利用低溫氯化渣制備發(fā)泡多孔陶瓷材料研究

張吉武

新疆晶碩新材料有限公司 新疆烏魯木齊 830000

1 實驗

本次實驗開展的低溫氯化渣發(fā)泡陶瓷制備過程，應(yīng)用的技術(shù)為澆注法。研究的目的是了解燒結(jié)促劑、造孔劑在低溫氯化渣發(fā)泡多孔陶瓷制備過程中，對陶瓷材料性能的影響，從而在制備過程中能夠更好地應(yīng)用，保證陶瓷制備的質(zhì)量[1]。

1.1 配料

實驗過程中需要的材料，包括低溫氯化渣、結(jié)合劑、造孔劑、燒結(jié)促進劑、水，需要根據(jù)設(shè)計配比要求準確性衡量，還要將結(jié)合劑與燒結(jié)促進劑實施磨制措施，形成小于0.088mm的顆粒。

1.2 混合

所需材料配置好后，采取干混方式混合，混合后加水并呈現(xiàn)邊加邊攪拌的方式，可利用攪拌器。在攪拌時，需要密切觀察物料產(chǎn)生的流動性，如果物流達到預期的流動性要求后，停止加水。

1.3 澆注成型

應(yīng)用的模具選擇尺寸為50mm×50mm×50mm，并將攪拌好后的漿料倒入此模具中，采取振動的措施使之成型，需要漿料均勻地充滿模具。

1.4 折模養(yǎng)護

漿料均勻地充滿模具后，需要放置24小時以后再開展下項工作。通過自然凝固的方式達到一定強度要求后，實施拆模過程。拆模后，需要將具有強度的樣品進行自然干燥并再次放置24小時。

1.5 燒制

根據(jù)設(shè)計的燒成制度開展樣品燒成工作，在燒成過程中需要合理化控制升溫的速度，還要將最高燒成溫度、保溫時間、降溫速度根據(jù)燒成制度合理化設(shè)置，從而保證燒成效果[2]。

1.6 性能檢測

燒成工作完成后，需要將樣品進行冷卻，冷卻后開展檢測吸水率、強度的檢測。然后粉碎樣品，再開展SEM與XRD的檢測工作。

2 結(jié)果與討論

2.1 白泥對低溫氧化渣燒結(jié)性能的影響

分析低溫氯化渣的成分，含有CaO、SiO2、MgO、Al2O3成分，如果單獨燒結(jié)SiO2、MgO、Al2O3成分，具有較好的成瓷效果，但是由于還存在CaO、SiO2兩種元素，使成瓷過程受到影響，即使實施高質(zhì)量的燒結(jié)過程，也無法達到燒結(jié)性能。由于白泥具有可塑性的特點，在低溫氣化渣燒結(jié)的過程中加入白泥，能夠增強成型性能與燒結(jié)性能。主要表現(xiàn)在：白泥添加量從20%增長到40%，燒后強度與添加量成正比，添加量越高強度越高，從8MPa增長至47MPa；吸水率方面，吸水率與添加量成反比，添加量越高吸水率越低，從23.4%下降至13.8%，從而有效封閉氣孔，使氣孔率有效降低。

2.2 鋁酸鹽水泥對低溫氯化渣燒結(jié)性能的影響

應(yīng)用鋁酸鹽水泥對低溫氯化渣燒結(jié)性能具有增加拆模強度與成型性能的作用，主要表現(xiàn)在：鋁酸鹽水泥添加量從5%增長至13%過程中，低溫氯化渣的燒后強度產(chǎn)生大幅度增長的趨勢，從14MPa增至66MPa；吸水率方面，出現(xiàn)反比形式，鋁酸鹽水泥添加量越高，吸水率越低，從14.1%下降至11.3%。可見，應(yīng)用鋁酸鹽水泥在促進低溫氯化渣燒結(jié)的同時，還封閉了氣孔，有效降低氣孔率。

2.3 Al2O3微粉對低溫氯化渣燒結(jié)性能的影響

從實驗結(jié)果可知，Al2O3微粉能夠促進低溫氯化渣燒結(jié)強度的增強及吸水率，主要表現(xiàn)在：添加Al2O3微粉的數(shù)量從4%增加到12%，低溫氯化渣在燒結(jié)后的強度產(chǎn)生了增長勢變化，從27MPa增長至48MPa。低溫氯化渣在燒結(jié)后的吸水率也產(chǎn)生了增長，從13.2%增長至15.7%?？梢?，Al2O3微粉的應(yīng)用能夠增強低溫氯化渣燒結(jié)強度與吸水率。另外，應(yīng)用Al2O3微粉也存在缺陷，影響封閉氣孔的形成，導致氣孔率加大。

2.4 造孔方法對低溫氯化渣多孔陶瓷性能的影響

實施的造孔方法包括兩種方式，一是發(fā)泡法，二是添加造孔劑法。應(yīng)用發(fā)泡法造孔過程中，受到低溫氧化渣中存在的CaCl2和MgCl2的影響，在發(fā)泡結(jié)束后，兩者會對形成的泡沫產(chǎn)生消泡作用，使發(fā)泡過程失敗。本次實驗中應(yīng)用添加造孔劑法，選擇木屑為造孔劑，添加廣西白泥和鋁酸鹽水泥各為30%、5%的添加量，設(shè)置燒結(jié)的溫度為1050攝氏度，應(yīng)用澆注法制作低溫氯化渣多孔陶瓷。從制作結(jié)果看，造孔劑添加量從3%增加到11%，多孔陶瓷吸水量具有增加的趨勢，從17.5%增長到35%，而耐壓強度成反比，從8.5MPa下降到2MPa?？梢?，造孔劑的添加量對吸水率、強度具有顯著性的影響，添加量越多吸水率越高，而強度則越低。將本次實驗制作出的發(fā)泡材料與墻體材料標準要求相比較可知，滿足最低強度3MPa指標，從而使制作而出的低溫氯化渣多孔陶瓷材料符合墻體材料使用要求[3]。

3 結(jié)語

在低溫氯化渣陶瓷的燒結(jié)過程中應(yīng)用廣西白泥，對燒結(jié)效果具有促進作用，主要表現(xiàn)在白泥添加量逐漸增加，燒結(jié)強度逐漸提升、吸水率逐漸降低，并且實現(xiàn)了氣孔封閉，使氣孔率降低。生成的物相包括CaAl2O4、CaAl2SiO8、MgAl2O4；加入鋁酸鹽水泥也具有促進燒結(jié)效果的作用，鋁酸鹽水泥添加量不斷增加，強度也逐漸提升、吸水率逐漸降低，并且封閉氣孔，使氣孔率降低；應(yīng)用Al2O3微粉可以促進燒結(jié)效果，隨著添加量的不斷提升，燒結(jié)強度不斷增加，而吸水率卻產(chǎn)生不斷增加的現(xiàn)象，影響封閉氣孔的形成，加大了氣孔率；應(yīng)用澆注法制備方式，應(yīng)用7%的造孔劑添加量，使陶瓷吸水率達到30%、強度達5MPa,滿足墻體材料標準要求，可以進行使用。

4 結(jié)語

綜上所述，在制備多孔發(fā)泡陶瓷材料時，不同的結(jié)合劑、燒結(jié)促進劑、造孔劑具有不同的效果。由于陶瓷材料制備時需要達到成瓷要求，需要運用有利于成瓷的物質(zhì)應(yīng)用于制備過程中，從而使成瓷要求得到滿足。由于低溫氯化渣的成分中具有成瓷的效果，應(yīng)用于陶瓷材料中，促進成瓷效果提升的同時又有效利用了此物質(zhì)。