低溫快燒發(fā)泡陶瓷保溫板的性能研究

羅淑芬+林志江+鄧堅勇+胡麗芳+黃志學(xué)

摘 要：本文通過調(diào)節(jié)發(fā)泡陶瓷保溫板的燒成溫度和燒成時間，分析兩者對發(fā)泡陶瓷保溫板的主要性能指標（干密度、吸水率、導(dǎo)熱系數(shù)、抗壓強度）的影響，綜合各項性能的最優(yōu)組合以及生產(chǎn)節(jié)能的目標，最終確定最佳燒成溫度為1160℃、燒成時間50 min。

關(guān)健詞：發(fā)泡陶瓷保溫板；燒成溫度；燒成時間；性能指標

1 引言

發(fā)泡陶瓷由于其特有的隔熱、保溫、隔聲、防火等性能，而被廣泛應(yīng)用于國防、宇航、化工和建筑等行業(yè)。尤其是在國家大力實施推行建筑節(jié)能的大規(guī)劃中，已經(jīng)有成功研究開發(fā)了的建筑外墻外保溫及屋面隔熱用高溫發(fā)泡陶瓷保溫板，但燒成溫度都在1200℃以上，能耗較大。

在陶瓷生產(chǎn)中，燒成溫度越高，燒成時間越長，能耗越高。據(jù)熱平衡計算，若燒成溫度降低100℃，則單位產(chǎn)品熱耗可降低10%以上；燒成時間縮短10%，則產(chǎn)量增加10%，熱耗降低4%。因此，在生產(chǎn)發(fā)泡陶瓷保溫板時，確保性能不變的情況，能夠降低燒成溫度和減少燒成時間，可以顯著增加產(chǎn)量、節(jié)約能耗。而且，降低燒成溫度也有利于窯爐和窯具的使用壽命，因此降低發(fā)泡陶瓷保溫板的燒成溫度和減少燒成時間意義非凡。[1～6]

本文通過調(diào)節(jié)發(fā)泡陶瓷保溫板的燒成溫度和燒成時間，分析兩者對發(fā)泡陶瓷保溫板的主要性能指標的影響，綜合各項性能的最優(yōu)組合及生產(chǎn)節(jié)能的目標，確定最佳燒成溫度為1160℃及燒成時間為50 min.。

2 實驗內(nèi)容

2.1實驗原料

陶土尾礦、陶瓷碎片、摻加料、礦化劑、復(fù)合發(fā)泡劑（SiC、MgCO3、Li2CO3）

2.2實驗配方

2.3性能表征

本實驗所測試的產(chǎn)品性能主要有干密度、吸水率、導(dǎo)熱系數(shù)、抗壓強度。

3 結(jié)果與分析討論

3.1燒成溫度對性能的影響

按照配方稱料，然后制樣，采用單因素法，以燒成溫度為變化因素，燒成時間為75 min，最后產(chǎn)品的性能測試結(jié)果如表2，各項性能隨燒成溫度的變化曲線如圖1。

從圖1中可以發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品的燒成溫度高低對于產(chǎn)品的干密度、吸水率、導(dǎo)熱系數(shù)、抗壓強度都有一定的影響。圖1（a）中，產(chǎn)品的干密度隨著燒成溫度的降低呈現(xiàn)增大的趨勢，1200 ～ 1160℃之間變化趨勢不大，到了1160℃之后直線上升；圖1（b）中，隨著燒成溫度的降低，吸水率先減小后增大；圖1（c）中，導(dǎo)熱系數(shù)隨著燒成溫度的降低先減小然后增大；圖1（d）中，抗壓強度隨著燒成溫度的降低呈現(xiàn)持續(xù)升高的趨勢。各項性能發(fā)生以上描述變化的原因主要是隨著燒成溫度的變化，產(chǎn)品燒成過程中發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng)程度不一樣，在1180 ～ 1200℃之間，燒成溫度稍微過高些，產(chǎn)生玻璃相較多，液相表面張力減小，黏度降低，發(fā)泡產(chǎn)生氣體容易溢出，形成連通的開口氣孔；在1150 ～ 1140℃之間，燒成溫度過低，產(chǎn)品還處于一個未燒結(jié)的狀態(tài)；而在1160 ～ 1170℃時，燒結(jié)狀態(tài)最好，各項性能綜合搭配最優(yōu)。

3.2燒成時間對性能的影響

在最佳燒成溫度1160℃的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)產(chǎn)品的燒成時間，最后產(chǎn)品的性能測試結(jié)果如表3，各項性能隨燒成時間的變化曲線如圖2。

從圖2中可以看出，產(chǎn)品的燒成時間的長短對于產(chǎn)品的干密度、吸水率、導(dǎo)熱系數(shù)、抗壓強度也有一定的影響。圖2（a）中，產(chǎn)品的干密度隨著燒成時間的縮短呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢；圖2（b）中，隨著燒成時間的縮短，吸水率先減小后增大；圖2（c）中，導(dǎo)熱系數(shù)隨著燒成溫度的降低先減小然后增大；圖2（d）中，抗壓強度隨著燒成溫度的降低呈現(xiàn)持續(xù)升高的趨勢。各項性能發(fā)生以上描述變化的原因主要是隨著燒成時間的縮短，產(chǎn)品的升溫速率變快，以至于發(fā)泡劑和礦化劑在燒成過程中的作用有所影響。在40 ～ 45 min升溫速率過快，以至于發(fā)泡劑的起泡時間不夠，礦化劑的降溫作用不明顯。而65 ～ 75 min之間，燒成時間的延長，使得發(fā)泡劑反應(yīng)產(chǎn)生的氣泡有溶解于液相中的趨勢。在50 ～ 60 min的燒成時間相對來說，各項性能綜合搭配最優(yōu)。

綜合考慮燒成溫度和燒成時間對于產(chǎn)品性能的變化影響，并結(jié)合實際生產(chǎn)節(jié)能的目標，在產(chǎn)品各項性能滿足國家標準要求的基礎(chǔ)上，以低溫快速的燒成制度為準則，選取最佳燒成溫度為1160℃及燒成時間50 min。

4 結(jié)論

（1）燒成溫度和燒成時間對發(fā)泡陶瓷保溫板的密度、吸水率、導(dǎo)熱系數(shù)、抗壓強度都有一定的影響。

（2）綜合各項性能的最優(yōu)組合及生產(chǎn)節(jié)能的目標，確定最佳燒成溫度為1160℃及燒成時間50 min。

參考文獻

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Properties of Foam Ceramic Insulation Boards Fast Sintered in Low Temperature

LUO Shu-fen， LIN Zhi-jiang， DENG Jian-yong， HU Li-fang， HUANG Zhi-xue

（ Foshan Rongzhou No.2 Building Ceramics Factory CO.LTD， Foshan 528000 ）

Abstract： Through regulating the sintering temperature and time of foam ceramic insulation board， this thesis analysis the influence on performance index of foam ceramic insulation board include of dry density、water absorption、thermal conductivity and compressive strength， comprehensively considering all performance and produce energy saving， finally determine the best temperature is 1160℃ and time is 50 min.

Key Words： foam ceramic insulation board； sintering temperature； sintering time；performance index