富氧-全氧氣氛燒成陶瓷的顯微結構與性能研究.pdf

1、富氧/全氧燃燒屬于“工程熱物理”領域的一項高效燃燒技術，廣泛應用于高溫熱工設備。由于富氧/全氧燃燒能加快燃料燃燒速度，提高窯爐熱效率、溫度而達到“節(jié)能”的目標，因此引起國內(nèi)外學者的廣泛關注。陶瓷工業(yè)中利用富氧/全氧燃燒技術可以實現(xiàn)陶瓷生產(chǎn)過程的“節(jié)能減排”。國內(nèi)外關于富氧/全氧燃燒對燒成試樣顯微結構及性能的影響鮮有研究，因此本文以K2O-Al2O3-SiO2系陶瓷為研究對象，研究富氧/全氧燒成氣氛對陶瓷試樣的顯微結構與性能影響。

2、　　本實驗通過改變?nèi)剂?天然氣燃燒產(chǎn)物-CO2、H2O及N2三者之間的體積濃度百分比來模擬不同O2濃度的富氧/全氧燃燒氣氛，旨在探討研究模擬富氧氣氛中O2濃度變化、工藝制度-燒結溫度、保溫時間對陶瓷試樣的顯微結構與性能影響，尋找出最優(yōu)燒成制度同時達到優(yōu)化試樣顯微結構性能和節(jié)能減排的目的。
　　本實驗利用TG-DSC、XRD、SEM及FT-IR研究了陶瓷試樣的顯微結構，采用三點彎曲法、阿基米德原理等分析測試了陶瓷試樣的性能-抗折強度

3、、密度和耐酸性能等，同時亦從理論上分析計算了不同O2濃度燒成氣氛的輻射率。
　　與普通空氣（21％O2）燒成相比，富氧、全氧氣氛燒成陶瓷試樣的結構愈加致密繼而賦予材料更高的性能。富氧氣氛燒成時，O2濃度增加對于陶瓷試樣晶相的形成、結構的均勻致密及性能的提高具有促進作用。
　　陶瓷組分中，Al2O3/SiO2的適當增加有利于結構的致密，本實驗Al2O3含量為20.92wt%時性能達到最優(yōu)，但繼續(xù)增加Al2O3含量，[AlO6]

4、基團的“阻礙”作用使得陶瓷試樣的結構均勻致密度降低、強度減小。
　　陶瓷制備時，適當提高成型壓力有利于陶瓷燒結體結構的致密，本實驗中最佳成型壓力為25 MPa，繼續(xù)增大則易產(chǎn)生“壓制裂紋”而對陶瓷燒結產(chǎn)生不利影響，使得試樣的性能降低。陶瓷燒成時，適當提高燒結溫度或延長保溫時間有利于試樣結構及性能的優(yōu)化，但過度升高燒結溫度、延長保溫時間反而得不到高強度和均勻致密結構的陶瓷試樣。與普通空氣燒成相比，全氧氣氛燒成時，陶瓷試樣達到最優(yōu)性能