作為一種新型綠色環(huán)保的堿激發(fā)膠凝材料,地聚物是當(dāng)下最熱門的研究方向之一。地聚物以活性硅鋁酸鹽為原料,在較低溫度下,通過堿激發(fā)劑溶解出活性硅鋁酸鹽中的硅氧四面體和鋁氧四面體,硅氧四面體和鋁氧四面體通過縮聚反應(yīng)形成聚合凝膠,通過脫水和干燥最終形成地聚物。本文研究了地聚物、地聚物-金剛石復(fù)合材料及其纖維增韌材料的制備、性能與反應(yīng)機制;特別針對金剛石工具傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中需要高溫?zé)Y(jié)的局限性,利用地聚技術(shù)可以在非燒結(jié)情況下固化金剛石,有望為金剛石工具的制備提供更加環(huán)保和簡捷的途徑。在本研究中,首先以偏高嶺石為主要固體原料,制備了不同堿激發(fā)劑模數(shù)的地聚物,通過時間與地聚合反應(yīng)程度之間的關(guān)系,利用JMAK模型,得到了地聚合反應(yīng)的Avrami指數(shù)（n）和生長速率（k）。研究發(fā)現(xiàn),偏高嶺石基地聚合反應(yīng)可描述為一維擴散控制的反應(yīng),地聚合反應(yīng)遵循板層狀的增長機理;當(dāng)堿激發(fā)劑模數(shù)為1.30時地聚合反應(yīng)的反應(yīng)程度達到最大值65.1%。同時,表征了不同堿激發(fā)劑模數(shù)地聚物的性能,研究發(fā)現(xiàn)堿激發(fā)劑模數(shù)為1.30時地聚物28d的抗壓強度達到最大值33.5MPa;地聚物的凝膠主要以PS（[-Si-O-Al-O-]_... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 地聚物概述
        1.1.1 地聚物概念
        1.1.2 地聚物反應(yīng)機理
        1.1.3 地聚物性能的影響因素
        1.1.4 地聚物研究現(xiàn)狀
    1.2 金剛石工具
        1.2.1 金剛石工具概念
        1.2.2 金剛石工具的構(gòu)成
        1.2.3 陶瓷結(jié)合劑對金剛石工具性能的影響
        1.2.4 金剛石工具研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容與意義
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 研究意義
2 實驗
    2.1 實驗原料
        2.1.1 偏高嶺石
        2.1.2 堿激發(fā)劑
        2.1.3 金剛石
        2.1.4 硅灰石
        2.1.5 玻璃纖維
    2.2 地聚物及復(fù)合材料制備工藝
    2.3 樣品表征
        2.3.1 力學(xué)性能分析
        2.3.2 密度和吸水率分析
        2.3.3 體積穩(wěn)定性分析
        2.3.4 X射線衍射分析
        2.3.5 掃描電子顯微鏡分析
        2.3.6 傅立葉紅外光譜分析
        2.3.7 差熱-熱重分析
3 地聚物制備及聚合反應(yīng)動力學(xué)
    3.1 引言
    3.2 地聚物制備實驗
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 地聚合反應(yīng)動力學(xué)分析
        3.3.2 抗壓強度
        3.3.3 XRD和 SEM-EDS分析
        3.3.4 傅立葉紅外光譜分析
        3.3.5 地聚物密度分析
    3.4 小結(jié)
4 地聚物-金剛石復(fù)合材料的制備與性能
    4.1 引言
    4.2 實驗過程
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 抗壓強度
        4.3.2 XRD和 SEM分析
        4.3.3 吸水率
        4.3.4 差熱-熱重分析和熱學(xué)性能
    4.4 小結(jié)
5 地聚物復(fù)合材料增韌實驗及效果
    5.1 引言
    5.2 實驗過程
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 抗折強度
        5.3.2 XRD和 SEM分析
        5.3.3 纖維增韌機理分析
    5.4 小結(jié)
6 結(jié)論
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]新型陶瓷剛玉磨具低溫陶瓷結(jié)合劑的研究與制備[D]. 趙光濤.天津大學(xué) 2012



本文編號：3172061