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。通過對其吸水率、密度、顯氣孔率、抗折強度以及抗熱震性能進行測試，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)泡劑的合成機理，用紅外表征了其合成情況。通過研究發(fā)泡劑濃度對發(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，用聚丙烯酸銨對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％時對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行注凝成型的最大固含量分別為62％和64％。
　　 通過實驗得到了交聯(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％，此時體系凝膠時間達到完成注凝操作所需的最短時間，為92s。結(jié)合掃描電鏡(SEM)、密度、氣孔率以及抗壓強度分析研究了不同的漿料與發(fā)泡體系比例對材料性能的影響，結(jié)果表明：體系中漿料比例的增大會導(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，孔壁強度提高，密度變大，材料的抗壓強度也會變大。對硅酸鋁多孔陶瓷樣品和莫來石多孔陶瓷樣品進行SEM，密度，氣孔率，抗壓強度，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)，達到了保溫材料的性能指標(biāo)。