本文關(guān)鍵詞：以廢玻璃為原料的泡沫玻璃的制備及性能探究

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【摘要】：本課題以廢玻璃為主要原料,分別采用滑石粉(主要成分為含水硅酸鎂,分子式Mg_3[Si_4O_(10)](OH)_2)和SiC為發(fā)泡劑,以KNO_3為發(fā)泡助劑,采用粉末燒結(jié)法成功制備出性能優(yōu)異的水中浮質(zhì)用泡沫玻璃制品,并對泡沫玻璃的著色原理進行了初步探究。實驗研究了滑石粉的添加量、SiC微粉的粒徑、KNO_3添加量、著色劑種類及添加量對泡沫玻璃的微觀結(jié)構(gòu)和各項物理性能的影響。采用X射線熒光光譜(XRF)、XRD、SEM、萬能材料試驗機等分析測試手段對樣品的化學組成、物相結(jié)構(gòu)、微觀形貌、抗壓強度等進行表征,同時對樣品的體積密度、氣孔率、吸水率等進行了分析測定。實驗結(jié)果表明,以滑石粉為發(fā)泡劑,采用850°C的燒結(jié)溫度,45 min的保溫時間時,2wt%的添加量即可獲得0.38 g/cm~3的體積密度、84.8%的氣孔率以及5.3%的吸水率,且抗壓強度達到5.6 MPa。以0.5wt%SiC為發(fā)泡劑時,在925°C保溫30 min的條件下,隨著SiC粒徑從10μm減小到2.5μm,制品的體積密度從0.34 g/cm~3減至0.29 g/cm~3,吸水率最大不超過3.4%,且抗壓強度不小于1.56 MPa。添加KNO_3作為SiC發(fā)泡的助泡劑時,在925°C燒結(jié)溫度下,0.5~1wt%的KNO_3添加量就可以使制品的體積密度從0.34 g/cm~3減至0.29 g/cm~3,能夠?qū)崿F(xiàn)在更低的燒結(jié)工藝下(如925°C保溫30 min)獲得比更高的燒結(jié)工藝(如950°C保溫20 min)還優(yōu)異的體積密度和抗壓強度。試驗還嘗試了采用離子著色法制備彩色泡沫玻璃樣品,揭示了玻璃基料、發(fā)泡劑、著色劑、燒結(jié)氣氛等因素對泡沫玻璃顯色效果的影響。
【關(guān)鍵詞】：廢玻璃 泡沫玻璃 制備 性能 離子著色法
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ171.722
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-22
• 1.1 泡沫玻璃概述8-10
• 1.1.1 泡沫玻璃發(fā)展歷史8
• 1.1.2 泡沫玻璃產(chǎn)品及性能8-10
• 1.2 可用于制備泡沫玻璃的廢棄物原料10-12
• 1.2.1 廢平板玻璃10-11
• 1.2.2 CRT玻璃11
• 1.2.3 其他固體廢棄物11-12
• 1.3 發(fā)泡劑12-16
• 1.3.1 熱分解型發(fā)泡劑12-13
• 1.3.2 氧化還原反應(yīng)型發(fā)泡劑13-16
• 1.4 添加劑16-17
• 1.4.1 助熔劑16
• 1.4.2 穩(wěn)泡劑16-17
• 1.4.3 促泡劑17
• 1.5 影響發(fā)泡效果的原料和工藝因素17-19
• 1.5.1 原始粉料和發(fā)泡劑的粒徑17-18
• 1.5.2 升溫速率18
• 1.5.3 發(fā)泡溫度18
• 1.5.4 保溫時間18-19
• 1.5.5 降溫速率19
• 1.6 泡沫玻璃研究熱點及發(fā)展趨勢19-20
• 1.6.1 泡沫玻璃研究熱點19-20
• 1.6.2 泡沫玻璃產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢20
• 1.7 課題的提出與研究內(nèi)容20-22
• 1.7.1 課題提出的目的及意義20-21
• 1.7.2 研究內(nèi)容21-22
• 第二章 實驗內(nèi)容及表征方法22-29
• 2.1 實驗過程22-25
• 2.1.1 實驗原料及儀器設(shè)備22-25
• 2.1.2 制備工藝及操作流程25
• 2.2 表征方法25-29
• 2.2.1 體積密度測定25-26
• 2.2.2 氣孔率的測定26-27
• 2.2.3 吸水率的測定27
• 2.2.4 抗壓強度測定27
• 2.2.5 示差掃描量熱（DSC）和熱重分析（TG）27-28
• 2.2.6 X射線衍射分析（XRD）28
• 2.2.7 掃描電子顯微鏡（SEM）28-29
• 第三章 發(fā)泡劑種類及含量對泡沫玻璃結(jié)構(gòu)和性能的影響29-41
• 3.1 發(fā)泡劑滑石粉含量對泡沫玻璃結(jié)構(gòu)及性能的影響29-34
• 3.1.1 滑石粉含量對泡沫玻璃密度、氣孔率及吸水率的影響29-30
• 3.1.2 滑石粉含量對泡沫玻璃抗壓強度的影響30-31
• 3.1.3 滑石粉含量對泡沫玻璃微觀結(jié)構(gòu)的影響31-33
• 3.1.4 滑石粉含量對泡沫玻璃的物相影響33-34
• 3.2 發(fā)泡劑SiC粒徑對泡沫玻璃結(jié)構(gòu)及性能的影響34-40
• 3.2.1 SiC粒徑對泡沫玻璃密度、氣孔率及吸水率的影響35-37
• 3.2.2 SiC粒徑對泡沫玻璃表觀形貌的影響37-38
• 3.2.3 SiC粒徑對泡沫玻璃抗壓強度的影響38-39
• 3.2.4 SiC粒徑對泡沫玻璃的物相影響39-40
• 3.3 小結(jié)40-41
• 第四章 添加劑種類及含量對泡沫玻璃結(jié)構(gòu)和性能的影響41-57
• 4.1 發(fā)泡助劑KNO_3含量對泡沫玻璃結(jié)構(gòu)和性能的影響41-50
• 4.1.1 KNO_3添加量對泡沫玻璃體積密度及氣孔率的影響43-45
• 4.1.2 KNO_3添加量對泡沫玻璃抗壓強度的影響45-46
• 4.1.3 KNO_3添加量對泡沫玻璃微觀結(jié)構(gòu)的影響46-47
• 4.1.4 KNO_3添加量對泡沫玻璃的物相影響47-50
• 4.2 著色離子種類及含量對泡沫玻璃性能的影響50-55
• 4.2.1 著色劑Fe_2O_3對彩色泡沫玻璃顏色的影響50-51
• 4.2.2 著色劑CuO對彩色泡沫玻璃顏色的影響51-53
• 4.2.3 鈷藍顏料對彩色泡沫玻璃顏色的影響53-55
• 4.3 小結(jié)55-57
• 第五章 結(jié)論57-59
• 參考文獻59-64
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明64-65
• 致謝65-66

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本文編號：1066232