發(fā)布時(shí)間：2020-06-08 01:42

【摘要】：煤矸石和煤炭伴生頁(yè)巖是煤礦固體廢棄物,排放量巨大,污染周邊的土地、水源和空氣,造成嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。另一方面,可用于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有良好力學(xué)和保溫性能的自保溫材料品種較少,亟需開(kāi)發(fā)新型自保溫墻體材料。本研究以煤矸石和伴生頁(yè)巖為主要原料,拋光渣和滑石為造孔劑和助熔劑,制備泡沫隔熱陶瓷。本研究借鑒三元相圖的分析方法,設(shè)計(jì)了SiO_2-Al_2O_3-MgO三元系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究,解決不同礦區(qū)、不同取材點(diǎn)的原材料組成成分波動(dòng)大時(shí)的材料設(shè)計(jì)和制備問(wèn)題。利用XRD測(cè)定泡沫隔熱陶瓷的礦物組成,以Image J軟件分析孔結(jié)構(gòu)及分布,采用Matlab軟件繪制孔隙率、表觀密度和吸水率的SiO_2-Al_2O_3-MgO三元關(guān)系相圖,研究化學(xué)組成對(duì)泡沫隔熱陶瓷的礦物組成、孔隙結(jié)構(gòu)、孔隙率、表觀密度、吸水率、抗壓強(qiáng)度和導(dǎo)熱系數(shù)等的影響規(guī)律,以此優(yōu)化材料的組成配比范圍。研究表明:泡沫隔熱陶瓷的主要礦物組成為堇青石和頑火輝石,且堇青石和頑火輝石的生成量主要與MgO量有關(guān);適宜的原材料化學(xué)組成范圍為SiO_272%~75%、Al_2O_3 16%~19%、MgO 9%~12%,此時(shí)泡沫隔熱陶瓷的主要物相為堇青石,孔徑分布均勻,平均孔徑為0.55~0.65 mm,孔隙率70%,吸水率0.8%,抗壓強(qiáng)度10.0 MPa,導(dǎo)熱系數(shù)0.36 W/(m·k)。以燒成溫度、保溫時(shí)間和球磨時(shí)間等工藝參數(shù)為因素,研究其對(duì)泡沫隔熱陶瓷物理力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能的影響規(guī)律,并確定制備泡沫隔熱陶瓷的最佳工藝參數(shù)。研究表明:制備工藝參數(shù)滿足燒成溫度≥1200℃、保溫時(shí)間≥30 min和球磨時(shí)間≥40 min時(shí)較為適宜,此時(shí)泡沫隔熱陶瓷的性能良好。且當(dāng)燒成溫度、保溫時(shí)間和球磨時(shí)間等工藝參數(shù)分別為1220℃、30 min和40 min時(shí),泡沫隔熱陶瓷的孔分布均勻,孔隙率82%,抗壓強(qiáng)度6 MPa,導(dǎo)熱系數(shù)0.17 W/(m·k)。
【圖文】：

泡沫隔熱陶瓷的研究技術(shù)路線圖

第 2 章 研究方案第 2 章 研究方案2.1 試驗(yàn)原材料煤矸石和煤炭伴生頁(yè)巖取自江西豐城曲江煤礦，，為制備泡沫隔熱陶瓷的要原料。拋光渣取自江西省高安陶瓷基地，作為造孔劑。當(dāng)陶瓷拋光渣溫度高1100 ℃時(shí)與 O2反應(yīng)產(chǎn)生 CO 或 CO2，在材料中造成孔隙[59]�；�(gòu)自原料場(chǎng)，作為助熔劑。4 種原材料如圖 2.1 所示。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TU551;X752

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本文編號(hào)：2702329