本文選題：中低品位原料　切入點：磷酸三鈣　出處：《華南理工大學》2015年碩士論文

【摘要】：近些年,我國陶瓷行業(yè)有了較大發(fā)展,已是世界陶瓷生產大國,但卻不是陶瓷生產強國。面對的主要挑戰(zhàn)有:陶瓷生產的燒成溫度較高,能耗較大;產品的強度、韌性較低;優(yōu)質的原料日益減少。傳統(tǒng)的長石質陶瓷材料中,晶相主要為石英和莫來石,玻璃相為硅酸鹽玻璃,石英的熱膨脹系數(shù)為11×10-6/℃,莫來石為5.7×10-6/℃,玻璃相為5.3~5.8×10-6/℃,熱膨脹系數(shù)的差異造成產品在冷卻過程中各相收縮不匹配,易出現(xiàn)微裂紋,降低產品的強度等。中低品位原料的鋁元素含量較低,鐵、鈦等雜質元素含量較高,因而很難在陶瓷中得到應用。為提高陶瓷材料的強度,同時使中低品位原料得到利用,本課題以Ca3(PO4)2-Si O2-Al2O3相圖為基礎,在中低品位原料中摻入磷酸三鈣,使瓷體中生成鈣長石(熱膨脹系數(shù)為4.82×10-6/℃),玻璃相轉變?yōu)楣杷猁}和磷酸鹽復合玻璃相(熱膨脹系數(shù)為5.6~6.2×10-6/℃)。因此本課題首先分別選用不同品位的高嶺土,摻入磷酸三鈣,研究其對試樣晶相和玻璃相組成、顯微結構、白度等的影響規(guī)律。通過對高嶺土煅燒產物的研究及熱力學計算,在Ca3(PO4)2-Si O2-Al2O3體系中,鈣長石會優(yōu)先于莫來石生成,當溫度較高時,一部分鈣長石會熔融,一部分能夠反應生成莫來石,同時莫來石主要為針狀結構;石英含量減少,燒結溫度降低;當高嶺土中鐵含量較高時,試樣白度有一定程度提高。其次選用品質較差的陶瓷坯料,摻入磷酸三鈣,調控瓷體顯微結構及性能,制備了自強化瓷。研究了瓷體的外貌、吸水率、體積密度、抗彎強度等,結果顯示:磷酸三鈣摻入量為5%、煅燒溫度為1200-1240℃時可以制備出外觀形貌良好、性能優(yōu)異的自強化瓷,1220℃燒成后,抗彎強度達最大值108.2MPa,比原坯料最佳燒成溫度1320℃煅燒時高19MPa,同時其晶相主要由細小的石英顆粒、相互交聯(lián)的針狀莫來石和棒狀鈣長石組成。在該配方基礎上分別摻入3%改性高嶺土和3%燒成添加劑,增加瓷體中針狀莫來石的含量,進一步調控瓷體顯微結構,結果顯示:1220℃煅燒時瓷體外觀形貌良好,抗彎強度分別達到最大值115.5MPa和114.9MPa,進一步提高了自強化瓷的強度。
[Abstract]:In recent years, China's ceramic industry has a great development, has been a large country in the world ceramic production, but not ceramic production power.The main challenges are: high sintering temperature and high energy consumption in ceramic production; low strength and toughness of products; and decreasing quality raw materials.In the traditional feldspar ceramic materials, the crystalline phase is mainly quartz and mullite, the glass phase is silicate glass, the thermal expansion coefficient of quartz is 11 脳 10-6 / 鈩，

本文編號：1710735