利用稻殼灰制備SiC基復(fù)合陶瓷粉體機(jī)理與性能的研究.pdf

1、本課題是以工業(yè)廢棄物稻殼灰的綜合利用為基礎(chǔ)而展開(kāi)。目前一些生物質(zhì)能電廠利用稻殼燃燒進(jìn)行發(fā)電，這就會(huì)產(chǎn)生了大量的工業(yè)廢棄物稻殼灰，如何能綜合利用稻殼灰，降低其污染，以形成生物質(zhì)-發(fā)電-原材料（為其他行業(yè)提供廉價(jià)的原料）的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，是目前電廠面臨的一大問(wèn)題。
　　本文采用炭黑與電廠廢棄物稻殼灰為原料，利用碳熱還原反應(yīng)合成Sialon/SiC和Si3N4/SiC陶瓷復(fù)合粉體，借助綜合熱分析、XRD、SEM等檢測(cè)技術(shù)，研究了不同原料

2、配比及合成溫度對(duì)復(fù)合粉體的物相組成和顯微結(jié)構(gòu)的影響，并對(duì)其反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行分析;同時(shí)對(duì)合成的復(fù)合粉體的抗氧化性能進(jìn)行測(cè)試;以自制的稻殼灰為原料合成復(fù)合粉體，添加不同金屬元素化合物，研究了不同雜質(zhì)元素(Al、Fe、Ca)對(duì)復(fù)合粉體物相和顯微結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明:
　　(1)以炭黑和電廠稻殼灰為原料，通過(guò)碳熱還原反應(yīng)合成Sialon/SiC和Si3N4/SiC陶瓷復(fù)合粉體。當(dāng)合成溫度在1500℃～1580℃時(shí)，SiO2∶C配比在1∶1與1

3、∶6之間可以制備出Sialon/SiC和Si3N4/SiC陶瓷復(fù)合粉體。合成的β-Si3N4為短柱狀，長(zhǎng)度約為4～7μm左右。SiC為不規(guī)則的長(zhǎng)條狀。物相是穿插、交錯(cuò)生長(zhǎng)。溫度和碳含量對(duì)合成復(fù)合陶瓷粉體影響較大。
　　(2)稻殼灰與炭黑經(jīng)高溫煅燒后合成的Sialon/SiC粉體，在空氣中起始氧化溫度為1118℃被氧化，到1500℃的增重為13.68％;合成的Si3N4/SiC粉體在空氣中的起始氧化溫度為603℃，在空氣中到1500

4、℃的增重為13.2％。
　　(3)以自制的稻殼灰為原料，當(dāng)外加1.12％～26.62％的Al2O3，合成溫度為1500℃時(shí)，發(fā)現(xiàn)復(fù)合粉體中有Sialon相存在，當(dāng)合成溫度為1550℃時(shí)，Sialon相消失;當(dāng)外加0.67％～10.5％的Fe2O3，經(jīng)1500℃、1550℃煅燒后，微量Fe元素的參與，可以大大降低SiC的生成溫度，SiC為不規(guī)則的長(zhǎng)條狀結(jié)構(gòu);當(dāng)外加1.06％～15.1％的CaO，經(jīng)1500℃煅燒后發(fā)現(xiàn)Ca元素的引入對(duì)