發(fā)泡注凝成型制備多孔保溫材料.pdf

1、陶瓷纖維是目前在工業(yè)窯爐領(lǐng)域使用最廣泛的一種保溫材料，但是它在使用過程中易出現(xiàn)粉化和開裂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了其使用性能。針對(duì)上述問題，本文采用將發(fā)泡工藝與注凝成型相結(jié)合的方法制備了內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻，保溫性能和抗熱震性能良好的多孔保溫陶瓷。
　　 本論文根據(jù)不同氧化鋁與二氧化硅的比例，用干壓法制備了一系列的硅酸鋁陶瓷材料。通過對(duì)其吸水率、密度、顯氣孔率、抗折強(qiáng)度以及抗熱震性能進(jìn)行測(cè)試，并結(jié)合XRD分析，確定選用兩組配方--硅酸鋁配方C1：

2、高嶺土19.8％，鋁礬土60.4％，硅微粉19.8％和莫來石配方D1：高嶺土36.8％，鋁礬土12.5％，氧化鋁50.7％，AlF30.75％，V2O51％，采用發(fā)泡注凝成型的工藝制備了多孔陶瓷制品。
　　 本文采用棕櫚酸甘油酯為發(fā)泡劑，PVA和硬脂酸甘油酯為穩(wěn)泡劑，研究了發(fā)泡劑的合成機(jī)理，用紅外表征了其合成情況。通過研究發(fā)泡劑濃度對(duì)發(fā)泡劑起泡能力的影響和加入不同的穩(wěn)泡劑以及穩(wěn)泡劑濃度對(duì)泡沫穩(wěn)定性的影響，確定最終發(fā)泡體系的配方組

3、成為：發(fā)泡劑3wt％，10％的PVA溶液48wt％，硬脂酸甘油酯4wt％和去離子水45wt％。
　　 本文研究了不同分散劑及其濃度，pH值以及漿料的固含量對(duì)硅酸鋁配方和莫來石配方兩種漿料的流變性的影響，獲得了由陶瓷粉體制備高穩(wěn)定、高固含量的漿料所需的最適條件，結(jié)果表明：在pH=9時(shí)，用聚丙烯酸銨對(duì)硅酸鋁配方漿料分散效果很好，分散劑最佳用量分別是0.25wt％，而聚丙烯酸在pH=8.5，使用量為0.2wt％時(shí)對(duì)莫來石配方漿料有較好

4、的分散作用。硅酸鋁配方和莫來石配方的漿料能進(jìn)行注凝成型的最大固含量分別為62％和64％。
　　 通過實(shí)驗(yàn)得到了交聯(lián)體系凝膠的最佳條件為：鹽酸、戊二醛的加入量分別為PVA的4wt％和10wt％，此時(shí)體系凝膠時(shí)間達(dá)到完成注凝操作所需的最短時(shí)間，為92s。結(jié)合掃描電鏡(SEM)、密度、氣孔率以及抗壓強(qiáng)度分析研究了不同的漿料與發(fā)泡體系比例對(duì)材料性能的影響，結(jié)果表明：體系中漿料比例的增大會(huì)導(dǎo)致體系粘度的增大，氣孔率變小，孔徑減小，孔壁厚度

5、逐漸增加，孔壁強(qiáng)度提高，密度變大，材料的抗壓強(qiáng)度也會(huì)變大。對(duì)硅酸鋁多孔陶瓷樣品和莫來石多孔陶瓷樣品進(jìn)行SEM，密度，氣孔率，抗壓強(qiáng)度，導(dǎo)熱系數(shù)，抗熱震性能等分析發(fā)現(xiàn)孔徑大小均一，分布均勻，密度分別為0.55g/cm3和0.59g/cm3，氣孔率分別為75％和73％，抗壓強(qiáng)度分別為2357KPa和2641KPa，抗熱震性能分別為32次和37次，導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.044W/(m2·K)和0.052W/(m2·K)，達(dá)到了保溫材料的性能指標(biāo)。