陶瓷抛光渣的烧成发泡控制及其在吸音陶瓷中的应用研究

发布时间：2020-04-18 23:14

【摘要】：在陶瓷的后序加工中,需用抛光机对陶瓷产品表面进行修边、打磨、抛光等处理,从而产生大量抛光渣。然而陶瓷抛光渣作为原料直接循环利用时,在烧成中会引起陶瓷严重发泡、变形。因此,陶瓷抛光渣的烧成发泡控制具有重要的科研价值和社会经济意义。本论文以陶瓷抛光渣为主要原料,详细研究三种添加剂(Al粉、Al_2O_3粉、Si粉)对陶瓷抛光渣烧成发泡的影响,并系统分析相关的发泡控制机理。同时,以陶瓷抛光渣为主要原料,辅以Al粉制备吸音陶瓷,详细研究了原料配方和工艺参数对吸音性能的影响。研究结果表明,添加Al粉,能有效抑制陶瓷抛光渣的烧成发泡,在1200°C烧成,当Al粉添加量达到12 wt%时,样品的体积密度从1.02 g/cm~3提高到2.17 g/cm~3。Al粉的作用机理:一方面,Al粉熔化后与坯体内部的O_2发生反应,消耗部分O_2,从而减少样品中SiC与O_2反应生成的CO和CO_2的量,使得发泡率下降。另一方面,Al粉氧化的产物Al_2O_3会增加高温液相的粘度,抑制高温液相中的气泡长大。添加Al_2O_3粉,也能控制陶瓷抛光渣的烧成发泡,但在相同条件下,其效果弱于Al粉,原因是Al_2O_3只能通过增加高温液相的粘度来抑制高温液相中的气泡长大,无法消耗坯体内部的O_2。由此推测,坯体内部的O_2是陶瓷抛光渣中SiC氧化发泡的主因。添加Si粉也能控制陶瓷抛光渣的烧成发泡,在相同条件下,其效果介于Al粉和Al_2O_3粉之间。在烧成温度1200°C时,当Si粉添加量达到12 wt%时,样品体积密度从1.02 g/cm~3提高到1.76 g/cm~3。Si粉的作用机理:一方面,一部分Si粉会与坯体内部的O_2发生氧化反应,消耗了部分O_2。另一方面,Si粉氧化的产物SiO_2和另一部分未反应的Si粉,两者能使得高温液相的粘度增大,阻碍气泡长大。在此基础上,以陶瓷抛光渣为主要原料,辅以Al粉制备吸音陶瓷。结果表明:在抛光渣含量88 wt%、Al粉含量12 wt%,烧成温度1050-1300°C、保温1 h条件下,陶瓷体积密度0.44-0.78 g/cm~3,吸水率75.94-149.95%,显气孔率59.36-76.26%,抗压强度1-4.5 MPa。在200-2000 Hz频率范围内,其平均吸声系数0.34-0.64,吸音性能优良。本论文创新地研究了陶瓷抛光渣的烧成发泡控制及其在吸音陶瓷中的应用,为陶瓷抛光渣的直接资源化利用提供了一定的理论基础和实用途经,具有重要的社会经济价值。
【图文】：

示意图,共鸣器,示意图,有效长度

图 1-1 Helmholtz 共鸣器的示意图ig.1-1 Schematic diagram of Helmholtz resona列公式（1-1）所示： = √ д 有效长度，和实际长度有线性的函数关系：径；；截面积， =

显微图,SiC颗粒,陶瓷,平均粒径

华南理工大学硕士学位论文光学显微图，明显发现图中红色圆圈标记有耀眼光芒的颗粒的折射率 2.65 以上[78]，比钻石的折射率还要高，，当有光源火彩的耀眼光芒。通过使用 ImageJ 图像分析软件测量了 12~28 μm，平均粒径为 20 μm。对比以前本课题组的研究布为 15~70 μm，平均粒径为 32.2 μm。可以发现，陶瓷抛光这得益于抛光磨具的技术升级。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ174.75

【参考文献】