外加剂对硅溶胶结合刚玉质浇注料脱模强度和流动性的影响

发布时间：2017-08-18 14:23

  本文关键词：外加剂对硅溶胶结合刚玉质浇注料脱模强度和流动性的影响

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【摘要】：与传统的水合结合浇注料相比,硅溶胶结合浇注料在干燥烘烤性能、烧结性能和高温性能等方面具有显著的优势,但由于其脱模强度非常低,致使这种性能优异的浇注料并未得到广泛的应用。本课题以不同粒度的棕刚玉、活性氧化铝、碳化硅、高温球沥青、金属硅粉和硅溶胶等为主要原料制备试样及基质样,以提高硅溶胶结合Al2O3-SiC-C浇注料的脱模强度并保持其有足够的流动性为目的,研究了微硅粉的加入量对硅溶胶结合刚玉质浇注料强度、体积密度、和显气孔率的影响以及加入不同的外加剂对硅溶胶结合Al2O3-SiC-C浇注料脱模强度、流动性的影响。实验首先考察了不同加入量的二氧化硅微粉对硅溶胶结合Al2O3-SiC-C浇注料的脱模强度的影响。实验结果表明,二氧化硅微粉的最佳加入量为1wt.%,此时浇注料的脱模抗折强度达到了1.08MPa。在二氧化硅微粉最佳添加量的基础上,实验考察了不同加入量的五种分散剂(六偏磷酸钠、三聚磷酸钠,柠檬酸、FS10和FDN3000)对硅溶胶结合Al2O3-SiC-C浇注料流动性的影响。实验结果显示,与其他分散剂相比,六偏磷酸钠不仅能够提高浇注料的脱模强度,且具有最好的流动性,其最佳加入量为0.1wt.%。加入促凝剂(烧结镁砂、CA70水泥)后,硅溶胶结合浇注料在20℃下养护24h后的脱模抗折和耐压强度与对比样(不加促凝剂)的相比强度明显增大。同等加入量时,加入烧结镁砂的试样强度较高,加入水泥的试样较低,当镁砂的加入量为0.3wt.%时试样的脱模强度最高,此时脱模抗折强度达到1.08MPa。试样的流动性随促凝剂加入量的增加逐渐降低,加入烧结镁砂试样的流动值最小。加入促凝剂后能够提高浇注料的脱模强度,因为促凝剂中的Mg2+或Ca2+能够夺取Si-OH中的氢离子,形成硅氧烷( Si O Si )网络,即促进了硅溶胶粒子间的缩合反应,同时加入的这些离子能够把硅溶胶表面的-Si-O-键连结起来,随后形成( Si O Mg O Si )键。对比促凝剂对三种不同分散剂试样的脱模强度的影响发现,以六偏磷酸钠作为分散剂的试样具有最好的脱模强度。
【关键词】：硅溶胶 分散剂 促凝剂 流动性 脱模强度
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ175.732
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-30
• 1.1 不定形耐火材料发展概况10
• 1.2 刚玉质耐火浇注料10-20
• 1.2.1 铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料10-12
• 1.2.2 水合氧化铝结合刚玉质浇注料12
• 1.2.3 硅溶胶结合刚玉质浇注料12-20
• 1.3 分散剂对溶胶结合浇注料的影响20-24
• 1.3.1 分散剂的种类20-23
• 1.3.2 分散剂的作用机理23-24
• 1.4 促凝剂对溶胶结合浇注料的影响24-25
• 1.5 研究现状25-28
• 1.6 选题的目的与意义28-29
• 1.7 研究内容29-30
• 2 实验30-34
• 2.1 实验原料30-31
• 2.2 实验设备31
• 2.3 实验配方31-32
• 2.4 性能检测方法与手段32-34
• 2.4.1 流动性的测定32
• 2.4.2 常温强度的测定32
• 2.4.3 Zeta电位的测定32
• 2.4.4 扫描电镜32-33
• 2.4.5 冷冻干燥33-34
• 3 二氧化硅微粉对硅溶胶结合刚玉质浇注料强度和体积密度的影响34-49
• 3.1 二氧化硅微粉对硅溶胶结合刚玉质浇注料强度的影响34-40
• 3.1.1 二氧化硅微粉对浇注料脱模强度的影响35-36
• 3.1.2 二氧化硅微粉对浇注料在 110℃干燥 24h后强度的影响36-38
• 3.1.3 二氧化硅微粉对浇注料在煅烧至 800℃保温 3h后强度的影响38-39
• 3.1.4 二氧化硅微粉对浇注料在煅烧至 1450℃保温 3h后强度的影响39-40
• 3.2 二氧化硅微粉对硅溶胶结合刚玉质浇注料体积密度、显气孔率的影响40-44
• 3.2.1 二氧化硅微粉对浇注料在 110℃干燥 24h后体积密度、显气孔率的影响40-41
• 3.2.2 二氧化硅微粉对浇注料在煅烧至 800℃保温 3h后体积密度、显气孔率的影响3241-43
• 3.2.3 二氧化硅微粉对浇注料在煅烧至 1450℃保温 3h后体积密度、显气孔率的影响43-44
• 3.3 二氧化硅微粉对浇注料显微结构的影响44-49
• 4 分散剂对硅溶胶结合刚玉质浇注料流动性和脱模强度的影响49-63
• 4.1 分散剂对硅溶胶结合刚玉质浇注料流动性的影响49-57
• 4.1.1 六偏磷酸钠对浇注料流动性的影响50-51
• 4.1.2 三聚磷酸钠对浇注料流动性的影响51-53
• 4.1.3 柠檬酸对浇注料流动性的影响53-54
• 4.1.4 FS10对浇注料流动性的影响54-56
• 4.1.5 FDN3000对浇注料流动性的影响56-57
• 4.2 分散剂对硅溶胶结合刚玉质浇注料脱模强度的影响57-63
• 4.2.1 六偏磷酸钠对浇注料脱模强度的影响57-58
• 4.2.2 三聚磷酸钠对浇注料脱模强度的影响58-59
• 4.2.3 柠檬酸对浇注料脱模强度的影响59-60
• 4.2.4 FS10对浇注料脱模强度的影响60-61
• 4.2.5 FDN3000对浇注料脱模强度的影响61-63
• 5 促凝剂对硅溶胶结合刚玉质浇注料流动性和脱模强度的影响63-76
• 5.1 促凝剂对浇注料流动性的影响64-68
• 5.1.1 镁砂对浇注料流动性的影响64-66
• 5.1.2 水泥对浇注料流动性的影响66-68
• 5.2 促凝剂对浇注料脱模强度的影响68-76
• 6 结论76-78
• 7 参考文献78-82
• 致谢82-83
• 个人简历83
• 教育背景83
• 科研成果83

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