粉煤灰基莫來(lái)石多孔陶瓷的制備工藝及孔的分形研究.pdf

1、淀粉即可作為固化劑又可作為成孔劑，它的引入可使多孔材料成型的同時(shí)，形成氣孔結(jié)構(gòu)，大大簡(jiǎn)化成型工藝過(guò)程并可成型各種形狀和高強(qiáng)度、可加工的坯體。本文以粉煤灰、氧化鋁、淀粉為主要原料，利用淀粉原位固化成型方法，制備出來(lái)高氣孔率、高強(qiáng)度多孔莫來(lái)石陶瓷材料，并通過(guò)孔結(jié)構(gòu)分形分析，研究了除孔隙率外，孔的分形結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能的影響。實(shí)驗(yàn)通過(guò)研究不同種類淀粉、含量和不同固相含量漿料的流變特性，選擇適當(dāng)?shù)臐{料制備工藝；通過(guò)淀粉種類、加入量和固相含量對(duì)材料氣

2、孔率、相對(duì)密度、強(qiáng)度的影響，探討了工藝對(duì)材料性能的影響；探討了氣孔率與性能的關(guān)系；利用image-pro-plus圖像分析軟件對(duì)多孔材料孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行分形解析，探討了孔結(jié)構(gòu)與材料性能的關(guān)系。研究中采用了SEM、XRD、粘度計(jì)和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等對(duì)材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征。
　　 研究結(jié)果表明：
　　 1、含有馬鈴薯、木薯和玉米淀粉的漿料均屬于假塑性流體。含有馬鈴薯的漿料粘度最大且隨球磨時(shí)間的增加粘度增加最顯著。根據(jù)漿料特性及成型坯

3、體的性質(zhì)，制定了分步加入淀粉的漿料制備工藝。
　　 2、利用馬鈴薯淀粉，木薯淀粉，玉米淀粉制備出的多孔陶瓷的孔形狀以及孔徑大小均受相應(yīng)淀粉顆粒性質(zhì)影響，以馬鈴薯淀粉制備的多孔材料孔徑最大。綜合各種因素，馬鈴薯淀粉較其他兩種淀粉制備的多孔莫來(lái)石陶瓷具有較高的氣孔率和強(qiáng)度。
　　 3、多孔陶瓷的氣孔率，氣孔結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度可以通過(guò)改變體系的淀粉含量來(lái)實(shí)現(xiàn)，綜合多孔陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)和氣孔率與強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：摻入淀粉含量30wt％，固相

4、含量為70wt％的樣品在1500℃燒成后，得到的多孔莫來(lái)石陶瓷其氣孔率可達(dá)到60％以上，強(qiáng)度可達(dá)到40MPa以上。
　　 4、固相含量對(duì)漿料的粘度，坯體及燒結(jié)體的氣孔率及強(qiáng)度都會(huì)有顯著地影響。為了避免坯體及燒結(jié)體出現(xiàn)較大變形產(chǎn)生缺陷應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)卦龃篌w系的固相含量。
　　 5、通過(guò)對(duì)不同條件下制備的多孔材料的強(qiáng)度與氣孔率、孔徑及分形維數(shù)的關(guān)系的分析表明，同種成孔劑時(shí)，氣孔率對(duì)強(qiáng)度的影響與分形維數(shù)一致，氣孔率降低，分形維數(shù)降低