以微硅粉為硅源制備莫來石陶瓷材料及其性能研究.pdf

1、我國微硅粉產(chǎn)量巨大，微硅粉作為冶煉硅系產(chǎn)品的一種固體廢棄物，不僅起回收存儲問題加大了企業(yè)運營成本，也對環(huán)境大氣造成了巨大的污染。因此，合理回收利用微硅粉，從而實現(xiàn)變廢為寶，為企業(yè)減負創(chuàng)收，改善空氣環(huán)境質(zhì)量。
　　微硅粉中SiO2含量較高，試驗中以微硅粉為主要原料，配以不同鋁源，采用不同陶瓷材料制備工藝合成了幾個種類的莫來石材料。首先試驗以微硅粉和工業(yè)氧化鋁粉為原料，采用固相合成法，研究了不同Al2O3/SiO2摩爾比、煅燒溫度和保

2、溫時間對合成莫來石的影響，另外還探討了合成的莫來石粉體球磨特性與行星球磨時間之間的規(guī)律。結(jié)果表明：1）與以無定形SiO2為硅源相比，微硅粉更有利于和工業(yè)氧化鋁粉發(fā)生莫來石化反應。2）Al2O3/SiO2摩爾比為3:2.5，煅燒溫度1450℃，保溫4h時制備粉體中的莫來石含量最高。3）莫來石粉體平均粒徑隨球磨時間的延長而逐漸減小，粒徑分布由剛開始的單峰分布演變?yōu)殡p峰分布；最后得到的粉體的平均粒徑為0.58μm，且具有較大的比表面積，其值為

3、9.26m2/g。
　　其次在上述基礎上，采用叔丁醇基凝膠注模和添加馬鈴薯淀粉造孔劑兩種多孔陶瓷成型方法制備了多孔莫來石陶瓷。凝膠注模法：1）在Al2O3/SiO2摩爾比為3:2.5時、煅燒溫度為1300℃保溫4小時，制備多孔莫來石陶瓷材料體積密度達到2.5g/cm3，氣孔率約為21％；2）煅燒溫度為1400℃時多孔莫來石陶瓷抗壓強度可達260.93±30.22MPa。添加馬鈴薯淀粉造孔劑法：1)當燒結(jié)溫度為1450℃、淀粉含量為

4、40wt%時，制備出的多孔莫來石陶瓷莫來石純度最高，體積密度為2.02g/cm3時，熱導率為1.40W·m-1·K-1，且折強度達到79.91MPa；2）莫來石材料基體中存在著大量交織狀的長條狀莫來石晶體，這種晶體形貌不僅可以使孔結(jié)構穩(wěn)定存在，保持一定的孔隙率降低了材料的熱導率，而且給予了材料良好的機械性能。
　　最后以微硅粉和硫酸鋁為主要合成原料，研究了在K2SO4和Na2SO4兩種熔鹽條件下，不同煅燒溫度對合成莫來石晶須以及其