粉煤灰玻璃陶瓷力學(xué)性能的研究.pdf

1、玻璃陶瓷是在熱處理過(guò)程中對(duì)基礎(chǔ)玻璃進(jìn)行控制晶化而制得的一種含有玻璃相和陶瓷相的復(fù)合固體材料。近幾年己發(fā)展為一種新型高檔裝飾材料。以粉煤灰為主要原料制備的玻璃陶瓷被稱為粉煤灰玻璃陶瓷，它可以解決火力發(fā)電業(yè)副產(chǎn)品——粉煤灰的堆積污染問(wèn)題，起到保護(hù)環(huán)境的作用，具有較高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。粉煤灰玻璃陶瓷具有廣闊的市場(chǎng)前景。但是在粉煤灰玻璃陶瓷的研究中存在粉煤灰的摻雜量低，制品的力學(xué)性能差等問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，本文在加大粉煤灰摻雜量的前提下

2、，通過(guò)優(yōu)化熱處理工藝，制備出力學(xué)性能優(yōu)良的粉煤灰玻璃陶瓷。
　　 本文分別采用60％、65％、70％、75％和80％的粉煤灰含量，以熔融法制備了基礎(chǔ)玻璃。采用差熱分析確定了基礎(chǔ)玻璃的一步法熱處理制度：熱處理溫度分別為800℃、850℃、900℃、950℃和1000℃，升溫速率為10℃/min，保溫時(shí)間為1h。采用X射線衍射儀測(cè)定了玻璃陶瓷的物相組成，以掃描電鏡觀察了玻璃陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)，分析了熱處理溫度及粉煤灰含量對(duì)粉煤灰玻璃陶瓷

3、抗彎強(qiáng)度和維氏硬度的影響。并從玻璃陶瓷的物相和微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，討論了引起性能變化的原因。此外，還研究粉煤灰玻璃陶瓷的化學(xué)穩(wěn)定性、密度、耐磨性和吸水率等性能。
　　 研究結(jié)果表明，粉煤灰玻璃陶瓷的抗彎強(qiáng)度和維氏硬度隨熱處理溫度的升高呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)；隨著粉煤灰含量的增加，粉煤灰玻璃陶瓷的抗彎強(qiáng)度和維氏硬度逐漸降低，但是降低幅度較小。從物相與微觀結(jié)構(gòu)分析，產(chǎn)生這種變化的主要原因是，隨熱處理溫度的升高，玻璃陶瓷的主晶相由透輝石變?yōu)?/p>

4、透輝石與鈦酸鎂鋁復(fù)晶相，透輝石具有較高的強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性，透輝石和鈦酸鎂鋁晶粒分布均勻，致密，形成的交織型結(jié)構(gòu)有利于提高玻璃陶瓷的力學(xué)性能。
　　 玻璃陶瓷的最佳熱處理溫度隨粉煤灰摻雜量的改變而不同，當(dāng)粉煤灰含量低于70％時(shí)，最佳熱處理溫度為950℃；當(dāng)粉煤灰含量為75％時(shí)，最佳熱處理溫度為1000℃；當(dāng)粉煤灰含量為80％時(shí)，最佳熱處理溫度為900℃；制備出的粉煤灰玻璃陶瓷的抗彎強(qiáng)度均在150MPa以上，維氏硬度均在6200MP