煤系高岭土冷冻干燥法制备多孔堇青石的研究

发布时间：2023-02-05 15:32

　　本文以煤矿副产物煤系高岭土,二氧化硅和氧化镁粉为原料,采用冷冻干燥法制备多孔堇青石,水做造孔剂,聚乙烯醇为粘结剂,研究了冷冻干燥法制备多孔堇青石工艺,包括冷冻方式、冷冻温度、冷冻时间对组织结构和性能的影响,加强了工业固体废弃物煤系高岭土资源回收利用。1200℃烧结3小时主要物相为堇青石和Si O2,同时还存在少量碧石英,随着烧结时间延长到5小时,堇青化反应加剧,Si O2衍射峰减弱,因此,延长烧结时间可以促进堇青化反应,但反应不彻底。1300℃烧结3小时全为堇青石相,且延长烧结时间和提高烧结温度对堇青化反应没有明显增强。这表明在1300℃保温3小时条件下固相完全反应生成堇青石。采用液氮定向冷冻铸造工艺制备具有层状结构的多孔堇青石,孔隙率为77.4-86.9%,孔径为10-40μm,抗压强度为0.7-3.9MPa,体积密度为0.38-0.56g/cm3,热导率为0.153-0.203W/m·K;采用冷冻存储箱自由冷冻铸造制备具有无序性、连通性差的网状结构的多孔堇青石,孔隙率为80.1-85.8%,体积密度为0.33-0.50g/cm3,呈现方形、扁长形的孔道相互交错。采用液氮喷雾冷冻时,...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 多孔陶瓷概述
    1.2 煤系高岭土简介
    1.3 堇青石简介
    1.4 冷冻干燥法
    1.5 研究的目的、意义及研究内容
2 实验材料与方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
    2.3 实验技术流程
    2.4 样品表征
3 烧结温度和时间对堇青化反应的影响
4 冷冻方式对多孔堇青石陶瓷孔结构的影响
    4.1 实验设计
    4.2 定向冷冻对组织和性能的影响
    4.3 自由冷冻对组织和性能的影响
    4.4 喷雾冷冻对组织和性能的影响
    4.5 三种冷冻方式的差异性
    4.6 本章小结
5 冷冻温度对多孔堇青石陶瓷孔结构的影响
    5.1 实验设计
    5.2 冷冻温度
    5.3 控温冷冻装置
    5.4 宏观形貌与物相分析
    5.5 孔结构分析
    5.6 孔径分布及物理性能
    5.7 本章小结
6 冷冻时间和复合冷冻对多孔堇青石孔结构的影响
    6.1 实验设计
    6.2 冷冻时间对多孔堇青石孔结构的影响
    6.3 复合冷冻对多孔堇青石孔结构的影响
    6.4 本章小结
7 结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3735228