用粉煤灰制备多孔陶瓷过滤材料的研究

以工业废弃物粉煤灰为原料, 制备多孔陶瓷过滤材料, 为优化配方和工艺参数, 采用正交试验研究了混合料水分、成型压力、粘结剂用量、造孔剂用量和烧结温度对多孔陶瓷性能的影响。研究结果表明:烧结温度和造孔剂用量对多孔陶瓷性能的影响最大, 粘结剂用量和成型压力次之, 混合料水分最小。在混合料水分24%、成型压力10.2 MPa、粘结剂用量4%、造孔剂用量35%、烧结温度1 180 ℃的条件下, 可获得以莫来石和石英为主要晶相的多孔陶瓷过滤材料, 其气孔率、抗弯强度、吸水率、体积密度和耐酸碱值分别为41.52%、9.37 MPa、36.38%、1.14g/cm³、96.15%和94.77%。SEM照片显示多孔陶瓷具有发达的气孔和很高的比表面积。     

碳热还原法制备铁尾矿多孔陶瓷的结构与性能

以泥状细颗粒铁尾矿和石墨粉为原料,采用碳热还原法制备了铁尾矿多孔陶瓷,将尾矿中低热导率的氧化物和矿物相转变成高热导率的碳化物,克服高孔隙率多孔陶瓷热导率低的问题。采用控制变量法分析了铁尾矿多孔陶瓷的结构与性能及其影响因素。结果表明:铁尾矿多孔陶瓷的结构与性能受烧结温度和石墨含量影响较大,保温时间影响较小。通过改变试验条件,可以调控铁尾矿多孔陶瓷的性能指标,其显气孔率的变化范围是39.30%~82.30%,热导率变化范围是0.53~1.52 W/（m·K）,抗压强度变化范围是0.78~15.02 MPa。热导率受孔隙率的影响远大于SiC生成量的影响,力学性能受孔隙率的影响较大。当石墨含量为25%、烧结温度为1 600℃、保温时间为2 h时,铁尾矿多孔陶瓷的综合性能最优,其显气孔率为81.07%,热导率为0.58 W/（m·K）,与相同孔隙率的普通铁尾矿多孔陶瓷相比,热导率提高了6.6倍。本研究为铁尾矿的高效利用提供了一种新思路。      

利用高炉矿渣和铁尾矿制备开孔发泡陶瓷的研究

以高炉矿渣、铁尾矿、硅藻土、方解石和高岭土为原料,碳化硅为发泡剂,经二阶段高温烧结制备开孔发泡陶瓷。通过测定开孔发泡陶瓷体积膨胀率、气孔结构、显气孔率、吸水率、体积密度和抗压强度,研究了铁尾矿和硅藻土质量比对开孔发泡陶瓷形貌和性能的影响。结果表明:随着铁尾矿掺量增加,开孔发泡陶瓷的体积膨胀率、显气孔率和吸水率先略有升高后逐渐降低,体积密度和抗压强度先略有减小后逐渐增大,平均孔径逐渐减小;当铁尾矿与硅藻土质量比为15∶30时,开孔发泡陶瓷性能最优,其体积膨胀率为36.2%、显气孔率为53.4%、吸水率为87.5%、体积密度为0.526g/cm³、抗压强度为6.18MPa;开孔发泡陶瓷内存在连通孔隙,且孔壁表面的极微小孔隙存在三维网状结构;开孔发泡陶瓷物相主要为铝辉石、辉石以及少量透辉石。研究结果为探究多种矿山固体废物协同制备发泡陶瓷,拓宽发泡陶瓷种类提供了新的依据。     

钼尾矿制备陶瓷透水砖的研究

以钼尾矿为主要原料,配以适量高温黏结剂,采用模压成型法制备陶瓷透水砖。研究了钼尾矿含量、烧结温度、保温时间和成型压力对陶瓷透水砖性能的影响,结果表明:随着钼尾矿含量的增加陶瓷透水砖的抗折强度逐渐降低;而透水系数则先增加后降低,当钼尾矿用量为80%时达到最大。试验得到的最佳工艺条件为:钼尾矿用量80 %,烧成温度1 200 ℃,保温时间30 min,成型压力15 MPa,在此工艺条件下,制得透水砖的抗折强度为4.6 MPa;透水系数2.6×10~(-2) cm/s。研究成果为钼尾矿的综合利用提供了一条新途径。     

冶金硅渣制备多孔陶瓷的研究

以冶金硅渣为主要原料,配以适量粉煤灰制备多孔陶瓷.研究了冶金硅渣用量、烧成温度、保温时间和成型压力对多孔陶瓷性能的影响,得到最佳工艺条件为:冶金硅渣用量70％,烧成温度1250℃,保温时间50 min,成型压力20 MPa.在此工艺条件下,多孔陶瓷样品抗压强度达7.73 MPa,气孔率为68.4％.     

泡沫陶瓷孔密度对低浓度瓦斯燃烧特性影响分析

搭建了低浓度瓦斯在碳化硅泡沫陶瓷内燃烧的实验台,研究了碳化硅泡沫陶瓷孔密度对低浓度瓦斯燃烧特性的影响。结果表明:碳化硅泡沫陶瓷孔密度对瓦斯燃烧温度的影响并非线性,也非单向,在10 PPI和40 PPI孔密度下均出现了反常分布,孔密度由10 PPI增加至20 PPI时,泡沫陶瓷中温度增加,增加至30 PPI时温度反而降低,40 PPI的泡沫陶瓷温度又高于30 PPI的;20 PPI的碳化硅泡沫陶瓷综合换热效果最好,燃烧室整体温度水平较高;同一流速下,4种孔密度的碳化硅泡沫陶瓷内的CO浓度都随当量比的增大而减小,而且当量比由0.50上升到0.55时,CO排放急剧减小;CO排放也与孔密度有关,但规律并不明显,大体上可以看出,20 PPI的碳化硅泡沫陶瓷对应的CO排放浓度在所测当量比范围内普遍偏低,而10 PPI的碳化硅泡沫陶瓷对应的CO排放浓度略高;NO的排放规律与CO相反,NO的排放浓度随当量比的增大而不断增加,NO_x的排放趋势和NO的排放趋势大体一致。     

铁尾矿基轻质高强陶粒的制备及应用研究

以铁尾矿为主要原料烧制轻质高强度陶瓷颗粒,研究铁尾矿含量、发泡剂添加量和烧成温度对陶粒性能的影响.结果表明,采用100％铁尾矿为原料,0.1％碳化硅(SiC)为发泡剂,在1150℃保温20 min,制得陶粒的堆积密度为0.99 t/m3,筒压强度为16.3 MPa,吸水率为4.25％.再以此陶粒作为骨料制备陶粒混凝土,...     

硅藻土/高岭土复合多孔陶瓷的制备

以聚氨酯泡沫为载体,采用有机泡沫浸渍法工艺,以高岭土和硅藻土为原材料,六偏磷酸钠为分散荆,硅溶胶作黏结剂,并添加一定量的蒙脱土为陶瓷浆料,反复浸渍,采取抽真空阴干、烘干和烧结的工艺,制备一种新型多孔陶瓷材料.用扫描电镜、热重分析、X射线衍射等手段对多孔陶瓷材料性能进行了表征,同时对浆料的成分、浓度、烧结制度等对陶瓷性能的影响做了系统的研究.结果表明:NaOH浓度为40%,温度为20℃,浸泡时间为120min为前处理最佳条件;确定了最佳烧结机制;随着硅藻土含量的增加,陶瓷的显气孔率增大,抗压强度减小;制备的多孔陶瓷显气孔率为71%～83%,抗压强度为0.58～1.5MPa.     

烧结助剂对多孔吸音陶瓷结构和性能的影响

以岩浆土和凝灰岩为原料,以玻璃粉、膨润土和氧化铝为烧结助剂制备多孔吸音陶瓷。在热分析基础上,研究了玻璃粉、膨润土和氧化铝用量对多孔吸音陶瓷吸音性能、抗压强度、显气孔率和孔径的影响。采用X-射线衍射和超景深显微技术分别对陶瓷的晶相结构和形貌进行表征。结果表明,在玻璃粉用量10%、膨润土用量10%和氧化铝用量1%时样品性能最优。此条件下,样品在500~6 300 Hz下平均吸音系数为0.51,样品抗压强度为4.01 MPa,样品显气孔率为40.03%,平均孔径为0.98 mm。     

环保型多孔陶瓷制备及其性能研究

以建筑废弃物为主要原料、氧化铝为补充铝源、氟化铝为晶须催化剂、氧化硼为烧结助剂、玉米淀粉为造孔剂,采用添加造孔剂法和原位晶须生成法制备具有高孔隙率、高机械强度的多孔结构整体式陶瓷载体。通过浸渍工艺使多孔陶瓷负载钯基催化剂,探究氟化铝及氧化硼含量对其晶相、微观结构、开口孔隙率、抗折强度等性能的影响,同时研究负载催化剂后处理亚甲基蓝模拟废水的可行性。结果表明：在原料中建筑废弃物含量（质量分数）为40%、氧化铝为44%、氟化铝为13%、氧化硼为3%,造孔剂添加量（质量分数）为上述无机粉体10%,烧结温度1 150℃、保温120 min条件下,所制得的多孔陶瓷性能最佳,开口孔隙率62.99%、抗折强度7.44 MPa;浸渍时间12 h的多孔陶瓷催化性能最佳,以其为载体负载钯基催化剂降解亚甲基蓝模拟废水,废水褪色时间9.31 h,较未负载前降解效率提升57.91%。由此证明,多孔陶瓷作为催化剂载体处理染料废水的可行性,并提供了理论借鉴和工艺参考。     

具有多孔结构的HA/TiO2生物材料的制备工艺研究

以聚氨酯为造孔支架模板,采用有机泡沫法与高温烧结法,制备了多孔HA/TiO2陶瓷支架材料。讨论了烧结保温时间、PVB含量、TiO2含量等对材料结构与性能的影响。研究表明:较佳的烧结工艺为1 200℃烧结3 h,烧结后样品主要是HA、TiO2相。多孔HA/TiO2陶瓷拥有大孔径300～1 000μm,也有50～300μm的小孔径,具有较好的孔连通性与孔结构,有利于细胞和组织的生长以及营养输送。TiO2具有增强效应,其含量增加,材料压缩强度提高,但TiO2含量过高会增加其脆性,最佳含量为5%,此时材料力学性能接近于人体松质骨。     

La负载赤泥-粉煤灰基多孔陶瓷制备研究

以赤泥和粉煤灰为主要原料,添加造孔剂制备了赤泥-粉煤灰基多孔陶瓷基体,在基体表面负载稀土制备了La负载赤泥-粉煤灰基多孔陶瓷。结果表明:赤泥和粉煤灰比例为8∶2,造孔剂添加量为40%,在1 020 ℃下烧结、保温60 min制备的多孔陶瓷的气孔率为52.5%、体积密度为1.83 g/cm³、碎裂应力为121.26 N,稀土负载量为1.61%,对Cr(Ⅵ)吸附量为0.405 6 mg/g。     

粉煤灰-煤矸石质多孔陶粒的制备研究

以粉煤灰和煤矸石为主要原料,采用添加造孔剂法烧制出粉煤灰多孔陶粒,研究了原料中粉煤灰与煤矸石的配比、烧结温度对多孔陶粒的烧结外观、气孔率、抗压碎强度、晶相组成和微观结构的影响。实验结果表明,随着煤矸石添加量和烧结温度升高,气孔率下降,抗压碎强度增大;当成孔剂添加量30%、粉煤灰与煤矸石质量比46.2∶19.8、烧结温度1 120 ℃、保温时间30 min时,所得多孔陶粒晶相组成稳定,抗压碎强度较高,内部孔隙发达,且多为三维贯通的通孔结构。     

甘肃某浊沸石尾矿制备陶粒及其性能研究

以甘肃某浊沸石尾矿为原料,凹凸棒石黏土为黏结剂,煤粉为造孔剂,通过高温煅烧工艺制备多孔陶粒,并系统研究了黏结剂添加量、煅烧温度、煅烧时间和煤粉用量等因素对陶粒样品性能的影响规律,得出了优化的制备工艺,并运用SEM、XRD表征手段对样品的微观形貌及物相组成进行检测分析。结果表明:在浊沸石尾矿、凹凸棒石黏土与煤粉的质量比为42.5 GA6FA 42.5 GA6FA 15,煅烧温度1 100℃、煅烧时间30 min、升温速度20℃/min的条件下,制备的陶粒样品的堆积密度692 kg/m3,压裂力116.4 N,吸水率25.3%,筒压强度4.7 MPa,符合国标要求。所制备的浊沸石尾矿陶粒表面多孔,且高温条件下原料中的浊沸石、坡缕石等矿相转化为石英和钠长石。该技术为砂石尾矿综合利用提供了一种有效途径。      

粉末烧结法制备多孔铜及其性能研究

以铜粉和K_2CO_3颗粒为原料,用粉末烧结法制备出孔隙率为69%~81%的多孔铜。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)观察分析其微观组织和化学成分,研究原料配比、烧结温度对孔隙率及压缩性能的影响,分析孔隙率与吸能效率的关系。结果表明,多孔铜内孔洞大小不一,大孔直径约180~210μm,小孔直径约2~6μm;多孔铜中造孔剂K_2CO_3已充分溶解,且随着铜与K_2CO_3配比的减少,多孔铜孔隙率增大,同时多孔铜压缩曲线平台区随着孔隙率增大而增长;烧结温度对孔隙率以及压缩性能影响较小;孔隙率对吸能性有影响,孔隙率越大其吸能性越好。     

氧化铝修饰液对煤基多孔陶瓷性能的影响研究

采用不同浓度的Al₂O₃修饰液对煤基多孔陶瓷材料进行改性处理,并开展材料的性能测试与微观形态分析。结果表明,烧结温度越高,多孔陶瓷的气孔率与吸水率越小,强度和表观密度越大;但过高的烧结温度对多孔陶瓷微观颗粒形态不利,烧结温度控制在1 100℃为宜。随着修饰液浓度从0增至50 mol/L,改性多孔陶瓷的饱和吸附量增加了5.5倍,同时密度和强度大幅增加,颗粒间孔隙显著减少,结构致密程度提高;煤基多孔陶瓷材料主要晶相为钙长石、氧化铝和氧化硅;Al₂O₃修饰液的改性作用促进钙长石晶体形成,从而增强多孔陶瓷材料的强度和吸附性能。     

烧结制度对煤矸石基发泡陶瓷的性能影响

本文利用煤矸石为主要原料,以高温熔融法制备发泡陶瓷,采用正交实验的方法,通过极差分析与方差分析来研究烧结制度对发泡陶瓷抗压强度、体积密度、导热系数的影响规律,并综合分析得出最优烧结制度.研究结果表明,对发泡陶瓷抗压强度和体积密度影响由大到小的烧结制度参数排名均为烧结温度、预热温度、预热时间、烧结时间;对发泡陶瓷导热系数...     

硅藻土多孔陶瓷的烧结过程研究

本文采用注浆成型法获得了硅藻土多孔陶瓷的坯料，在不同的温度（800～1300℃）下烧结制备出硅藻土多孔陶瓷，测试了样品孔隙率和体积密度的变化，结合XRD、SEM、DTA／TG和DIL等手段，对硅藻土的烧结过程进行了研究。     

氧化铝多孔支撑体的制备

采用挤出成型工艺，选择合适用量的开孔剂和合理的烧结温度及原料粒径，制备19通道的α-Al2O3。粉体，以7％碳粉为开孔剂，烧结温度为1300℃，可以成功制得孔径分布较窄、平均孔径为2．1μm、孔隙率为48．9%的多通道无机膜支撑体。实验中成功制备了管长1m，外径30mm，内径4mm的多孔氧化铝陶瓷膜支撑体。     

低品位锂辉石对铝矾土尾矿制备莫来石基复相陶瓷的影响

在铝矾土尾矿减量消纳利用制备陶瓷材料的基础上,探究低品位锂辉石的助熔作用对制备莫来石基复相陶瓷的影响。在配料—混料—干燥—成型—烧结的制备工艺过程中外加低品位锂辉石,探究外加剂含量(0%、2%、 5%、10%)和烧结温度(850、900、950 ℃ )对莫来石基复相陶瓷物相行为、显微形貌和力学性能的影响规律。 结果表明,经低温烧结制得莫来石基复相陶瓷的主要物相为石英、莫来石、刚玉,提高烧结温度在热力学和动力学方面均有利于莫来石的形成;锂辉石的助熔作用可增加试样中的莫来石和刚玉等优质耐高温物相,在微观形貌上起到支撑骨架作用,有利于提高试样的力学性能;外加 10%低品位锂辉石时,在 950 ℃ 温度下保温 2 h 获得试样的常温抗压强度为 47. 0 MPa、体积密度为 1. 77 g / cm³。