由于粘土質(zhì)陶瓷在高溫下產(chǎn)生大量液相,使得坯體軟化從而發(fā)生形變,其形變量和坯體的厚度有關(guān),建筑衛(wèi)生陶瓷坯體的壁厚越厚高溫塑性形變量越小,但是這就造成了建筑衛(wèi)生陶瓷制品偏重。陶土資源的大量消耗,會(huì)直接導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境急劇惡化。高溫下陶瓷坯體中產(chǎn)生的液相粘度和陶瓷高溫塑性形變量之間的關(guān)系未知。本論文對(duì)K-Al-Si系統(tǒng)的液相粘度進(jìn)行了測(cè)量,并找到一個(gè)適合于其的粘度模型。與此同時(shí),也重新確定了K_2O-Al_2O_3-SiO_2相圖中莫來(lái)石區(qū)域1300°C和1400°C的等溫線,從而為提高陶瓷抵抗高溫塑性形變能力提供理論上的指導(dǎo),為實(shí)現(xiàn)建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)途徑。本文采用了XRD、XRF和EPMA等測(cè)試手段對(duì)樣品的物相、化學(xué)組成進(jìn)行了分析,主要研究成果如下:(1)討論了最適于K-Al-Si系統(tǒng)粘度模型,并且研究了衛(wèi)生陶瓷高溫液相粘度和高溫塑性形變量之間的關(guān)系。以高嶺土、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、方解石和石英為原料制備了A系列陶瓷樣品。樣品燒成后,對(duì)樣品吸水率、氣孔率和體積密度進(jìn)行了測(cè)定,并對(duì)條狀樣品的高溫塑性形變量進(jìn)行了測(cè)量;采用EDS對(duì)樣品玻璃相進(jìn)行了定點(diǎn)分析,測(cè)量出了樣品玻璃相化學(xué)成分。研究選取Riboud模型來(lái)預(yù)測(cè)衛(wèi)生陶瓷高溫液相粘度,根據(jù)Riboud模型的預(yù)報(bào)的結(jié)果,當(dāng)高溫液相粘度小于2×10~4Pa·s時(shí),形變指數(shù)隨粘度的降低有較大的升高;當(dāng)高溫液相粘度大于2×10~4Pa·s時(shí),隨著粘度的降低,形變指數(shù)的變化不大。衛(wèi)生陶瓷高溫塑性形變量與高溫液相粘度有關(guān)聯(lián)。(2)為研究最適于K-Al-Si系統(tǒng)的粘度模型,對(duì)衛(wèi)生陶瓷高溫液相粘度進(jìn)行了測(cè)量,找到一個(gè)合適的模型去預(yù)測(cè)K-Al-Si系統(tǒng)的液相粘度。以鉀長(zhǎng)石、頁(yè)巖與二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、碳酸鈣、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀為原料,根據(jù)打點(diǎn)測(cè)試結(jié)果配比相應(yīng)的化學(xué)組成。利用旋轉(zhuǎn)粘度儀,在高溫下進(jìn)行了粘度測(cè)量。測(cè)量后對(duì)淬火后的樣品進(jìn)行了定量XRF分析,并用粘度公式進(jìn)行了計(jì)算。對(duì)于衛(wèi)生陶瓷的液相粘度,粘度隨著溫度的升高而降低;Al_2O_3和SiO_2含量越高,粘度越大;堿金屬氧化物含量越高,粘度越小;當(dāng)高溫液相粘度小于5000Pa·s時(shí),溫度的變化會(huì)帶來(lái)很明顯的粘度變化;當(dāng)高溫液相粘度大于5000Pa·s時(shí),隨著溫度的升高,液相粘度的變化不是很明顯。當(dāng)有一些細(xì)小的固體顆粒懸浮在液相中,液相的粘度急劇升高,純液相粘度模型不再適用。與實(shí)際粘度相比,Urbain模型預(yù)測(cè)的粘度偏大,在K-Al-Si系統(tǒng)的粘度預(yù)測(cè)中并不合適;結(jié)果顯示,Riboud模型也不適合于衛(wèi)生陶瓷硅酸鹽熔體粘度的預(yù)測(cè)。在A21、A22、A62樣品中,SW模型預(yù)測(cè)效果最佳;而在A23、A61、A63樣品中,則M-SW模型預(yù)測(cè)效果最好。(3)對(duì)K_2O-Al_2O_3-SiO_2相圖中莫來(lái)石區(qū)域1300°C和1400°C的液相線進(jìn)行了重新確定。以二氧化硅、氧化鋁、碳酸氫鉀為原料,配比了K_2O-Al_2O_3-SiO_2系統(tǒng)莫來(lái)石區(qū)1300°C、1400°C等溫線選點(diǎn)的化學(xué)組成。利用XRD、WDS對(duì)樣品進(jìn)行了物相和各物相的化學(xué)組成進(jìn)行了分析,從而確定了K_2O-Al_2O_3-SiO_2系統(tǒng)莫來(lái)石區(qū)1300°C、1400°C等溫線。結(jié)果表明,重新確定的兩條等溫線與之前的等溫線很接近,但較之之前測(cè)定的等溫線,重新確定的等溫線比之前測(cè)定的等溫線向左偏移了一點(diǎn)點(diǎn)。
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ174.73
【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景、目的及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 建筑衛(wèi)生陶瓷節(jié)能減排的研究進(jìn)展
        1.2.2 國(guó)內(nèi)外對(duì)陶瓷高溫塑性形變量影響因素的研究進(jìn)展
        1.2.3 硅酸鹽高溫液相粘度計(jì)算與粘度測(cè)量的研究進(jìn)展
    1.3 本課題研究的主要內(nèi)容
第2章 最適合于K-Al-Si系統(tǒng)的粘度模型的探索
    2.1 實(shí)驗(yàn)
        2.1.1 樣品制備
        2.1.2 性能與結(jié)構(gòu)表征
    2.2 結(jié)果分析與討論
        2.2.1 樣品的吸水率、氣孔率、體積密度分析
        2.2.2 K-Al-Si系統(tǒng)粘度模型的探索
        2.2.3 液相粘度與高溫塑性形變量之間的關(guān)系
    2.3 本章小結(jié)
第3章 衛(wèi)生陶瓷液相粘度測(cè)定和粘度模型的探討
    3.1 實(shí)驗(yàn)
        3.1.1 樣品制備
        3.1.2 性能與結(jié)構(gòu)表征
    3.2 結(jié)果分析與討論
        3.2.1 液相粘度測(cè)定
        3.2.2 粘度模型的探討
    3.3 本章小結(jié)
2O-Al₂O₃-SiO₂ 系統(tǒng)中莫來(lái)石區(qū)相平衡關(guān)系'>第4章 K₂O-Al₂O₃-SiO₂ 系統(tǒng)中莫來(lái)石區(qū)相平衡關(guān)系
    4.1 實(shí)驗(yàn)
        4.1.1 樣品制備
        4.1.2 性能與結(jié)構(gòu)表征
    4.2 結(jié)果分析與討論
2O-Al₂O₃-SiO₂ 相圖中莫來(lái)石區(qū)域液相線的確定'>        4.2.1 K₂O-Al₂O₃-SiO₂ 相圖中莫來(lái)石區(qū)域液相線的確定
    4.3 本章小結(jié)
第5章 全文結(jié)論及展望
    5.1 全文結(jié)論
    5.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間獲得相關(guān)科研成果

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本文編號(hào)：2861717