坯体增强剂对轻质陶瓷注浆成型性能的影响

提高坯体强度是日用陶瓷减薄轻量化的重要环节。本文分析和研究了不同陶瓷坯体增强剂对陶瓷泥浆流动性、生坯强度以及烧成强度和其他物理性能的影响,并成功利用料浆发泡和注浆成型技术,制备出轻质微孔陶瓷。研究发现,添加坯体增强剂可有效改善坯体因料浆发泡引起的强度降低的问题;在添加0.8‰发泡剂、0.1wt%羧甲基纤维素(CMC)增强剂的情况下,其生坯抗弯强度与未添加发泡的试样无基本相当、烧成试样的体积密度降低20%、其抗折强度仍可达28 MPa以上。该研究有望为日用陶瓷在减薄轻质化和节能减排生产技术的进一步开发提供新的技术路线。     

氧化硅凝胶注模成形技术研究

研究了分散剂的种类、用量、料浆pH值、球磨时间、有机单体含量等因素对氧化硅料浆性能的影响,制备出固相体积分数达42vol%,流变性能够满足凝胶注模工艺要求的二氧化硅料浆,并成功制备了复杂形状的二氧化硅坯体。对凝胶注模成形二氧化硅坯体低温烧结技术进行了研究,提出了素烧、浸渍工艺,有效地降低了二氧化硅坯体的烧成温度。实验表明:二氧化硅凝胶注模成形坯体在1200℃素烧,冷却后浸渍硅溶液,可在1300℃烧结。     

化学发泡法制备钙长石系轻质隔热砖坯体

本文以高岭土、鲁山土、叶腊石、石灰和矿渣粉为主要原料,采用化学发泡法制备钙长石系轻质隔热砖坯体,再经高温煅烧进而制备钙长石系轻质隔热砖.在实验室条件下研究了发泡剂用量、料浆流动性和碱性激发剂的掺量等对化学发泡法浇注工艺和干坯抗压强度的影响,并借助于XRD分析了烧结体的物相组成,借助于光学显微镜观察其孔结构.结果表明,控制发泡剂用量6％,料浆水固比0.52,减水剂掺量1.5％,碱性激发剂用量0.5％,借助于化学发泡法,可以制得干坯容重350 kg/m3左右的轻质隔热砖坯体,干坯抗压强度可达0.55 MPa.由此制得的坯体在1340℃下保温2h后可以得到容重为500 kg/m3,抗压强度达到1.25 MPa的钙长石系轻质隔热砖.XRD分析表明,烧结体以钙长石相为主晶相,并有少量刚玉相;光学显微镜观察表明,烧结体内部显示发达而均匀分布的封闭圆形孔隙,平均孔径约700μm.     

发泡法制备莫来石隔热浇注料工艺的研究

为研究制备工艺对莫来石发泡隔热材料性能及孔结构的影响,采用一种不同于传统发泡工艺制备莫来石隔热材料。研究了不同的制备工艺对体积密度、烧后线变化、干燥坯体及烧后制品的耐压强度以及试样的导热系数的影响,并通过观察体积密度为0.62 g/cm3试样的显微结构,分析了孔分布对发泡隔热材料性能的影响。通过实验得到如下结论:通过调整发泡剂的加入量,控制适宜的搅拌时间和速度,采用泥浆直接起泡方式,可以制备出性能优良的超轻质微孔莫来石发泡隔热材料;不同的起泡制备方法,影响莫来石发泡隔热材料的体积密度、重烧线变化、强度以及导热系数等性能,针对不同性能要求,可采用不同的制作方式,以满足实际使用的需要;通过显微结构观察,采用泥浆直接起泡制备方法,可以制备出高强微孔发泡隔热材料。     

利用气化炉渣制备轻质隔热墙体材料的研究

以气化炉渣为原料,采用挤出成型法,通过力学性能测试、物相组成和显微结构分析,研究了烧成温度和结合剂添加量等工艺条件对制备的轻质隔热墙体材料性能的影响。结果表明:烧成试样的矿物相为钙长石、石英、赤铁矿和莫来石;1000℃烧成时,添加20%(质量分数,下同)粘土可制备出体积密度为1.00 g/cm3、导热系数为0.19W/(m·k)和耐压强度为5.3 MPa的轻质烧结自保温墙体材料;添加30%粘土可制备出体积密度为1.20 g/cm3、导热系数为0.23 W/(m·k)和耐压强度达20.1 MPa的烧结自保温可承重墙体材料;添加40%粘土可制备出体积密度为1.18 g/cm3、导热系数为0.26 W/(m·k)和耐压强度达16.6 MPa的烧结自保温可承重墙体材料。     

废玻璃降低日用陶瓷烧成温度的研究

研究废玻璃降低日用陶瓷烧成温度的可能性.以普通陶瓷坯料为基体,外加不同粒度的废玻璃并调整废玻璃的掺加量,经干燥成型制备坯体,干燥后在1100℃～1250℃烧结.通过测定吸水率、电子扫描电镜观察断面形貌确定其烧结程度及致密度,测试其强度进行比较.实验结果表明,陶瓷坯体掺入废玻璃不仅能降低烧成温度还能增加强度,添加9%、120目废玻璃粉的坯体强度增加16.73%.     

烧成温度和发泡剂对粉煤灰泡沫陶瓷的性能影响

以粉煤灰、废陶瓷和山皮土为主要原料,SiC为发泡剂,采用原位发泡法制备泡沫陶瓷,考察了SiC掺量、烧成温度对材料孔隙率、体密度和抗压强度的影响。结果表明,当烧成温度为1300～1400℃,发泡剂SiC掺量以4～6wt%时,可制备出孔隙率高、体密度低、孔径均匀的泡沫陶瓷。     

建筑和石材尾料制备轻质发泡陶瓷板及其性能研究

建筑和石材尾料均属于硅铝质工业固体废弃物，若处置不当会污染环境。因此，本文开展了以建筑渣土、花岗岩石粉以及建筑陶瓷废料作为主材、绿硅（SiC）微粉作为发泡剂制备建筑用轻质发泡陶瓷板的研究，通过体积密度、抗压强度、抗折强度、导热系数和物相组成等方面的对比分析，寻找最优配方体系以及与之匹配的烧成制度。研究结果表明，建筑渣土、花岗岩石粉和建筑陶瓷废料重量占比分别为30%、45%和25%、绿硅加入量为0.19%、锰矿粉加入量为0.2%、烧成温度为1196℃/1180℃、烧成周期为15.75 h的条件下，能够制备出符合GB/T23451-2009标准要求的轻质条板。     

利用脱硫石膏制备发泡轻质材料的研究

脱硫石膏为烟气脱硫过程中产生的副产品,其大量堆积会对环境造成污染。利用脱硫石膏制备发泡轻质材料,该材料可用作隔热、隔音材料。研究了石膏发泡剂和缓凝剂对脱硫石膏发泡轻质材料性能的影响,采用石膏发泡剂时,发泡倍数控制在1 100倍左右,脱硫石膏发泡轻质材料的密度可达1 g/cm3左右,脱硫石膏发泡轻质材料的常温耐压强度可达3 MPa左右。优选硼砂作为缓凝剂,硼砂配入量(质量分数,下同)为1%时,可以满足施工要求,并且添加硼砂对常温耐压强度影响小。正交试验表明:对常温耐压强度影响最大因素是石膏发泡剂的配入量。实验得到最优配方组成:石膏发泡剂配入量为0.065%、用水量为55 m L、硼砂配入量为1.3%、脱硫石膏称量100 g,在此条件下脱硫石膏发泡材料的常温耐压强度达到3.5 MPa。     

粉煤灰在水泥发泡轻质保温材料中的应用研究

以水泥、粉煤灰为主要原料,掺加适量激发剂、促凝剂和胶粉,利用自主研制的高效发泡剂,采用先独立发泡、再将泡沫与料浆混合的工艺方法制备粉煤灰/水泥发泡轻质保温材料.研究了不同粉煤灰掺量对保温材料干密度、抗压强度和导热系数的影响,并对各种外加剂的作用机理进行了探讨.结果表明,利用粉煤灰取代部分水泥可降低粉煤灰/水泥发泡轻质保...     

发泡剂对偏高岭土基地质聚合物轻质材料性能影响

以偏高岭土为原料,水玻璃为碱激发剂,化学发泡法制备了偏高岭土地聚合物基轻质材料;研究了不同发泡剂及表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对偏高岭土地质聚合物的体积密度及强度的影响,结果表明:随着铝粉、双氧水加入量的增加,体积密度及强度变化明显,发泡效果较好;十二烷基苯磺酸钠加入量为0.2%,双氧水的加入量为0.7%时,铝粉的加入量为0.15%时,体积密度为分别为1.061 g/cm~3、1.035 g/cm~3,强度分别为6.7334 MPa、9.5347 MPa。     

发泡法制备氧化铝基多孔陶瓷(Ⅰ):纯氧化铝多孔陶瓷及其大尺寸样品的制备和工艺优化

以氧化铝粉体为主要原料,采用发泡法结合凝胶注模成型制备了纯氧化铝多孔陶瓷。主要研究了泡沫浆料的稳定性、凝胶体系、干燥和烧成制度对制备工艺的影响;并通过颗粒级配、选取不同活性的粉体和添加化学干燥控制剂等方法优化了大尺寸试样的制备工艺。结果表明:长链分子可起到稳定气泡的作用,采用控温控湿的方式可避免干燥阶段开裂,烧成阶段的温度可根据烧结试样微结构与强度确定;气孔参数可通过固含量与发泡剂加入量进行调控。通过颗粒级配,坯体的干燥线收缩和烧成线收缩可显著降低;添加化学干燥控制剂可降低干燥时对环境的依赖程度;添加不同活性的粉体,可以将收缩均匀地分散到较宽的温度区间。     

粉煤灰制备高强发泡陶瓷的研究

实验利用山西某地区产量较多的粉煤灰及其陶瓷厂产量较大的抛光渣作为主要原料,辅以钾钠砂、滑石来助融,加入膨润土增加料浆黏度,以碳化硅微粉作为发泡剂,在固定的耐火匣钵采用粉料堆积法制备高强发泡陶瓷。本研究在前期大量且品种各异废料制备发泡陶瓷的基础上,主要针对性的对粉煤灰、发泡剂的加入量。结果表明:粉煤灰加入量控制在50%,抛光渣15%,钾钠砂27%,膨润土5%,滑石3%,碳化硅微粉0.3%,烧成制度1180℃保温50min,制得性能优异的高强发泡陶瓷,体积密度为433kg/m3,抗压强度7.65MPa,孔隙率71.5%,表观孔径0.5mm-1mm。     

发泡浆体流变特性对轻质混凝土匀质性的影响

为改善轻质混凝土匀质性,提升轻质混凝土力学性能,本文通过建立Herschel-Bulkley(H-B)塑性黏度计算模型,探究了发泡浆体流变特性对泡沫沉降和浆体中陶粒分布的影响。结果表明：随增稠剂掺量的增加,轻质混凝土发泡浆体的屈服应力和基于非线性H-B模型η_H-B=0.016 67K(80ⁿ-20ⁿ)(η_H-B为H-B模型得出的发泡浆体塑性黏度;K为一致性系数;n为流动指数)得到的塑性黏度增大,导致发泡浆体沉降距下降,陶粒在浆体中的分形维数提高;当发泡浆体塑性黏度大于1.74 Pa·s、屈服应力大于92.87 Pa时,可制备抗压强度大于10 MPa的轻质混凝土。由此可见,优化发泡浆体流变特性是克服陶粒在发泡浆体中易上浮问题的关键,可有效改善轻质混凝土匀质性,提升轻质混凝土力学性能。     

超分散剂的合成及其对墙地砖浆料流变性、坯体强度的研究

以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、衣康酸、丙烯酸、烯丙基聚醚等合成了一系列四元聚羧酸/磺酸型梳状超分散剂(SKD系列).研究了超分散剂的结构、组成、pH值、添加量等对墙地砖料浆分散性能和坯体强度的影响.结果表明,超分散剂具有梳形分子结构,其性能受羧基中和程度、官能团密度和侧链长度影响,当其pH=8,侧链长度为20,添加量为0.20%时,使浆料粘度从3235mPa·s到40mPa·s,使坯体强度增加1 23.87%.     

高掺量粉煤灰漂珠轻质隔热材料的试制

采用高掺量(80~95%)粉煤灰漂珠引入孔隙,添加部分膨润土为结合剂,少量PVA溶液为增塑剂,研究了不同配方以及烧成温度对轻质隔热材料各项性能的影响。通过XRD、SEM及导热性能测试等分析,结果表明:随着配方中粉煤灰漂珠含量的减少,膨润土含量的增加,坯体的体积密度、抗压强度以及导热性能都有逐渐增大的趋势;随着烧成温度的升高,坯体的体积密度、抗压强度以及导热性能也呈逐渐增大的趋势;在1200~1300℃烧成温度下的坯体性能为:体积密度0.433~0.619 g/cm~3,抗压强度5.35~15.8 MPa,并且在超轻体积密度为0.38 g/cm~3时,抗压强度仍然有3.2MPa(1150℃)。     

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。     

精确控制堇青石玻璃陶瓷的烧成收缩率

液相烧结体系的产品烧成收缩率很难得到精确控制,用粉煤灰作原料烧结堇青石玻璃陶瓷,确定了产品的烧成收缩率与坯体的体积密度有对应的负相关的曲线关系。可以通过这种曲线关系用坯体的体积密度来预测产品的烧成收缩率和产品在不同方向上的收缩率,并且通过控制坯体的体积密度来精确控制产品的尺寸。还从产品制备工艺上确定了粉料加水量,练泥造粒过程,坯体成型压力对坯体的体积密度的影响关系。     

叶蜡石加入量对轻质隔热耐火材料性能的影响

为解决以粉煤灰为原料制备轻质隔热砖体积密度过大的问题,利用叶蜡石、粉煤灰、苏州土为主要原料,锯末为造孔剂,通过控制叶蜡石加入量(质量分数分别为20%、30%和40%)和烧成温度(1 250、1 300、1 350和1 400℃)合成了体积密度0.89 g·cm-3的轻质隔热耐火材料,并利用XRD、SEM、导热仪等对试样进行表征。结果表明:当叶蜡石加入量为30%(w),烧成温度为1 400℃时,制备的隔热砖试样的线收缩率为6.6%,显气孔率为57%,体积密度为0.75 g·cm-3,耐压强度为2.7 MPa,在350℃时热导率为0.152~0.216 W·m-1·K-1。由此说明,通过利用叶蜡石的高温下分解生成莫来石和非晶石英相所产生的体积膨胀效应抵消坯体高温下产生的收缩,结合废弃物粉煤灰以及黏土可制备轻质隔热耐火材料。     

陶瓷添加剂对Al_2O_3陶瓷成形工艺的影响研究

陶瓷添加剂是陶瓷制备过程中添加的用以改善陶瓷浆料,坯体等性能的无机或有机精细化工原料。在氧化铝陶瓷浆料制备中,为获取更好流动性的浆体,往往添加一定数量的表面活性剂加以改善;为增强氧化铝成形坯体的强度,可通过添加一定的粘合剂进行改善。本文通过分散剂的基团分析,探究了分散剂分散机理,并研究了分散剂加入对氧化铝坯体致密度的影响;通过对改性淀粉的加热粘度分析,探究了改性淀粉在氧化铝陶瓷制备中的重要应用原理;通过添加消泡剂对气孔率影响的分析,使坯体气孔率有较显著改善。