發(fā)布時間：2021-03-17 08:52

  我國是礦產(chǎn)資源總量豐富，人均資源又相對不足的國家，礦石的利用率低導(dǎo)致礦產(chǎn)資源浪費嚴(yán)重。為了進(jìn)一步提高礦產(chǎn)資源的利用及回收率，開發(fā)出具有高附加值產(chǎn)品，對緩解經(jīng)濟(jì)增長與資源短缺矛盾具有重要意義�？招奈⒅榫哂休p質(zhì)、隔熱保溫、強(qiáng)度高、吸水率低、耐磨、高分散、電絕緣和熱穩(wěn)定好等特點，是一種新型輕質(zhì)工業(yè)基礎(chǔ)材料，用途廣泛。 本文以天然礦石為主要原料，采用顆粒穩(wěn)定泡沫漿料和噴霧干燥技術(shù)制備出新型無機(jī)空心微珠，并通過堆燒的方式在低溫下制備出輕質(zhì)高強(qiáng)的多孔陶瓷，系統(tǒng)的研究了空心微珠多孔陶瓷的制備工藝、不同的外加劑對空心微珠多孔陶瓷結(jié)構(gòu)及性能的影響。主要研究結(jié)論如下： 1.研究了燒結(jié)溫度對空心微珠多孔陶瓷的發(fā)泡過程及性能的影響。研究結(jié)果表明：在低溫條件下(650-860oC)可以制備出空心微珠多孔陶瓷。隨著燒結(jié)溫度的升高，空心微珠多孔陶瓷的表觀密度和抗壓強(qiáng)度先降低后升高，氣孔尺寸逐漸增大，氣孔數(shù)量減少，，當(dāng)達(dá)到一定溫度后，個別氣孔異常長大，樣品重新逐漸致密化。由780oC升高至820oC時，空心微珠多孔陶瓷的表觀密度由0.61g/cm3迅速減小為0.36g/cm3，樣品的抗壓強(qiáng)度由11.46MPa迅速減小為1.91MPa。 2.為了提高多孔陶瓷的力學(xué)性能，研究了氧化鋁(Al2O3)含量變化對多孔陶瓷性能的影響。研究結(jié)果表明：相同燒結(jié)溫度下，Al2O3含量越多，空心微珠多孔陶瓷樣品的抗壓強(qiáng)度和表觀密度最小值越大；Al2O3含量越多，空心微珠多孔陶瓷的燒結(jié)溫度越高。Al2O3含量為5、6、7和8wt.%時，表觀密度值最小分別為0.37、0.74、0.84和1.22g/cm3，抗壓強(qiáng)度分別為1.10、6.21、15.09和25.58MPa，制備的多孔陶瓷都為閉孔結(jié)構(gòu)，平均體積吸水率都較小。 3.為了制備出更加輕質(zhì)的多孔材料，進(jìn)一步降低空心微珠多孔陶瓷的表觀密度，研究了將沸石粉添加至原料內(nèi)再制備空心微珠(工藝1)及將沸石粉和空心微珠混合(工藝2)對空心微珠多孔陶瓷形貌及性能的影響。研究結(jié)果表明：采用該兩種工藝對空心微珠多孔陶瓷的表觀密度降低效果顯著。其中工藝2制備的空心微珠多孔陶瓷隨著燒結(jié)溫度的升高，表觀密度降低的更多。燒結(jié)溫度為650oC時，樣品中氣孔為孔徑較小的連通孔，工藝1和2制備的樣品的表觀密度分別為0.90和1.21g/cm3，當(dāng)燒結(jié)溫度為800oC時，樣品中氣孔孔徑迅速增大，工藝1和2制備的樣品的表觀密度分別為0.30和0.21g/cm3，工藝2制備的樣品抗壓強(qiáng)度為0.59MPa。 4.在工藝2的基礎(chǔ)上添加MgCO3制備空心微珠多孔陶瓷，研究了外加劑MgCO3對空心微珠多孔陶瓷的性能影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：隨燒結(jié)溫度的升高，添加MgCO3使空心微珠多孔陶瓷的表觀密度逐漸降低，樣品中氣孔的孔徑逐漸增大。燒結(jié)溫度為650oC時，樣品的表觀密度為1.22g/cm3，燒結(jié)溫度為800oC時，樣品的表觀密度降低為0.21g/cm3，抗壓強(qiáng)度為1.27MPa，平均體積吸水率5.81%。采用工藝2添加沸石粉和MgCO3后制備的多孔陶瓷樣品，燒結(jié)溫度為800oC，樣品的表觀密度同為0.21g/cm3，但添加MgCO3后制得的樣品的氣泡數(shù)量更多，孔徑更小，孔徑分布更均勻，抗壓強(qiáng)度更高。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ174.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1528931