铝矾土尾矿基陶瓷透水砖的制备及其性能研究

利用尾矿和工业固废采用"两步煅烧法"制备生态陶瓷透水砖。结果表明:以铝矾土尾矿为主要原料,破碎球磨后造粒并煅烧制备高强骨料,加入适量高温粘结剂。在铝矾土尾矿为85 wt%、花岗岩废料8 wt%、氟化钙污泥3 wt%、成型压力10 MPa、烧成温度1140℃、保温时间2 h条件下制备透水砖。其体积密度为1.95 g/cm~3、吸水率14.30%、透水系数13.2×10~(-2)cm/s、抗压强度40.4 MPa。符合JC/T945-2005行业标准,可作为"海绵城市"路面铺装材料,为尾矿和工业固废资源化利用提供了新的途径。     

透锂长石质低膨胀耐热紫砂陶瓷的研究

以天然矿物湖南保靖紫砂、透锂长石、镁质粘土、矾土、苏州高岭、贵州高岭、黑泥和膨润土为主要原料,采用普通日用陶瓷生产工艺,制备了透锂长石质低膨胀耐热紫砂陶瓷产品。通过研究低膨胀耐热紫砂陶瓷的烧成温度和高温阶段烧成时间与耐热紫砂陶瓷性能之间的关系,并测试了耐热紫砂试样的吸水率、抗折强度和热膨胀系数。研究结果表明:随着增加透锂长石的用量,低膨胀耐热紫砂陶瓷的吸水率减小,抗折强度降低,平均热膨胀系数也会降低。当透锂长石含量为40%、保靖紫砂含量为32%时,材料的最佳烧结温度为1260℃,高温阶段(1200~1260℃)烧成时间为90 min,吸水率为0.5%、抗折强度为65 MPa、热膨胀系数为α_(20~800)=2.68×10~(-6)/℃。     

低品位钾长石制备多孔保温隔热陶瓷研究

以低品位钾长石为主要原料,碳化硅为发泡剂,通过高温发泡法制备多孔保温隔热陶瓷.分别采用X-射线衍射(XRD)和超景深显微成像对保温隔热陶瓷的晶相组成和结构形貌进行表征,研究了烧结温度与保温时间对多孔保温隔热陶瓷孔结构、导热系数、抗压强度、体积密度和吸水率等性能的影响.结果表明,烧结温度为1250℃、保温时间为30 min时制备的多孔陶瓷材料性能最优,样品的导热系数为0.072 W/(m·K),抗压强度为3.429 MPa,吸水率为13.5％,体积密度为0.542 g/cm3.     

双氧水发泡法制备泡沫陶瓷外墙保温板

本文以粉煤灰和铜尾矿为主要原料,掺加膨润土和赤泥,以长石为助熔剂,双氧水为发泡剂,聚乙烯醇为稳泡剂,采用浆料发泡烧结法制备泡沫陶瓷外墙保温板.确定了适宜的原料组成为粉煤灰40％％铜尾矿38％％长石10％％膨润土10％％赤泥2％％双氧水的加入量为5％％所制备的泡沫陶瓷的性能为:吸水率0.90％％体积密度1.10g/cm3、显气孔率为0.70％％抗压强度为8MPa、导热系数为0.15 W/m·k.     

利用石墨尾矿研制陶瓷仿古砖

分析了石墨尾矿的化学组成、矿物组成及显微结构,然后以石墨尾矿、高岭土、页岩、钾长石、钠长石等为原料,设计并制备了陶瓷仿古砖,研究了石墨尾矿添加量对仿古砖相组成、显微结构及性能的影响。结果表明:石墨尾矿的添加量可达70%(质量分数),经1 100℃烧成的样品综合性能最优,抗折强度达90.47 MPa、吸水率为0.18%、气孔率0.44%、体积密度2.47 g/cm~3、烧成收缩6.69%,样品的相组成为钙长石、石英、透辉石和赤铁矿,以石墨尾矿为主要原料可制备满足《陶瓷砖》GB/T 4100—2015的陶瓷仿古砖。     

浆料发泡烧结法制备泡沫陶瓷外墙保温板

本文以粉煤灰和铜尾矿为主要原料,掺加膨润土和赤泥,以长石为助熔剂,松香皂为发泡剂,聚乙烯醇为稳泡剂,采用浆料发泡烧结法制备泡沫陶瓷外墙保温板。确定了适宜的原料组成为粉煤灰40％、铜尾矿38％、长石10％、膨润土10％、赤泥2％;用松香皂发泡后泡沫引入量为15％时具有较好的综合性能。所制备的泡沫陶瓷的性能为：吸水率0．95％、体积密度1．00g／cm3、显气孔率为0．61％、抗压强度为7MPa、导热系数为0．1W／m·K。     

添加剂对锂尾矿制备泡沫玻璃陶瓷的作用研究

本研究以锂尾矿为主要原料,选取碎玻璃、氟硅酸钠、芒硝、硼砂为助熔剂,SiC为发泡剂,采用高温熔融发泡法在850~975℃制备了气孔分布均匀、孔径大小合适的泡沫玻璃陶瓷材料,锂尾渣的用量可达63%~70%。研究发现添加剂用量、烧结温度和保温时间对试样发泡有较大的影响。利用70%锂尾矿制备发泡陶瓷材料,可在烧结温度为975℃、保温时间为10min制备出容重为0.68g/cm³,抗压强度为4.14MPa,导热系数为0.282W/(m·K)的泡沫陶瓷材料。     

高效隔热保温陶瓷材料的研制

以建筑抛光砖原料为基础料,添加少量的矿化剂和氧化镁,经干压成型后于1220℃-1300℃烧成下制备了具有防水、保温功能的闭孔高温发泡陶瓷.运用XRD、显微镜测试手段对发泡陶瓷的孔径分布、显微结构、物相组成进行了表征,探讨了原料配方、烧成制度对制品的主要性能,如:导热系数、吸水率、密度和强度的影响.结果表明,发泡陶瓷的气孔率高达66.72%(闭孔气孔率为66.39%,开孔气孔率为0.33%);体积密度为0.7987g/cm3,吸水率为0.41%;抗压强度为10.89MPa;导热系数为0.198W/(m·K);主晶相为石英和莫来石;且孔径和气孔率随着烧成温度升高而增大,气孔率越高,发泡陶瓷的抗压强度和导热系数越小.     

长石发泡陶瓷的制备及性能

以长石为原料、SiC为发泡剂,经混料、压制成型、高温发泡等工序制备了长石发泡陶瓷,研究了发泡剂含量与发泡温度对长石发泡陶瓷的体积膨胀率、体积密度、气孔率和力学性能的影响。结果表明,在1160～1200℃的发泡温度范围内,随着发泡剂含量的增加,长石发泡陶瓷的体积膨胀率和气孔率都呈现先增大后减小的趋势,而体积密度和抗折强度则先减小后增大;在发泡剂含量为7%,发泡温度为1180℃时,可获得各项性能优异的发泡陶瓷,其体积膨胀率为258%、体积密度为0.38 g/cm~3、气孔率为78.86%、抗折强度可达3.3±0.26MPa。     

花岗岩锯泥和大理石废石粉制备发泡陶瓷

为实现“双碳”目标，推动大宗固废的资源化利用，开发探究多种固废协同制备发泡陶瓷材料的方法理论，以花岗岩锯泥和大理石废石粉为主要原料，SiC为发泡剂，通过高温烧结制备高闭气孔率的发泡陶瓷，研究原材料配比、烧结温度以及发泡剂掺量对发泡陶瓷的孔结构及性能的影响。结果表明，大理石废石粉中的CaCO₃在高温下分解出的CaO是有效的助熔剂，能够破坏Si—O键，降低液相的黏度，促进发泡。同时CaO能够与SiO₂反应生成硅灰石，提高材料的机械强度。在烧结温度为1 130℃、大理石废石粉质量掺量为10%、SiC质量掺量为1.0%时，制备的发泡陶瓷孔结构均匀，综合性能最佳，闭口气孔率为79.16%,体积密度为583.42 kg/m³,抗压强度为3.86 MPa,吸水率为0.40%。本研究为花岗岩锯泥和大理石废石粉回收利用制备发泡陶瓷提供了理论基础。     

发泡剂含量和发泡温度对无碱玻璃纤维废丝制备泡沫玻璃的性能影响

以无碱玻璃纤维废丝为主要原料,SiC为发泡剂,用烧结发泡法制备了高强度低密度保温泡沫玻璃。研究了发泡剂含量及发泡温度对泡沫玻璃气孔率、孔结构、表观密度、抗压强度和导热率的影响。研究结果表明,随着发泡剂含量的增加,孔径逐渐增大,表观密度和抗压强度降低,过多的发泡剂会导致大气孔的出现;随着发泡温度的提高,泡沫玻璃的气孔逐渐增大,表观密度呈现下降趋势,当发泡温度过高会导致大孔和连通孔的出现;当发泡剂含量为3wt%,发泡温度为950℃,保温时间为30min时制得的泡沫玻璃综合性能最佳,表观密度为0.216g/cm~3,抗压强度为8MPa,抗折强度为4MPa,吸水率为0.28%,导热系数为0.061W/(m·k)。     

高硅铁尾矿制备轻质闭孔泡沫陶瓷研究

以辽宁抚顺铁尾矿为主要原料,黏土、高岭土、钾长石和钠长石作为辅助原料,SiC为发泡剂制备保温泡沫陶瓷。实验采用控制变量法和外加法,研究铁尾矿、助熔剂、发泡剂等原料配方和烧成温度对泡沫陶瓷体积密度、吸水率和抗压强度的影响。研究结果表明,在掺量分别为铁尾矿55%、高岭土18%、黏土18%、钠长石1.8%、钾长石7.2%时,外加剂碳化硅0.4%,烧成温度为1160℃时,获得了以闭口气孔为主的泡沫陶瓷试样。该陶瓷样品的孔径分布均匀,体积密度为0.600 g/cm3,吸水率为3.95%,抗压强度为7.65 MPa。     

轻质发泡陶瓷砖的制备研究

以白云石、方解石、碳化硅、萤石为发泡剂,工业废玻璃、霞石正长石、硼镁矿为助熔剂,以陶瓷工业废料为主要原料,利用正交试验法优化配方,主要研究了助熔剂与发泡剂的组成、烧成温度对发泡陶瓷砖的影响。结果表明:当陶瓷工业废料、废玻璃、霞石正长石、硼镁矿、白云石、方解石、碳化硅、萤石含量组成分别为70 wt%、6.4 wt%、9.1 wt%、5.5 wt%、6.3 wt%、1.1 wt%、1.1 wt%和0.5 wt%时,样品经1140℃保温10 min,制备出性能优异的高强轻质发泡陶瓷砖,其导热系数为0.16 W/m·k,抗折强度为8.51 MPa,吸水率为3.35%,体积密度1.30 g/cm3。XRD和SEM测试结果表明该发泡陶瓷砖的主晶相为堇青石,并且含有一些柱状的莫来石晶须,从而使得样品具有低导热系数和较高的抗折强度(8.51 MPa)。     

以铜尾矿制备发泡陶瓷墙板的研究

以山西某地铜尾矿作为主要原料制备轻质、高强度发泡陶瓷墙板,并采用抗压强度测试仪、XRD测试仪作为主要检测手段,研究铜尾矿加入量、烧成制度以及发泡剂对发泡陶瓷墙板物理性能的影响。研究结果表明:铜尾矿加入量控制在85%左右,SiC微粉0.25%,烧成温度1170℃保温40min,可以试制出适合发泡陶瓷隔墙板性能的产品。通过规模化生产中试,产品密度437.52kg/m^3,抗压强度9.77MPa,产品外观孔径0.5-1.5mm,满足实际应用要求。     

氧化铁和发泡剂对煤矸石闭孔发泡陶瓷的性能影响

以固体废弃物煤矸石为主要原料,采用粉料坯体发泡法制备闭孔发泡陶瓷,探讨了氧化铁和发泡剂掺量对发泡陶瓷性能的影响。结果表明:氧化铁掺量对发泡陶瓷容重、抗压强度和导热系数影响较大;发泡剂掺量对发泡陶瓷孔径大小、孔的均一性具有显著影响。在外加6 wt%氧化铁的前提下,发泡剂掺量为1.8~2.0 wt%时,可烧制出容重较低,孔径大小适中,保温隔热性能较好的发泡陶瓷。最终以煤矸石掺量为60 wt%的坯料烧结出容重为170~270 kg/m3,抗压强度为1.24~3.71 MPa,导热系数为0.06~0.09 W/(m·k)的发泡陶瓷。     

利用煤矸石制备泡沫陶瓷的研究

以煤矸石为研究对象,利用XRD和XRF技术,研究了煤矸石的矿物组成和化学成分.以煤矸石和低品位铝矾土为主要原料,长石作为助熔剂,振实成型后在1 200℃下焙烧成泡沫陶瓷.结果 表明,当原料中煤矸石的含量为61wt％时,所制备泡沫陶瓷的基本性能为:导热系数0.059 W/(m·K)、体积密度118.6 kg/m3、体积吸水率1.3％、抗压强度1.3 MPa、抗折强度1.4 MPa.利用煤矸石制备泡沫陶瓷,为煤矸石综合利用提供了一条可行的途径.     

烧结助剂CuO掺杂对黄土基陶瓷支撑体性能的影响

采用传统固相烧结法制备黄土基陶瓷支撑体,利用X射线衍射仪、扫描电镜等探讨烧结助剂CuO对陶瓷晶相结构、微观形貌及宏观性能的影响规律,测定了样品的抗折强度、水通量、酸碱腐蚀率等性能指标。结果表明:添加CuO能有效降低黄土基陶瓷支撑体的烧结温度。支撑体微观晶相组成主要为石英、蓝晶石和尖晶石。在固液传质作用下,陶瓷晶粒明显长大,形状改变。烧结温度为1030℃,保温2h,添加1.5wt%烧结助剂CuO的条件下制备出的管状支撑体综合性能最优,此时支撑体的抗折强度为32.19MPa、纯水通量为1590.02L·(m~2·h·MPa)~(-1)、酸碱腐蚀率为0.01/0.009。     

烧成工艺制度对泡沫微晶玻璃性能的影响

本文利用废玻璃粉和废陶瓷粉制备泡沫微晶玻璃,在确定配方范围的基础上,通过正交优化设计的方法,对制备泡沫微晶玻璃的烧成工艺制度进行优化,使之具有轻质、高强、低导热系数的优良性能.结果表明:烧结温度和发泡温度对泡沫微晶玻璃比强度的影响显著.确定了泡沫微晶玻璃的最优烧成工艺制度为:烧结温度1050℃,发泡温度870℃,发泡时间35 min.优化烧成工艺制度下制备泡沫微晶玻璃试样的表观密度为450 kg/m3,抗压强度为6.84 MPa,导热系数为0.045 W/(m·K),吸水率为0.1％.     

发泡剂对钼尾矿多孔陶瓷性能的影响

采用高温熔融直接发泡制备钼尾矿多孔陶瓷,通过研究不同发泡剂对钼尾矿多孔陶瓷材料性能的影响,确定最合理的发泡剂,研究了最合适的发泡剂对多孔陶瓷气孔率以及抗折抗压强度的影响。结果表明,SiC在体系中发泡性能最好,随着SiC含量的变化,钼尾矿多孔陶瓷气孔率和抗折强度均发生变化,当SiC含量为0.1wt%时,气孔率为81%,体积密度为0.4g/cm~3。显微结构表明孔结构基本上不连通分布均匀,为闭孔材料。     

莫来石泡沫陶瓷浆料性能研究

以自制莫来石(粒度为0.045~0.075 mm)、高岭土(粒度为0.045~0.088 mm)和磷酸为主要原料,采用有机泡沫浸渍法制备泡沫陶瓷过滤材料,研究了球磨时间和固相含量对泡沫陶瓷浆料粘度、稳定性、颗粒粒径等性能的影响,并对其机理进行分析。采用XRD、SEM、EDS等手段研究了泡沫陶瓷的性能、物相及显微形貌。结果表明:通过配制固相含量为60%~62%的浆料、球磨8h,可以制备出沉降度较低,粘度适宜,莫来石颗粒D_(50)较小,适合浸渍的优质浆料;将浆料均匀涂覆在有机泡沫基体上,在1450℃烧结2.5h可以得到抗压强度高达1.59MPa,抗热震性13次,开孔率86%的泡沫陶瓷产品。