無有機添加劑的莫來石多孔陶瓷制備工藝的探索
發(fā)布時間:2021-01-16 00:07
具有全晶須結(jié)構(gòu)的莫來石多孔陶瓷具有較好的力學性能和抗熱震性,但是這方面的相關(guān)研究并不多,主要存在工藝復雜、原料成本過高的問題。本研究采用簡單綠色的制備工藝,利用工廠廢棄物以及礦物資源來制備了具有全晶須結(jié)構(gòu)的莫來石多孔陶瓷,能夠節(jié)約能耗以及降低原料成本,為實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)提供可能。首先,論文利用無機膠凝材料成功制備了莫來石多孔陶瓷。以硅藻土和ρ-A12O3為原料,AlF3和MoO3為添加劑,利用ρ-A12O3遇水硬化的特點,來實現(xiàn)陶瓷漿料的固化成型,再將成型后的陶瓷生坯經(jīng)高溫燒結(jié)得到莫來石多孔陶瓷。該方法綠色環(huán)保,整個制備過程中無有機物的添加。通過使用XRD、SEM等表征測試手段,研究了燒結(jié)溫度對莫來石多孔陶瓷相組成、微觀形貌、線性收縮率、孔隙度以及抗壓強度的影響。實驗結(jié)果表明制備的莫來石多孔陶瓷由生長良好的莫來石晶須構(gòu)成,在1500 ℃下燒結(jié)的莫來石多孔陶瓷孔隙率可達到82.3%。其次,首次利用主要成分為二氧化硅的硅灰作為硅源合成了具有孔隙結(jié)構(gòu)的針狀莫來石多孔陶瓷。硅灰中的二氧化硅顆粒粒徑小,反應活性較高,通過簡單的模壓法成型,并且不使用粘結(jié)劑和造孔劑,制備的莫來石多孔陶瓷線性收縮率很小...
【文章來源】:海南大學海南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:47 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 多孔陶瓷的概述
1.2 多孔陶瓷的主要制備方法
1.2.1 犧牲模板法
1.2.2 發(fā)泡法
1.2.3 造孔劑法
1.2.4 冷凍干燥法
1.2.5 凝膠注模法
1.3 莫來石晶須的制備方法
1.3.1 氣相法
1.3.2 固相反應法
1.3.3 熔鹽法
1.3.4 氧化物摻雜法
1.4 全晶須結(jié)構(gòu)莫來石多孔陶瓷的發(fā)展與現(xiàn)狀
1.5 研究的目的與內(nèi)容
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究內(nèi)容
2 實驗部分
2.1 實驗原料以及儀器設(shè)備
2.1.1 實驗過程中用到的原料
2.1.2 實驗過程中用到的儀器設(shè)備
2.2 樣品的制備
2.2.1 利用膠凝材料制備莫來石多孔陶瓷
2.2.2 硅灰為硅源制備莫來石多孔陶瓷
2.2.3 硅藻土為硅源制備莫來石多孔陶瓷
2.3 測試與表征方法
2.3.1 X射線衍射分析(XRD)
2.3.2 樣品的熱分析(TG-DSC)
2.3.3 樣品的開孔孔隙率測試
2.3.4 樣品的微觀形貌的表征
2.3.5 樣品的力學性能測試
2.3.6 樣品孔徑分布壓汞的測試
2.3.7 樣品線收縮率的的測試
3 利用膠凝材料制備莫來石多孔陶瓷
3.1 莫來石前驅(qū)體粉末的熱分析
3.2 莫來石多孔陶瓷生坯的微觀形貌分析
3.3 燒結(jié)溫度對莫來石化的影響
3.4 燒結(jié)溫度對莫來石多孔陶瓷微觀形貌的影響
3.5 燒結(jié)溫度對莫來石多孔陶瓷的性能的影響
3.6 固含量對多孔莫來石力學性能的影響
4 硅灰為硅源制備莫來石多孔陶瓷
4.1 硅灰的微觀形貌
4.2 燒結(jié)溫度對莫來石化的影響
4.3 燒結(jié)溫度對微觀形貌的影響
4.4 燒結(jié)溫度對針狀莫來石性能的影響
4.5 成型壓力對莫來石多孔陶瓷性能的影響
2O5的含量對莫來石化的影響"> 4.6 V2O5的含量對莫來石化的影響
2O5的含量對微觀形貌的影響"> 4.7 V2O5的含量對微觀形貌的影響
2O5的含量對力學性能的影響"> 4.8 V2O5的含量對力學性能的影響
5 利用硅藻土為硅源制備莫來石多孔陶瓷
5.1 燒結(jié)溫度對莫來石化的影響
5.2 燒結(jié)溫度對微觀形貌的影響
5.3 燒結(jié)溫度對多孔莫來石性能的影響
5.4 成型壓力對莫來石多孔陶瓷性能的影響
6 結(jié)論
參考文獻
附錄
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]冷凍干燥法制備晶須結(jié)構(gòu)的莫來石多孔陶瓷[J]. 董雷,陳擁軍,駱麗杰,李豪,李天峰. 陶瓷學報. 2016(03)
[2]工廠廢棄物硅灰的合理利用新思路[J]. 徐菁,朱棟棟. 河南科技. 2014(03)
[3]鋁質(zhì)原料對多孔針狀莫來石合成的影響[J]. 周健兒,張小珍,蔡細鄂,汪永清,胡學兵. 陶瓷學報. 2010(01)
[4]用高嶺土低溫制備莫來石晶須[J]. 譚宏斌. 材料開發(fā)與應用. 2010(01)
[5]熔鹽法制備針狀莫來石晶體的研究[J]. 李月明,王進松,廖潤華,涂明林. 人工晶體學報. 2009(03)
[6]莫來石晶須的特性及應用[J]. 紀士東,羅益軍. 江蘇陶瓷. 2007(03)
[7]硫酸鉀熔鹽中合成莫來石晶須的形態(tài)和生長機理[J]. 范正赟,朱伯銓,李雪冬,華旭軍,張少偉. 耐火材料. 2007(03)
[8]原位合成莫來石晶須及其微觀結(jié)構(gòu)的研究[J]. 徐曉虹,吳建鋒,柯尊文,郭子瑜. 陶瓷學報. 2007(02)
[9]Difference of Mullite Whiskers between Ytterbia-Doped Aluminum Hydroxide-Silica Gel and Mechanochemical Process[J]. 梁龍,李建保,林紅,郭鋼鋒,何明生. Journal of Rare Earths. 2006(S1)
[10]溶膠凝膠法合成莫來石納米帶[J]. 孔德強,袁運法,白召軍,張冰,陳榮峰. 無機化學學報. 2006(02)
本文編號:2979763
【文章來源】:海南大學海南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:47 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 多孔陶瓷的概述
1.2 多孔陶瓷的主要制備方法
1.2.1 犧牲模板法
1.2.2 發(fā)泡法
1.2.3 造孔劑法
1.2.4 冷凍干燥法
1.2.5 凝膠注模法
1.3 莫來石晶須的制備方法
1.3.1 氣相法
1.3.2 固相反應法
1.3.3 熔鹽法
1.3.4 氧化物摻雜法
1.4 全晶須結(jié)構(gòu)莫來石多孔陶瓷的發(fā)展與現(xiàn)狀
1.5 研究的目的與內(nèi)容
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究內(nèi)容
2 實驗部分
2.1 實驗原料以及儀器設(shè)備
2.1.1 實驗過程中用到的原料
2.1.2 實驗過程中用到的儀器設(shè)備
2.2 樣品的制備
2.2.1 利用膠凝材料制備莫來石多孔陶瓷
2.2.2 硅灰為硅源制備莫來石多孔陶瓷
2.2.3 硅藻土為硅源制備莫來石多孔陶瓷
2.3 測試與表征方法
2.3.1 X射線衍射分析(XRD)
2.3.2 樣品的熱分析(TG-DSC)
2.3.3 樣品的開孔孔隙率測試
2.3.4 樣品的微觀形貌的表征
2.3.5 樣品的力學性能測試
2.3.6 樣品孔徑分布壓汞的測試
2.3.7 樣品線收縮率的的測試
3 利用膠凝材料制備莫來石多孔陶瓷
3.1 莫來石前驅(qū)體粉末的熱分析
3.2 莫來石多孔陶瓷生坯的微觀形貌分析
3.3 燒結(jié)溫度對莫來石化的影響
3.4 燒結(jié)溫度對莫來石多孔陶瓷微觀形貌的影響
3.5 燒結(jié)溫度對莫來石多孔陶瓷的性能的影響
3.6 固含量對多孔莫來石力學性能的影響
4 硅灰為硅源制備莫來石多孔陶瓷
4.1 硅灰的微觀形貌
4.2 燒結(jié)溫度對莫來石化的影響
4.3 燒結(jié)溫度對微觀形貌的影響
4.4 燒結(jié)溫度對針狀莫來石性能的影響
4.5 成型壓力對莫來石多孔陶瓷性能的影響
2O5的含量對莫來石化的影響"> 4.6 V2O5的含量對莫來石化的影響
2O5的含量對微觀形貌的影響"> 4.7 V2O5的含量對微觀形貌的影響
2O5的含量對力學性能的影響"> 4.8 V2O5的含量對力學性能的影響
5 利用硅藻土為硅源制備莫來石多孔陶瓷
5.1 燒結(jié)溫度對莫來石化的影響
5.2 燒結(jié)溫度對微觀形貌的影響
5.3 燒結(jié)溫度對多孔莫來石性能的影響
5.4 成型壓力對莫來石多孔陶瓷性能的影響
6 結(jié)論
參考文獻
附錄
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]冷凍干燥法制備晶須結(jié)構(gòu)的莫來石多孔陶瓷[J]. 董雷,陳擁軍,駱麗杰,李豪,李天峰. 陶瓷學報. 2016(03)
[2]工廠廢棄物硅灰的合理利用新思路[J]. 徐菁,朱棟棟. 河南科技. 2014(03)
[3]鋁質(zhì)原料對多孔針狀莫來石合成的影響[J]. 周健兒,張小珍,蔡細鄂,汪永清,胡學兵. 陶瓷學報. 2010(01)
[4]用高嶺土低溫制備莫來石晶須[J]. 譚宏斌. 材料開發(fā)與應用. 2010(01)
[5]熔鹽法制備針狀莫來石晶體的研究[J]. 李月明,王進松,廖潤華,涂明林. 人工晶體學報. 2009(03)
[6]莫來石晶須的特性及應用[J]. 紀士東,羅益軍. 江蘇陶瓷. 2007(03)
[7]硫酸鉀熔鹽中合成莫來石晶須的形態(tài)和生長機理[J]. 范正赟,朱伯銓,李雪冬,華旭軍,張少偉. 耐火材料. 2007(03)
[8]原位合成莫來石晶須及其微觀結(jié)構(gòu)的研究[J]. 徐曉虹,吳建鋒,柯尊文,郭子瑜. 陶瓷學報. 2007(02)
[9]Difference of Mullite Whiskers between Ytterbia-Doped Aluminum Hydroxide-Silica Gel and Mechanochemical Process[J]. 梁龍,李建保,林紅,郭鋼鋒,何明生. Journal of Rare Earths. 2006(S1)
[10]溶膠凝膠法合成莫來石納米帶[J]. 孔德強,袁運法,白召軍,張冰,陳榮峰. 無機化學學報. 2006(02)
本文編號:2979763
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