无有机添加剂的莫来石多孔陶瓷制备工艺的探索
发布时间：2021-01-16 00:07
具有全晶须结构的莫来石多孔陶瓷具有较好的力学性能和抗热震性,但是这方面的相关研究并不多,主要存在工艺复杂、原料成本过高的问题。本研究采用简单绿色的制备工艺,利用工厂废弃物以及矿物资源来制备了具有全晶须结构的莫来石多孔陶瓷,能够节约能耗以及降低原料成本,为实现工业化生产提供可能。首先,论文利用无机胶凝材料成功制备了莫来石多孔陶瓷。以硅藻土和ρ-A12O3为原料,AlF3和MoO3为添加剂,利用ρ-A12O3遇水硬化的特点,来实现陶瓷浆料的固化成型,再将成型后的陶瓷生坯经高温烧结得到莫来石多孔陶瓷。该方法绿色环保,整个制备过程中无有机物的添加。通过使用XRD、SEM等表征测试手段,研究了烧结温度对莫来石多孔陶瓷相组成、微观形貌、线性收缩率、孔隙度以及抗压强度的影响。实验结果表明制备的莫来石多孔陶瓷由生长良好的莫来石晶须构成,在1500 ℃下烧结的莫来石多孔陶瓷孔隙率可达到82.3%。其次,首次利用主要成分为二氧化硅的硅灰作为硅源合成了具有孔隙结构的针状莫来石多孔陶瓷。硅灰中的二氧化硅颗粒粒径小,反应活性较高,通过简单的模压法成型,并且不使用粘结剂和造孔剂,制备的莫来石多孔陶瓷线性收缩率很小...
【文章来源】：海南大学海南省 211工程院校
【文章页数】：47 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 多孔陶瓷的概述
1.2 多孔陶瓷的主要制备方法
1.2.1 牺牲模板法
1.2.2 发泡法
1.2.3 造孔剂法
1.2.4 冷冻干燥法
1.2.5 凝胶注模法
1.3 莫来石晶须的制备方法
1.3.1 气相法
1.3.2 固相反应法
1.3.3 熔盐法
1.3.4 氧化物掺杂法
1.4 全晶须结构莫来石多孔陶瓷的发展与现状
1.5 研究的目的与内容
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究内容
2 实验部分
2.1 实验原料以及仪器设备
2.1.1 实验过程中用到的原料
2.1.2 实验过程中用到的仪器设备
2.2 样品的制备
2.2.1 利用胶凝材料制备莫来石多孔陶瓷
2.2.2 硅灰为硅源制备莫来石多孔陶瓷
2.2.3 硅藻土为硅源制备莫来石多孔陶瓷
2.3 测试与表征方法
2.3.1 X射线衍射分析（XRD）
2.3.2 样品的热分析（TG-DSC）
2.3.3 样品的开孔孔隙率测试
2.3.4 样品的微观形貌的表征
2.3.5 样品的力学性能测试
2.3.6 样品孔径分布压汞的测试
2.3.7 样品线收缩率的的测试
3 利用胶凝材料制备莫来石多孔陶瓷
3.1 莫来石前驱体粉末的热分析
3.2 莫来石多孔陶瓷生坯的微观形貌分析
3.3 烧结温度对莫来石化的影响
3.4 烧结温度对莫来石多孔陶瓷微观形貌的影响
3.5 烧结温度对莫来石多孔陶瓷的性能的影响
3.6 固含量对多孔莫来石力学性能的影响
4 硅灰为硅源制备莫来石多孔陶瓷
4.1 硅灰的微观形貌
4.2 烧结温度对莫来石化的影响
4.3 烧结温度对微观形貌的影响
4.4 烧结温度对针状莫来石性能的影响
4.5 成型压力对莫来石多孔陶瓷性能的影响
2O5的含量对莫来石化的影响"> 4.6 V2O5的含量对莫来石化的影响
2O5的含量对微观形貌的影响"> 4.7 V2O5的含量对微观形貌的影响
2O5的含量对力学性能的影响"> 4.8 V2O5的含量对力学性能的影响
5 利用硅藻土为硅源制备莫来石多孔陶瓷
5.1 烧结温度对莫来石化的影响
5.2 烧结温度对微观形貌的影响
5.3 烧结温度对多孔莫来石性能的影响
5.4 成型压力对莫来石多孔陶瓷性能的影响
6 结论
参考文献
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]冷冻干燥法制备晶须结构的莫来石多孔陶瓷[J]. 董雷,陈拥军,骆丽杰,李豪,李天峰. 陶瓷学报. 2016(03)
[2]工厂废弃物硅灰的合理利用新思路[J]. 徐菁,朱栋栋. 河南科技. 2014(03)
[3]铝质原料对多孔针状莫来石合成的影响[J]. 周健儿,张小珍,蔡细鄂,汪永清,胡学兵. 陶瓷学报. 2010(01)
[4]用高岭土低温制备莫来石晶须[J]. 谭宏斌. 材料开发与应用. 2010(01)
[5]熔盐法制备针状莫来石晶体的研究[J]. 李月明,王进松,廖润华,涂明林. 人工晶体学报. 2009(03)
[6]莫来石晶须的特性及应用[J]. 纪士东,罗益军. 江苏陶瓷. 2007(03)
[7]硫酸钾熔盐中合成莫来石晶须的形态和生长机理[J]. 范正赟,朱伯铨,李雪冬,华旭军,张少伟. 耐火材料. 2007(03)
[8]原位合成莫来石晶须及其微观结构的研究[J]. 徐晓虹,吴建锋,柯尊文,郭子瑜. 陶瓷学报. 2007(02)
[9]Difference of Mullite Whiskers between Ytterbia-Doped Aluminum Hydroxide-Silica Gel and Mechanochemical Process[J]. 梁龙,李建保,林红,郭钢锋,何明生. Journal of Rare Earths. 2006(S1)
[10]溶胶凝胶法合成莫来石纳米带[J]. 孔德强,袁运法,白召军,张冰,陈荣峰. 无机化学学报. 2006(02)
本文编号：2979763
【文章来源】：海南大学海南省 211工程院校
【文章页数】：47 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 多孔陶瓷的概述
1.2 多孔陶瓷的主要制备方法
1.2.1 牺牲模板法
1.2.2 发泡法
1.2.3 造孔剂法
1.2.4 冷冻干燥法
1.2.5 凝胶注模法
1.3 莫来石晶须的制备方法
1.3.1 气相法
1.3.2 固相反应法
1.3.3 熔盐法
1.3.4 氧化物掺杂法
1.4 全晶须结构莫来石多孔陶瓷的发展与现状
1.5 研究的目的与内容
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究内容
2 实验部分
2.1 实验原料以及仪器设备
2.1.1 实验过程中用到的原料
2.1.2 实验过程中用到的仪器设备
2.2 样品的制备
2.2.1 利用胶凝材料制备莫来石多孔陶瓷
2.2.2 硅灰为硅源制备莫来石多孔陶瓷
2.2.3 硅藻土为硅源制备莫来石多孔陶瓷
2.3 测试与表征方法
2.3.1 X射线衍射分析（XRD）
2.3.2 样品的热分析（TG-DSC）
2.3.3 样品的开孔孔隙率测试
2.3.4 样品的微观形貌的表征
2.3.5 样品的力学性能测试
2.3.6 样品孔径分布压汞的测试
2.3.7 样品线收缩率的的测试
3 利用胶凝材料制备莫来石多孔陶瓷
3.1 莫来石前驱体粉末的热分析
3.2 莫来石多孔陶瓷生坯的微观形貌分析
3.3 烧结温度对莫来石化的影响
3.4 烧结温度对莫来石多孔陶瓷微观形貌的影响
3.5 烧结温度对莫来石多孔陶瓷的性能的影响
3.6 固含量对多孔莫来石力学性能的影响
4 硅灰为硅源制备莫来石多孔陶瓷
4.1 硅灰的微观形貌
4.2 烧结温度对莫来石化的影响
4.3 烧结温度对微观形貌的影响
4.4 烧结温度对针状莫来石性能的影响
4.5 成型压力对莫来石多孔陶瓷性能的影响
2O5的含量对莫来石化的影响"> 4.6 V2O5的含量对莫来石化的影响
2O5的含量对微观形貌的影响"> 4.7 V2O5的含量对微观形貌的影响
2O5的含量对力学性能的影响"> 4.8 V2O5的含量对力学性能的影响
5 利用硅藻土为硅源制备莫来石多孔陶瓷
5.1 烧结温度对莫来石化的影响
5.2 烧结温度对微观形貌的影响
5.3 烧结温度对多孔莫来石性能的影响
5.4 成型压力对莫来石多孔陶瓷性能的影响
6 结论
参考文献
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]冷冻干燥法制备晶须结构的莫来石多孔陶瓷[J]. 董雷,陈拥军,骆丽杰,李豪,李天峰. 陶瓷学报. 2016(03)
[2]工厂废弃物硅灰的合理利用新思路[J]. 徐菁,朱栋栋. 河南科技. 2014(03)
[3]铝质原料对多孔针状莫来石合成的影响[J]. 周健儿,张小珍,蔡细鄂,汪永清,胡学兵. 陶瓷学报. 2010(01)
[4]用高岭土低温制备莫来石晶须[J]. 谭宏斌. 材料开发与应用. 2010(01)
[5]熔盐法制备针状莫来石晶体的研究[J]. 李月明,王进松,廖润华,涂明林. 人工晶体学报. 2009(03)
[6]莫来石晶须的特性及应用[J]. 纪士东,罗益军. 江苏陶瓷. 2007(03)
[7]硫酸钾熔盐中合成莫来石晶须的形态和生长机理[J]. 范正赟,朱伯铨,李雪冬,华旭军,张少伟. 耐火材料. 2007(03)
[8]原位合成莫来石晶须及其微观结构的研究[J]. 徐晓虹,吴建锋,柯尊文,郭子瑜. 陶瓷学报. 2007(02)
[9]Difference of Mullite Whiskers between Ytterbia-Doped Aluminum Hydroxide-Silica Gel and Mechanochemical Process[J]. 梁龙,李建保,林红,郭钢锋,何明生. Journal of Rare Earths. 2006(S1)
[10]溶胶凝胶法合成莫来石纳米带[J]. 孔德强,袁运法,白召军,张冰,陈荣峰. 无机化学学报. 2006(02)
本文编号：2979763
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