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(guó)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(chǔ)問題加大了企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，也對(duì)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(shí)現(xiàn)變廢為寶，為企業(yè)減負(fù)創(chuàng)收，改善空氣環(huán)境質(zhì)量。
　　微硅粉中SiO2含量較高，試驗(yàn)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(gè)種類的莫來石材料。首先試驗(yàn)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(shí)間對(duì)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(shí)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(yīng)。2）Al2O3/SiO2摩爾比為3:2.5，煅燒溫度1450℃，保溫4h時(shí)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(shí)間的延長(zhǎng)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(chǔ)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(shí)、煅燒溫度為1300℃保溫4小時(shí)，制備多孔莫來石陶瓷材料體積密度達(dá)到2.5g/cm3，氣孔率約為21％；2）煅燒溫度為1400℃時(shí)多孔莫來石陶瓷抗壓強(qiáng)度可達(dá)260.93±30.22MPa。添加馬鈴薯淀粉造孔劑法：1)當(dāng)燒結(jié)溫度為1450℃、淀粉含量為

4、40wt%時(shí)，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(shí)，熱導(dǎo)率為1.40W·m-1·K-1，且折強(qiáng)度達(dá)到79.91MPa；2）莫來石材料基體中存在著大量交織狀的長(zhǎng)條狀莫來石晶體，這種晶體形貌不僅可以使孔結(jié)構(gòu)穩(wěn)定存在，保持一定的孔隙率降低了材料的熱導(dǎo)率，而且給予了材料良好的機(jī)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(duì)合成莫來石晶須以及其