本文關(guān)鍵詞：輕質(zhì)六鋁酸鈣的低溫制備及性能研究

  更多相關(guān)文章： 二步法 輕質(zhì)六鋁酸鈣 造紙白泥 輕質(zhì)磚

【摘要】：輕質(zhì)耐火材料因具有氣孔率高、導(dǎo)熱系數(shù)低、熱容量小等特點(diǎn),大多應(yīng)用于高溫設(shè)備(或窯爐)的內(nèi)襯以實(shí)現(xiàn)降低熱散失,節(jié)能環(huán)保的目的。而耐高溫、抗還原氣氛或堿蒸氣腐蝕與否,成為某些苛刻條件下能否采用輕質(zhì)耐火材料的制約環(huán)節(jié)。六鋁酸鈣(CA6)具有高熔點(diǎn)、良好的抗堿性、抗還原氣氛侵蝕等優(yōu)良性能,是上述苛刻條件下首先的輕質(zhì)耐火材料。開(kāi)發(fā)輕質(zhì)六鋁酸鈣耐火材料,并利用其研制高性能的六鋁酸鈣輕質(zhì)磚,可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)硅鋁質(zhì)輕質(zhì)磚在這些方面的不足。傳統(tǒng)制備六鋁酸鈣的方法受到煅燒溫度高、對(duì)設(shè)備要求高等因素的限制,阻礙了六鋁酸鈣在高溫行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展。本課題研究尋找一種能在較低溫度下制備出性能優(yōu)越的輕質(zhì)六鋁酸鈣保溫隔熱材料的方法。以工業(yè)氫氧化鋁、氫氧化鈣和造紙白泥為原料,采用濕法共磨、烘干、成球、水熱合成和低溫煅燒相結(jié)合的二步法來(lái)制備六鋁酸鈣輕質(zhì)骨料和輕質(zhì)磚。研究了原料配比、水熱處理溫度、原料粒度、保溫時(shí)間和煅燒溫度對(duì)所制備的前驅(qū)體及生成的六鋁酸鈣微觀形貌和性能的影響;通過(guò)物相組成、孔徑分布、體積密度、強(qiáng)度、顯氣孔率及顯微結(jié)構(gòu)表征了六鋁酸鈣輕質(zhì)骨料的性能。研究表明:配料經(jīng)200℃水熱處理、1450℃保溫3小時(shí)可制備出輕質(zhì)六鋁酸鈣保溫隔熱耐火材料。其中,輕質(zhì)六鋁酸鈣的孔徑分布為0.4μm~1.4μm之間,孔隙率為79.36%比未經(jīng)水熱處理所得樣品的孔隙率大46.79%。說(shuō)明水熱處理是生成輕質(zhì)六鋁酸鈣的重要影響因素。前驅(qū)體中三水鋁石發(fā)生晶相轉(zhuǎn)變的溫度為175℃,這種晶相轉(zhuǎn)變使得板狀三水鋁石轉(zhuǎn)變?yōu)槿S薄片狀薄水鋁石。用造紙白泥制備輕質(zhì)六鋁酸鈣時(shí),在1350℃開(kāi)始出現(xiàn)六鋁酸鈣的衍射峰,在1450℃時(shí)六鋁酸鈣開(kāi)始大量生成并且成為主晶相。造紙白泥作為鈣源時(shí)前驅(qū)體中三水鋁石轉(zhuǎn)變?yōu)楸∷X石的初始溫度為1 7 5℃,水熱處理溫度為2 0 0℃時(shí)三水鋁石完全轉(zhuǎn)變?yōu)楸∷X石。水熱處理溫度200℃所得前驅(qū)體于1500℃煅燒3小時(shí)六鋁酸鈣晶體大量生成,形成的晶體結(jié)構(gòu)完整、晶體顆粒分布均勻、顆粒尺寸為1~2μm、厚度只有幾十納米的六鋁酸鈣材料。制備出的六鋁酸鈣骨料的體積密度隨保溫時(shí)間的增大而增大。水熱處理溫度越高制備出的六鋁酸鈣輕質(zhì)骨料的體積密度越小,顯氣孔率越大。保溫時(shí)間越長(zhǎng)六鋁酸鈣輕質(zhì)骨料強(qiáng)度呈現(xiàn)先增大后減小的規(guī)律,保溫時(shí)間為3小時(shí)時(shí)骨料強(qiáng)度降低了22%。水熱處理溫度增加骨料強(qiáng)度降低,200℃時(shí)骨料強(qiáng)度降低了29.5%。說(shuō)明水熱處理對(duì)六鋁酸鈣骨料的強(qiáng)度具有更強(qiáng)的影響。
【關(guān)鍵詞】：二步法 輕質(zhì)六鋁酸鈣 造紙白泥 輕質(zhì)磚
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ175.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-22
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.1.1 輕質(zhì)六鋁酸鈣保溫隔熱材料的研究背景11-12
• 1.1.2 研究的意義12-13
• 1.2 輕質(zhì)耐火材料分類(lèi)13-14
• 1.3 六鋁酸鈣材料簡(jiǎn)介14-15
• 1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 六鋁酸鈣的應(yīng)用17-20
• 1.5.1 在石油化工工業(yè)中的應(yīng)用17-18
• 1.5.2 在鋼鐵、煉鋁工業(yè)中的應(yīng)用18-19
• 1.5.3 在陶瓷工業(yè)中的應(yīng)用19-20
• 1.6 研究?jī)?nèi)容及方法20-22
• 1.6.1 研究?jī)?nèi)容20
• 1.6.2 研究方法20-22
• 2 試驗(yàn)原材料及試驗(yàn)方法22-27
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原材料22-25
• 2.1.1 氫氧化鋁和氫氧化鈣的理化性能及成分分析22
• 2.1.2 造紙白泥的理化性能及成分分析22-24
• 2.1.3 化學(xué)試劑24-25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備25-26
• 2.3 分析測(cè)試方法26-27
• 3 輕質(zhì)六鋁酸鈣材料的制備27-51
• 3.1 氫氧化鈣為鈣源制備輕質(zhì)六鋁酸鈣27-29
• 3.2 水熱處理溫度的確定29-34
• 3.2.1 水熱處理溫度對(duì)六鋁酸鈣物相組成和微觀形貌的影響29-32
• 3.2.2 水熱處理溫度對(duì)六鋁酸鈣氣孔率和孔徑分布的影響32-34
• 3.3 燒結(jié)溫度的確定34-40
• 3.3.1 水熱處理溫度對(duì)六鋁酸鈣生成溫度的影響34-35
• 3.3.2 燒結(jié)溫度對(duì)六鋁酸鈣微觀形貌的影響35-37
• 3.3.3 水熱處理溫度對(duì)六鋁酸鈣孔隙率和體積密度的影響37-38
• 3.3.4 水熱處理溫度對(duì)六鋁酸鈣材料抗壓強(qiáng)度的影響38-40
• 3.4 原料粒度和保溫時(shí)間對(duì)六鋁酸鈣物相組成及微觀形貌的影響40-45
• 3.4.1 原料粒度對(duì)六鋁酸鈣物相組成及微觀形貌的影響40-42
• 3.4.2 保溫時(shí)間對(duì)六鋁酸鈣物相組成及微觀形貌的影響42-45
• 3.5 輕質(zhì)六鋁酸鈣材料的低溫制備機(jī)理研究45-50
• 3.5.1 水熱處理溫度對(duì)前驅(qū)體物相組成的影響45-46
• 3.5.2 水熱處理溫度對(duì)前驅(qū)體微觀形貌的影響46-48
• 3.5.3 水熱處理溫度對(duì)前驅(qū)體失重曲線的影響48-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 4 造紙白泥制備六鋁酸鈣輕質(zhì)材料的研究51-60
• 4.1 造紙白泥作為鈣源制備輕質(zhì)六鋁酸鈣材料51-55
• 4.1.1 煅燒溫度對(duì)六鋁酸鈣物相的影響51-52
• 4.1.2 煅燒溫度對(duì)六鋁酸鈣微觀形貌的影響52-55
• 4.2 水熱處理溫度對(duì)前驅(qū)體物相和微觀形貌的影響55-58
• 4.2.1 水熱處理溫度對(duì)前驅(qū)體物相的影響55-56
• 4.2.2 水熱處理溫度對(duì)前驅(qū)體微觀形貌的影響56-57
• 4.2.3 水熱溫度對(duì)六鋁酸鈣微觀形貌的影響57-58
• 4.3 本章小結(jié)58-60
• 5 六鋁酸鈣輕質(zhì)材料的性能研究60-70
• 5.1 六鋁酸鈣輕質(zhì)骨料的制備60-61
• 5.2 六鋁酸鈣輕質(zhì)骨料的性能61-64
• 5.2.1 體積密度和顯氣孔率61-62
• 5.2.2 強(qiáng)度表征62-64
• 5.3 六鋁酸鈣輕質(zhì)磚的制備64-69
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)原料及配比64-65
• 5.3.2 六鋁酸鈣輕質(zhì)磚的制備工藝65
• 5.3.3 六鋁酸鈣輕質(zhì)磚的性能研究65-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-72
• 展望72-73
• 致謝73-74
• 參考文獻(xiàn)74-79
• 碩士研究生期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果79

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本文編號(hào)：809781