利用低温氯化渣制备发泡多孔陶瓷材料研究

为了提高低温氯化渣的烧结成瓷效果,以低温氯化渣为主要原料,结合剂选择铝酸盐水泥和白泥,烧结促进剂选择氧化铝微粉,采用半干法打击成型,研究了白泥、铝酸盐水泥和Al2O3微粉对低温氯化渣烧结性能的影响,试验表明:添加白泥、铝酸盐水泥和Al2O3微粉有利于低温氯化渣的烧结,可以提高低温氯化渣的烧结强度.选择木屑作为造孔剂,采用浇注成型方法制备发泡多孔陶瓷材料,试验表明:煅烧温度在1050℃,白泥添加量为30％,铝酸盐水泥添加量为5％,造孔剂添加量为7％,制得的低温氯化渣多孔陶瓷材料的吸水率为30％,强度为5 MPa,可以满足建筑墙体材料的使用要求.     

不同造孔剂对煤矸石合成多孔莫来石性能影响的研究

以煤矸石为主要原料,高铝矾土熟料为调配成分,选取不同种类的造孔剂,通过模压成型的工艺,在1200℃下烧结制备多孔莫来石材料。通过TG-DTA、阿基米德法、XRD和SEM等检测手段,对制品的显气孔率、体积密度、力学性能和微观结构等进行研究。结果表明:在1200℃合成主晶相为莫来石的多孔莫来石材料;造孔剂的种类和粒径不同,造孔效果不同;随着造孔剂含量的增加,显气孔率增大,体积密度和抗折强度呈下降趋势。     

MgO作矿化剂对多孔轻质陶粒支撑剂结构和性能的影响

以山西忻州高铝煤矸石为主要原料,碳粉为造孔剂,采用常压烧结法,制备出了密度较低的石油压裂支撑剂,但造孔作用使得支撑剂的强度变低.为了能够在降低支撑剂密度的同时保证强度,添加MgO作矿化剂来改善支撑剂的强度.通过分析检测表明:引入适量的氧化镁做矿化剂,可促进液相烧结,对抑制莫来石晶粒长大有利,改善了支撑剂强度.当碳粉添加量为10wt％,氧化镁添加量为2wt％,烧结温度为1350℃时,获得的支撑剂性样品能最佳,体密度仅为1.35 g/cm3,视密度为2.41 g/cm3,35 MPa下破碎率为4.58％.     

基于正交实验设计的多孔莫来石复合材料的研究

本文以工业废弃物粉煤灰、当地粘土和工业氧化铝为原料,干压成型后采用固相烧结法制备多孔莫来石材料.为获得材料的最佳制备配方和相关工艺参数,应用混合正交试验法(41 ×24)研究了氧化铝添加量、原料粒径、原材料预处理和烧结温度对合成多孔莫来石复合材料性能的影响.研究结果表明:烧结温度对莫来石性能的影响较大,原料粒径的影响较小.当氧化铝添加量为20wt％,原料粒径为150μm并将原料经过盐酸酸洗处理后,在1200℃下进行烧结,可制得主晶相为莫来石的多孔陶瓷材料,其抗弯强度为44.56 MPa,显气孔率为41.52％,体积密度为1.14 g/cm3及吸水率为36.38％.     

SiC/莫来石复相多孔陶瓷气孔率和强度的影响因素

以煅烧高岭土、Al(OH)3粉末、SiC粉末为主要原料,以石墨为造孔剂制备了SiC/莫来石复相多孔陶瓷,研究了造孔剂含量、碳化硅颗粒粒径以及烧结温度对SiC/莫来石复相多孔陶瓷抗弯强度和气孔率的影响,并分别用XRD和SEM分析晶相组成和断面显微结构.结果表明:当SiC粒径为60 μm,造孔剂含量为15％时,在1400℃下保温3h制备的样品综合性能最佳,其孔隙率为30.3％,抗折强度达到58.0 MPa.     

发泡法制备莫来石多孔陶瓷

以碳化硅及碳酸钙为造孔剂,采用发泡–注凝成型结合添加造孔剂法制备了具有大孔–介孔复合孔结构的莫来石多级孔陶瓷,研究了SiC加入量对莫来石多孔陶瓷常温物理性能和高温隔热性能的影响。结果表明:以莫来石粉体为主要原料,以CaCO_3和SiC为造孔剂,采用发泡结合添加造孔剂法可制备具有较高闭气孔率的莫来石多孔陶瓷;当SiC加入量为4%(质量分数)时,所制备试样的导热系数最低,其孔隙率约为69.9%。     

聚苯乙烯泡沫球添加量对刚玉-莫来石多孔陶瓷性能与结构的影响

为了制备密度小、高温性能优异的刚玉-莫来石多孔陶瓷,在以莫来石细粉、板状刚玉细粉、α-Al_2O_3微粉、SiO_2微粉为主要原料,硅溶胶和ρ-Al_2O_3为结合剂配制的浆料中,分别添加占浆料体积10%、30%和50%的聚苯乙烯泡沫球为造孔剂,采用振动浇注成型,在1 500℃烧后制备了刚玉-莫来石多孔陶瓷,并探究了聚苯乙烯泡沫球添加量对多孔陶瓷的性能、相组成以及显微结构的影响。结果表明:随着聚苯乙烯泡沫球造孔剂添加量的增加,试样的常温弯曲强度、常温压缩强度、高温抗折强度、容重、热导率均明显下降。聚苯乙烯泡沫球氧化后形成直径约为2 mm的气孔,同时基质中颗粒之间的部分烧结生成了大量的微气孔,且1 500℃热处理后试样中原位生成了大量的莫来石,使得试样在1 500℃热处理后膨胀;当聚苯乙烯泡沫球加入量为浆料总体积50%时,试样的显气孔率达到61%,1 400℃下的高温抗折强度高达2. 64 MPa,满足密度小、高温性能优异的要求。     

微硅粉原位合成莫来石制备高强度多孔陶瓷材料

本文用微硅粉和工业氧化铝粉为起始原料,马铃薯淀粉为造孔剂,通过原位反应烧结工艺制备了高强度多孔莫来石陶瓷材料.研究了不同烧结温度,不同淀粉含量对合成莫来石多孔陶瓷工艺影响.结果表明:以优化起始原料Al2 O3/SiO2摩尔比为3∶2.5,淀粉含量40 wt％,在1450℃温度下烧结样品孔隙率为36.07％、体积密度为2.02g/cm3时、热导率为1.40W· m-1 ·K-1,折强度达到79.91 MPa,莫来石纯度达95wt％.该工艺研究产品的研发为提高微硅粉附加值提供技术支撑.     

玉米淀粉造孔剂对富铝煤矸石合成轻质莫来石料的影响

为了综合利用煤矸石,以天然富铝煤矸石矿为原料,聚乙烯醇(PVA)为结合剂,玉米淀粉为造孔剂,于1 500℃保温3 h反应烧结合成轻质莫来石料,研究了造孔剂加入量(其质量分数分别为10%、20%、30%、40%、50%)对轻质莫来石烧结性能以及显微结构的影响。结果表明:随着玉米淀粉加入量的增大,合成的轻质莫来石料体积密度明显降低,显气孔率和线收缩率显著增大,玉米淀粉的添加量以40%(w)为宜,此时合成的轻质莫来石料的体积密度和显气孔率分别为1.21 g·cm-3和62%;合成的轻质莫来石料的主晶相为莫来石,次晶相为刚玉,莫来石晶体呈柱状发育,刚玉晶粒被莫来石晶粒包裹,构成了疏松的空间网络结构。     

堇青石质多孔陶瓷的制备及性能研究

采用氧化铝、烧高岭、烧滑石为原料,可溶于水的有机物质尿素作为造孔剂,TiO2为添加剂,于6MPa压力下干压成形,1350℃下保温60min进行烧成,制备出以堇青石为主晶相的多孔陶瓷体。通过XRD分析手段对不同温度合成堇青石主晶相进行了分析,并用SEM观察了烧结后多孔陶瓷的微观结构。探讨了可溶性造孔剂用量、TiO2添加量、烧成制度等因素对堇青石质多孔陶瓷性能的影响。制备的多孔陶瓷体气孔率接近于70%,抗压强度达到3.310MPa。     

对半干成型法制备的高铝质隔热耐火材料性能的研究

高铝质隔热耐火材料是由氧化铝、铝矾土和黏土的混合物通过半干成型法在1 500℃下煅烧2h而制成的。一般情况下,稻壳在作为能源使用后,都被当做废料进行处理。现将这种稻壳作为制备隔热耐火材料过程中的造孔添加物来利用。学者们对这种煅烧后的耐火材料试样的物理特性、相结构以及微观组成的研究从未间断过,并常常将半干成型法的优缺点同塑性成型法相对比。高铝质隔热材料中,氧化铝与二氧化硅的质量比在2.91～6.17之间。通过将原料中一半量的铝矾土替换为氧化铝,不仅可以提高这一比值,还能降低杂质含量并改善材料性能。煅烧温度在1 500℃时,氧化铝、黏土和铝矾土之间的反应已经基本完成,煅烧出莫来石和刚玉作为结晶产物。最终烧结产物的物理特性、微观结构和孔径分布会随着氧化铝与二氧化硅之间质量比、杂质含量、稻壳造孔剂的掺量以及所使用的成型工艺的不同而各异。     

多孔莫来石陶瓷的近净尺寸制备及性能

以蓝晶石和Al₂O₃粉体为原料、PMMA微球为造孔剂、Isobam104为分散胶凝剂,结合凝胶注模工艺与造孔剂法,实现了收缩率可控的多孔莫来石陶瓷的近净尺寸制备。研究了烧结温度对相组成的影响以及固相含量对样品微观结构、相组成、收缩率、气孔率及抗压强度的影响。结果表明：随着固相含量的增加,样品在1 500℃烧结后收缩率先减小后增大,在固相含量为30%（体积分数）、造孔剂含量为30%（质量分数）时,样品的总收缩率接近于0,实现了多孔莫来石陶瓷的近净尺寸制备。多孔莫来石陶瓷呈现出较高的气孔率（60.4%）、较小的平均气孔尺寸（3.75μm）和较高的抗压强度（8.3 MPa）。利用制备过程中的体积膨胀效应,可以有效地控制多孔陶瓷制备过程中的收缩率,实现了多孔莫来石陶瓷的近净尺寸制备,对制备大尺寸复杂形状多孔陶瓷部件、降低加工成本具有重要参考价值。     

Al_2O_3–MgAl_2O_4复合多孔陶瓷支撑体的制备及性能

以工业级氧化铝和镁铝尖晶石为原料、石墨为造孔剂,通过干压法制备Al_2O_3–MgAl_2O_4复相多孔陶瓷支撑体。研究了原料配比、烧结温度和造孔剂含量对支撑体孔隙率、力学性能、孔径分布及耐酸碱腐蚀性的影响。结果表明:当Al_2O_3含量为90%(质量分数)、Mg Al_2O_4含量为10%、外加20%石墨时,在1 478℃烧结,制得的支撑体孔隙率为37.6%,抗弯强度为83.11 MPa,优于同等条件制备的Al_2O_3纯相支撑体的力学性能,该复相支撑体分别在80℃、10%的硫酸和氢氧化钠溶液中腐蚀24 h后,剩余抗弯强度为59.69和71.25 MPa,表明添加适量的Mg Al_2O_4,除了可以增加抗弯强度,可以提高其耐碱性能。     

反应烧结制备多孔β-SiAlON(英文)

以硅粉为原料,氧化铝空心球作为造孔剂,Y2O3作为烧结助剂,采用反应烧结法制备了具有宏观孔洞结构的多孔β-SiAlON陶瓷。SiAlON在1 300℃氮化时开始形成,于1 600℃烧结后转化完全。随着温度的增加,基体微观结构从多孔变成致密体。然而,随着温度的提高,在孔内壁,晶粒逐渐变得粗大且形成多孔结构。微观结构的变化与高温下通过烧结助剂作用而形成的液相有着紧密的联系。     

烧结温度对煤矸石多孔材料物相与性能的影响

以煤矸石为原料、硅溶胶为胶凝剂泡沫胶凝法制备煤矸石多孔材料,研究烧结过程中的物相变化和烧结温度对多孔材料抗压强度和线收缩率的影响.研究结果表明,500～800℃烧结时在低衍射角衍射峰强度降低、某些衍射峰消失,煤矸石中高岭石脱水生成偏高岭石;1150℃烧结时发生α-石英向α-鳞石英的相变和Al2O3与SiO2反应生成莫来石而出现鳞石英相与莫来石相.随着烧结温度的升高,多孔材料抗压强度和线收缩率均逐渐增大.密度约0.8 g/cm3的煤矸石多孔材料1000℃烧结后抗压强度3.85 MPa,线收缩率6.89％.     

氧化铝纤维对多孔陶瓷载体性能的影响

通过添加适量的塑性剂和造孔剂,采用挤压成型的方式制成了氧化铝纤维增强多孔陶瓷.探讨了不同烧结温度和不同纤维含量对于多孔陶瓷性能的影响.随着烧结温度的提高和纤维含量的增加,样品的线收缩率不断减小,而气孔率和抗折强度先增加后减小.在900℃烧结后,纤维含量4％时,材料最大抗折强度最高并达到4.19Mpa,比基体材料提高了35％.氧化铝纤维的加入有效地解决了多孔陶瓷开裂的问题.     

温度制度及造孔剂用量对煤矸石基多孔陶瓷膜支撑体性能的影响

以工业废弃物煤矸石为原料,通过挤压成型和高温反应烧结法制备了管状煤矸石基多孔陶瓷膜支撑体。考察了在不同温度制度及造孔剂用量的条件下,煤矸石支撑体的抗压强度、开孔率和空气渗透速率等性能的变化情况。分别采用TG-DSC、SEM和XRD技术对煤矸石和支撑体样品进行热分析、微观形貌及物相组成分析。研究表明,温度制度和造孔剂用量很大程度地影响支撑体性能,在烧结温度为1100℃、保温1 h、造孔剂用量为5%的情况下制备的支撑体性能最佳,开孔率为51.23%,抗压强度为4.51 MPa,空气渗透速率为30.12 m~3·h~(-1)·m~(-2)·k Pa~(-1)。     

正交设计优化粉煤灰-煤矸石质多孔陶粒的制备过程

以粉煤灰为主要原料,采用添加造孔剂法制备出了多孔陶粒。为了优化工艺参数,得到性能较好的粉煤灰多孔陶粒,通过正交试验设计,系统地研究了煤矸石的掺量、成孔剂、烧结温度对多孔陶粒的物理化学性能的影响,如气孔率、吸水率、抗压碎强度、物相组成和显微形貌等。研究结果表明,成孔剂是影响多孔陶粒性能的最主要因素。当煤矸石掺量20%、成孔剂15%,经1160℃烧成的多孔陶粒样品有着较大的抗压碎强度,显气孔率也达到58.22%。样品的晶相组成为钙长石,及少量的方石英和赤铁矿。其内部孔隙丰富,大孔与小孔交错分布,是一种兼具较高气孔率和较强力学强度的优质多孔陶瓷。     

木炭添加量对多孔莫来石陶瓷性能的影响

为了改善以木炭为造孔剂的多孔莫来石陶瓷的性能,以烧结莫来石(0.25~0.3 mm)、SiO2微粉、Al2O3微粉、滑石粉、球黏土、膨润土、甲基纤维素、木炭粉(≤0.044 mm)为原料,研究了不同量的木炭粉(外加质量分数分别为0、2%、4%、6%、8%、10%、12%)对多孔莫来石坯体的成型外观、烘干后的常温耐压强度及1 400℃保温3 h热处理后的显气孔率和常温耐压强度的影响,并对不同木炭添加量的多孔莫来石试样进行了显微结构分析。结果表明:外加质量分数≤8%的木炭,制成的多孔莫来石坯体可较好成型;外加质量分数2%~8%木炭的莫来石坯体与不添加木炭的相比,烘干后试样的常温耐压强度明显提高;多孔莫来石热处理后的显气孔率随着木炭添加量的增加而增加,常温耐压强度随之降低。综合考虑多孔莫来石陶瓷各项性能,木炭外加质量分数不宜超过8%。     

SiO_2/Al_2O_3复合多孔陶瓷膜支撑体的制备

以不同质量比的氧化铝和二氧化硅为原料,碳粉为造孔剂,二氧化钛以及氧化镁为烧结助剂,添加甲基纤维素为粘结剂在一定温度下制得多孔陶瓷膜支撑体,并研究了不同质量比的氧化铝和二氧化硅,烧结温度对支撑体微观结构以及收缩率、孔隙率和抗压强度的影响。结果表明,在硅铝质量比为1.0∶1.0,保温温度为1200℃时,支撑体综合性能较好:收缩率为3.61%,孔隙率为47.62%,抗压强度为23.14 MPa,此时主晶相为莫来石。