強陶瓷薄板。4.采用溶劑熱方法制備了直徑尺寸為1-5μm,長度為30-60μm的硅酸釔晶須,所制備的硅酸釔晶須其在室溫至1000℃范圍內(nèi)的熱導(dǎo)率在1.15W/(m?K)-1.25W/(m?K)之間,其在500℃至1100℃范圍內(nèi)的熱膨脹系數(shù)在6×10~(-6)/K~7×10~(-6)/K之間。以制備的硅酸釔晶須增強陶瓷薄板時,鋰輝石比鉀長石和鈉長石更適合充當助熔劑;當硅酸釔晶須加入量達到6%時,陶瓷薄板的強度最佳,達到92MPa,提高了80.4%。5.采用氧化鋯、氧化鋁和氧化鈦商用短纖維作為增強原料增強陶瓷薄板,發(fā)現(xiàn)三者均可以在一定程度上提高陶瓷材料的力學(xué)性能。彎曲強度隨纖維的加入量增加而先增加后降低,氧化鋯短纖維的增強效果最好。6.采用液相法合成了氧化鎢微晶,發(fā)現(xiàn)微晶的微觀形貌和晶體結(jié)構(gòu)對其催化反應(yīng)活性有顯著影響,薄片狀的WO_3?H_2O具有活性晶面暴露和高比表面積特性而擁有最佳的光催化降解性能。以其為光催化釉料活性成分,在陶瓷薄板表面制備了鎢基快速結(jié)晶釉,發(fā)現(xiàn)該釉層以WOP_2O_7為主晶相,析晶尺寸大,結(jié)晶取向明顯,裝飾效果好,且具有紫外可見光降解污染物性能,為提升結(jié)晶釉功能化應(yīng)用提供了新的方向。7.對發(fā)泡陶瓷板、高白度陶瓷薄板、莫來石微晶增強陶瓷薄板、氧化鋯短纖維增強陶瓷薄板以及光催化功能結(jié)晶釉裝飾的陶瓷板材進行了中試研究,中試結(jié)果表明:幾種陶瓷薄板的尺寸、斷裂模數(shù)、吸水率、耐磨性、可溶性鉛含量、可溶性鎘含量、靜摩擦系數(shù)等均符合國家標準。發(fā)泡陶瓷板中試產(chǎn)品的密度、導(dǎo)熱系數(shù)、平均斷裂模數(shù)、吸水率等關(guān)鍵指標均滿足行業(yè)標準。
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ174.76
【圖文】：

圖 1-1 建筑陶瓷墻地磚典型生產(chǎn)工藝流程Fig. 1-1 Typical schematic flowchart of building ceramic wall and floor tiles原料是建筑陶瓷生產(chǎn)的基礎(chǔ)，對于規(guī)�；I(yè)生產(chǎn)，要求原料性能滿足生產(chǎn)要量穩(wěn)定，成本適當。黏土、長石、石英體系是傳統(tǒng)陶瓷的典型配方，兼顧了生產(chǎn)前提。黏土類可塑性原料主要提供可塑性能，可以保證坯體的干燥強度，同時可得通過塑性形變獲得所需形狀的坯體，在濕法球磨時可以起到懸浮作用，形成穩(wěn)，在燒結(jié)時其中 Al2O3的含量可以調(diào)節(jié)燒成溫度。長石等熔劑類原料作用主要是體的燒成溫度。石英等瘠性原料性能與可塑性原料相反，主要作用是與黏土相互節(jié)泥料的可塑性，降低坯體干燥收縮、減少坯體的變形，在燒成時減少燒成收縮高溫下坯體的形變，提高制品的機械強度。一方面，保證坯體的成型、過程中的制品的燒成等制備工藝流程的要求；另一方面，滿足了原料化學(xué)組成和燒成晶相陶瓷成品的質(zhì)量要求[1-2]。造粒環(huán)節(jié)主要是為之后坯體成型部分提供合格且具有一定級配的粉料，是建筑地磚生產(chǎn)過程中重要環(huán)節(jié)。目前普遍采用噴霧造粒濕法制粉工藝，是在 20 世紀從食品工業(yè)用噴霧干燥技術(shù)引入的（可稱為“濕法制粉工藝”），該工藝技術(shù)克服了

依據(jù)國標 GB/T 3810.14—2016《陶定》，污染物為輕油中的紅色污染物（輕油為甘量分數(shù)為 0.40）。硬度的測量氏硬度計在試樣表面上刻劃，如果能刻劃試樣計所代表的硬度值，若不能刻劃試樣表面，則的硬度值，莫氏硬度計的標準礦物及其代表的硬表 2-4 莫氏硬度計的標準礦物及其代表的硬度值[32-33]e mosh hardness of standard hardness minerals and their re的測定標準 GB/T 3810.4-2016《陶瓷磚試驗方法第 4 定陶瓷磚的斷裂模數(shù)和破壞強度[32-33]。石膏 方解石 螢石 磷灰石 正長石 石英 黃2 3 4 5 6 7 8

度超薄建筑陶瓷板材的制備、增強和性能在試驗過程中應(yīng)盡量保持“非配方要(Meta Batch)作為“因子”。數(shù)學(xué)模型式的回歸方程，如公式 2-12 所示：bxxijijij 種材料性能參數(shù)的預(yù)測值；，又稱“控制變量”，一般為三大元配，即 i，j=1,2,3，…，p。分別為常數(shù)項、線性項及交互項的于 3 分量，其變量及其回歸系數(shù)有 。對應(yīng)于回歸方程式（2-12），采用 3試驗點（圖 2-3）。對于 3 因子，共確

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 宋波;馬勇光;;河南省建筑陶瓷行業(yè)環(huán)境保護發(fā)展對策[J];資源節(jié)約與環(huán)保;2018年04期

2 ;中國建筑陶瓷衛(wèi)生潔具行業(yè)發(fā)展環(huán)境分析[J];居業(yè);2017年09期

3 ;2014年建筑陶瓷行業(yè)發(fā)展趨勢[J];現(xiàn)代技術(shù)陶瓷;2014年06期

4 吳彤;黃春寶;陳曉峰;舒彥斌;周宇冰;;影響新型建筑陶瓷拋釉磚白度的因素淺析[J];中國陶瓷工業(yè);2015年03期

5 葉國華;;廣東建筑陶瓷行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革研究[J];市場觀察;2019年04期

6 ;專訪劉廣曉:中國建筑陶瓷行業(yè)“攪局者”[J];包裝與設(shè)計;2017年04期

7 劉春江;喬富東;黃賓;;論中國建筑陶瓷的“微增長”背景及其影響因素[J];佛山陶瓷;2014年01期

8 ;2014年建筑陶瓷行業(yè)發(fā)展趨勢[J];江蘇建材;2014年03期

9 史翔;;水煤漿在建筑陶瓷工業(yè)中的應(yīng)用分析[J];煤炭技術(shù);2013年09期

10 余瑞清;;中國建筑陶瓷藝術(shù)化設(shè)計或是出路——意大利天價瓷磚對陶瓷行業(yè)的警示[J];福建質(zhì)量管理;2013年Z1期

相關(guān)會議論文 前10條

1 劉春江;喬富東;馬建國;;論中國建筑陶瓷“微增長”背景及其影響因素[A];中國硅酸鹽學(xué)會陶瓷分會2015學(xué)術(shù)年會論文集[C];2015年

2 郭安;;把高安打造成在全國有一定影響力的建筑陶瓷生產(chǎn)加工基地[A];宜春市紀念新中國成立60周年理論研討會論文集[C];2009年

3 奚修安;陸騰;蔡曉軍;康桂巒;崔麗間;許文彬;稅安澤;;淺談廣東陶瓷行業(yè)的狀況及發(fā)展方向[A];低碳技術(shù)與材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會論文集[C];2010年

4 俞康泰;劉儒平;;建筑陶瓷裝飾技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[A];中國硅酸鹽學(xué)會陶瓷分會色釉料暨原輔材料專業(yè)委員會第一屆第四次全體會議論文集[C];2006年

5 信昆侖;郭茹;程聲通;;建筑陶瓷行業(yè)SO_2污染物濃度評價及總量分配方法研究[A];2005中國可持續(xù)發(fā)展論壇——中國可持續(xù)發(fā)展研究會2005年學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2005年

6 俞康泰;劉儒平;;建筑陶瓷裝飾技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[A];第四屆中國陶瓷發(fā)展論壇資料匯編[C];2006年

7 趙志成;顧幸勇;羅婷;董偉霞;;全廢瓷料原位凝固成型制備建筑陶瓷的研究[A];第十九屆全國高技術(shù)陶瓷學(xué)術(shù)年會摘要集[C];2016年

8 黃永忠;溫曉輝;楊利郭;;建筑陶瓷企業(yè)的管理[A];中國建材科技2017年學(xué)術(shù)年會�？痆C];2017年

9 左和平;張純;顏蔚藍;;中國陶瓷工業(yè)國際競爭力的測度[A];中國硅酸鹽學(xué)會陶瓷分會日用陶瓷專業(yè)委員會2003年年會暨日用陶瓷行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研討會論文集[C];2003年

10 林珊;章鳴;林東陽;;淺析防污耐磨防滑陶瓷磚工藝技術(shù)的研究[A];第三屆中國建筑衛(wèi)生陶瓷質(zhì)量大會暨中國硅酸鹽學(xué)會建筑衛(wèi)生陶瓷委員會2018學(xué)術(shù)年會�？痆C];2018年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 應(yīng)石濤;5G技術(shù)將為建筑陶瓷行業(yè)賦能[N];建筑時報;2019年

2 本報記者 韋堯;建筑陶瓷制造業(yè)亟需轉(zhuǎn)型升級[N];中國建材報;2016年

3 記者 �；�;工信部召開建筑陶瓷行業(yè)綠色生產(chǎn)和智能制造現(xiàn)場交流會[N];中國建材報;2016年

4 記者 薛禮偉;引進新技術(shù)實現(xiàn)快升級[N];朔州日報;2017年

5 記者 張越;堅定建設(shè)新型工業(yè)大市信心 加快全面建成小康社會步伐[N];運城日報;2017年

6 宗示;我國建筑陶瓷全面“強勁復(fù)蘇”[N];中華建筑報;2014年

7 余瑞清;中國建筑陶瓷藝術(shù)化設(shè)計或是出路[N];中國建材報;2012年

8 建筑材料工業(yè)信息中心 江蓉;建筑陶瓷產(chǎn)量增長加速[N];中國建材報;2012年

9 呂效;江西建筑陶瓷產(chǎn)量增速快[N];中國建材報;2011年

10 齊聞;廣州國際衛(wèi)浴及建筑陶瓷展舉行[N];中國建材報;2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 汪慶剛;高強度超薄建筑陶瓷板材的制備、增強和性能研究[D];陜西科技大學(xué);2019年

2 湯亮;基于綜合效益評價的陶瓷產(chǎn)品全生命周期理論研究及應(yīng)用[D];武漢理工大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 高校梅;廣東佛山建筑陶瓷行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革研究[D];重慶師范大學(xué);2018年

2 劉曉群;蕭縣建筑陶瓷市場建設(shè)項目經(jīng)濟性評價研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2014年

3 徐杰;面向個性化定制的建筑陶瓷拋光車間能效優(yōu)化方法研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2017年

4 程功勛;基于建筑陶瓷行業(yè)ASP平臺的ERP關(guān)鍵技術(shù)研究[D];景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院;2007年

5 楊誠;佛山陶瓷企業(yè)在后經(jīng)濟危機中的發(fā)展研究[D];華中科技大學(xué);2011年

6 羅婷;常溫高遠紅外輻射建筑陶瓷�；u的研制[D];景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院;2007年

7 詹武;技術(shù)路線圖理論與實證研究[D];景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院;2008年

8 陳雪峰;GY公司網(wǎng)絡(luò)營銷發(fā)展戰(zhàn)略研究[D];南昌大學(xué);2015年

9 陳庚彤;輥道窯的熱平衡分析及節(jié)能優(yōu)化措施[D];華南理工大學(xué);2012年

10 賈晶晶;提高我國建筑衛(wèi)生陶瓷業(yè)國際競爭力研究[D];河南大學(xué);2012年

本文編號：2775920